C#从值类型、引用类型到装箱和拆箱

上一篇文章讲了C#的值类型和引用类型，这里再来看看值类型和引用类型最直接的使用场景：装箱和拆箱。

一、基本概念

装箱：值类型转化为引用类型的过程。从托管堆中为新生成的引用类型对象分配内存,再把值类型的实例字段拷贝到托管堆上新对象的内存中，然后返回对象的引用。

拆箱：引用类型转化为值类型的过程。获取指向对象中包含的值类型部分[数据字段]的指针，不会涉及字段拷贝。

利用装箱和拆箱功能，可通过允许值类型的任何值与Object 类型的值相互转换，将值类型与引用类型链接起来。

二、装箱/拆箱的内部操作

1、装箱

对值类型在堆中分配一个对象实例，并将该值复制到新的对象中。按三步进行。

1）新分配托管堆内存(大小为值类型实例大小加上一个方法表指针和一个SyncBlockIndex

2）将值类型的实例字段拷贝到新分配的内存中

3）返回托管堆中新分配对象的地址。这个地址就是一个指向对象的引用

 

2、拆箱

拆箱过程分两步进行：

1）检查对象实例，确保它是给定值类型的一个装箱值

2）将该值从实例复制到值类型变量中

通过上述的原理可以看出，装拆箱分配内存和拷贝数据会影响性能的操作，尽量避免装拆箱。 

三、装箱拆箱实例分析

using System;
using System.IO;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Security;
using System.Text;namespace ConsoleApplication1
{class Program{static void Main(string[] args){Dowork();}static void Dowork(){int i = 10;//将值类型的i装箱//需要注意的是:这里的装箱采用的是值的拷贝object obj = i;//检验是否装箱成功了if (obj is int){Console.WriteLine("数据已经装箱!");}//我们在这里更改i的值i = 33;Console.WriteLine("int i现在的值是:{0}", i);Console.WriteLine("int i装箱的值是:{0}", obj);//拆箱操作int j = (int)obj;Console.WriteLine("j的值为{0}", j.ToString());}}
}

小结：

从程序员的角度来看，装箱和拆箱是很方便的，我们不需要手动去复制和转移内存中的值类型和引用类型的数据。

但装箱和拆箱背后的栈/堆内存转移也带来了性能问题。所以，我们平时在编程时应当尽量避免发生装箱和拆箱操作。