C# 裝箱和拆箱：我們何時以及為何需要它們？

C#中的裝箱和拆箱：原因和應用場景

引言

在C#中，裝箱和拆箱是協調值型別和參考型別不同行為的必要機制。然而，它們的用途和用例可能會讓程式設計師感到困惑。本指南闡明了為什麼這些概念至關重要，並提供了其實際應用的範例。

裝箱與拆箱的重要性

裝箱和拆箱允許C#維護一個統一的類型系統，使值類型和引用類型能夠一致地交互和處理。值類型（例如short和int）將其資料直接儲存在變數中。相反，引用類型引用位於記憶體中其他位置的底層物件。

為了促進這些不同數據結構之間的無縫交互，裝箱創建一個包裝對象，包含值類型的數據，使其可以像引用類型一樣對待。這使得可以輕鬆地在專為引用類型設計的資料結構中儲存和操作值類型。

裝箱與拆箱的應用場景

裝箱的一個經典用例是使用遺留集合，這些集合只接受物件。這些集合需要裝箱才能儲存值類型，如ArrayList範例所示：

<code class="language-c#">short s = 25;
object objshort = s;  // 装箱</code>

在現代泛型時代，裝箱的需求減少了。但是，它在特定場景中仍然至關重要：

• 隱式轉換: 裝箱處理值型別與參考型別之間的隱式轉換，例如：

<code class="language-c#">double e = 2.718281828459045;
int ee = (int)e;  // 从double到int的隐式转换（需要装箱）</code>

• 相等性比較: 引用型別預設比較它們的參考。要比較底層值，需要拆箱和明確轉換：

<code class="language-c#">double e = 2.718281828459045;
object o = e;  // 装箱
int ee = (int)(double)o;  // 拆箱和显式转换</code>

• 值傳遞與引用傳遞: 裝箱與拆箱影響值型別傳遞給方法的方式。如果在將值類型作為參數傳遞之前將其裝箱，則在方法內對參數所做的任何修改都不會影響原始值。

要注意的細節

• 引用相等與值相等: 引用型別使用參考相等進行 == 比較，它檢查引用是否相同，而不是底層值。這可能導致意想不到的結果：

<code class="language-c#">double e = 2.718281828459045;
object o1 = e;
object o2 = e;
Console.WriteLine(o1 == o2);  // False</code>

• 複製行為: 裝箱結構體（值型別）時，會建立一個副本。相反，當裝箱類別（引用類型）時，會建立一個對原始物件的引用。這種行為上的差異會影響對裝箱值的運算結果：

<code class="language-c#">[struct|class] Point { ... }
Point p = new Point(1, 1);
object o = p;
p.x = 2;
Console.WriteLine(((Point)o).x);  // 输出：1（如果为结构体）/ 2（如果为类）</code>

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