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[C#]装箱与拆箱

装箱与拆箱 装箱:
值类型比引用类型“轻”,原因是他们不作为对象在托管堆中分配,不被垃圾回收,也不通过指针进行引用。但是许多时候都需要获取值类型的引用,例如,假定要创建ArrayList对象来容纳一组point结构,代码如下:
public sealed class Program
{
public static void Main()
{
ArrayList a = new ArrayList();
Point p; //分配一个Point(不在堆中分配)
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
p.x = p.y = i; //初始化值类型中的成员
a.Add(p); //对值类型装箱,将引用添加到ArrayList中
}
}
}
每次循环迭代都初始化一个ponit的值类型字段,并将该point存储到ArrayList中。但思考一下ArrayList中究竟存储了什么?是Point结构,Point结构的地址,还是其他完全不同的东西?要知道正确答案,必须研究ArrayList的Add方法,了解他的参数被定义成什么类型。本例的Add方法原型如下:
public virtual int Add(Object value);
可以看出Add获取的是一个Object参数,也就是说,Add获取对托管堆上的一个对象的引用来作为参数。但之前的代码传递的是p,也就是一个Point,是值类型。为了使代码正确工作,Point值类型必须转成真正的,在堆中托管的对象,而且必须获取对该对象的引用。
将值类型转换成引用类型要使用装箱机制。下面说说对值类型的实例进行装箱时发生的事情:
1,在托管堆中分配内存。分配的内存量是值类型各字段所需的内存量,还要加上托管堆所有对象都有的两个额外成员(类型对象指针和同步块索引)所需要的内存量
2,值类型的字段复制到新分配的堆内存
3,返回对象地址。现在该对象是对象引用;值类型成了引用类型
C#编译器检测到上述代码是向要求引用类型的方法传递值类型,所以自动生成代码对对象进行装箱。所以在运行时,当前存在于Point值类型实例p中的字段复制到新分配的Point对象中。已装箱Point对象(现在是引用类型)的地址返回并传给Add方法。Point对象一直存在于堆中,直至被垃圾回收。Point值类型变量p可被重用,因为ArrayList不知道关于他的任何事情。在这种情况下,已装箱类型的生存期超过了为装箱值类型的生存期。
拆箱:
假定要用一下代码获取ArrayList的第一个元素:
Point p=(Point)a[0];
他获取ArrayList的元素0包含的引用,视图将其放到Point值类型的实例p中。为此,已装箱Point对象中的所有字段都必须复制到值类型变量中,后者在线程栈上。CLR分两步完成复制。第一步获取已装箱Point对象中的各个Point字段地址。这个过程称为拆箱。第二部将字段包含的值从堆复制到基于栈的值类型实例中
拆箱不是直接将装箱过程倒过来。拆箱的代码比装箱低得多。拆箱其实就是获取指针的过程,该指针指向包含在一个对象中的原始值类型。其实,指针指向的是已装箱实例中的未装箱部分。所以和装箱不同,茶香不要求在内存中复制任何字节,知道这个重要区别后,还应知道的一个重点是,往往紧接着一次字段复制。
已装箱值类型实例在拆箱是,内部发生下面这些事情:
1,如果包含“对已装箱值类型的引用”的变量为null,抛出NullReferenceException异常
2,如果引用的对象不是所需值类型的已装箱实例,抛出InvalidCastException异常
第二条意味着一下代码的工作方式和你想的可能不一样:
public static void Main()
{
Int32 x = 5;
Object o = x; //对x装箱,o引用已装箱对象
Int16 y = (Int16)o; //抛出InvalidCastException异常
}
从逻辑上说,完全能获取o引用的已装箱Int32,将其强制转换为int16.但是对对象进行拆箱时,只能转型为最初未装箱的值类型--本例Int32,以下是正确写法:
public static void Main()
{
Int32 x = 5;
Object o = x; //对x装箱,o引用已装箱对象
Int16 y = (Int16)(Int32)o; //先拆箱为正确类型,再转型
}
在看以下代码:
public static void Main()
{
Point p;
p.x = p.y = 1;
Object o = p; //对p装箱,o引用已装箱实例
//将Point的x字段变成2
p = (Point)o; //对o拆箱,将字段从已装箱的实例复制到栈变量中
p.x = 2; //更改栈变量的状态
o = p; //将p装箱,o引用新的已装箱实例
}
最后三行代码的唯一目的就是将Point的x字段从1变成2.为此,首先要执行一次拆箱,在执行一次字段复制,再更改字段(栈上),最后执行一次装箱(在托管堆上创建全新的已装箱实例)。由此可以看出装箱拆箱对应用程序性能的影响。
问:
public static void Main()
{
Int32 v = 5;
Object o = v;
v = 123;
Console.WriteLine(v+","+(Int32)o);
}
上述代码发生了多少次装箱?
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加:2017-06-13 19:59:38  更:2017-06-13 19:59:44 
 
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2017-6-29 11:48:24
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