C#：裝箱和拆箱相關知識整理

1、裝箱和拆箱是一個抽象的概念2、裝箱是將值類型轉換為引用類型；

　　拆箱是將引用類型轉換為值類型

　　利用裝箱和拆箱功能，可通過允許值類型的任何值與Object 類型的值相互轉換，將值類型與引用類型鏈接起來

例如：

int val = 100; object obj = val; Console.WriteLine (“對象的值 = {0}", obj); 

這是一個裝箱的過程，是將值類型轉換為引用類型的過程

int val = 100; object obj = val; int num = (int) obj; Console.WriteLine ("num: {0}", num); 

這是一個拆箱的過程，是將值類型轉換為引用類型，再由引用類型轉換為值類型的過程

注：被裝過箱的對象才能被拆箱3、.NET中，數據類型劃分為值類型和引用(不等同于C++的指針)類型，與此對應，內存分配被分成了兩種方式，一為棧，二為堆（注意：是托管堆）值類型只會在棧中分配。引用類型分配內存與托管堆。托管堆對應于垃圾回收。

4：裝箱/拆箱是什么？裝箱：用于在垃圾回收堆中存儲值類型。裝箱是值類型到 object 類型或到此值類型所實現的任何接口類型的隱式轉換。拆箱：從 object 類型到值類型或從接口類型到實現該接口的值類型的顯式轉換。

5：為何需要裝箱？(為何要將值類型轉為引用類型？)一種最普通的場景是，調用一個含類型為Object的參數的方法，該Object可支持任意為型，以便通用。當你需要將一個值類型(如Int32)傳入時，需要裝箱。另一種用法是，一個非泛型的容器，同樣是為了保證通用，而將元素類型定義為Object。于是，要將值類型數據加入容器時，需要裝箱。

6：裝箱/拆箱的內部操作

• 裝箱

　　對值類型在堆中分配一個對象實例，并將該值復制到新的對象中。按三步進行。

1. 1. 新分配托管堆內存(大小為值類型實例大小加上一個方法表指針和一個SyncBlockIndex)。
   2. 將值類型的實例字段拷貝到新分配的內存中。
   3. 返回托管堆中新分配對象的地址。這個地址就是一個指向對象的引用了。

有人這樣理解：如果將Int32裝箱，返回的地址，指向的就是一個Int32。我認為也不是不能這樣理解，但這確實又有問題，一來它不全面，二來指向Int32并沒說出它的實質(在托管堆中)。

• 拆箱

檢查對象實例，確保它是給定值類型的一個裝箱值。將該值從實例復制到值類型變量中。有書上講，拆箱只是獲取引用對象中指向值類型部分的指針，而內容拷貝則是賦值語句之觸發(fā)。我覺得這并不要緊。最關鍵的是檢查對象實例的本質，拆箱和裝箱的類型必需匹配，這一點上，在IL層上，看不出原理何在，我的猜測，或許是調用了類似GetType之類的方法來取出類型進行匹配(因為需要嚴格匹配)。

7：裝箱/拆箱對執(zhí)行效率的影響顯然，從原理上可以看出，裝箱時，生成的是全新的引用對象，這會有時間損耗，也就是造成效率降低。那該如何做呢？首先，應該盡量避免裝箱。比如上例2的兩種情況，都可以避免，在第一種情況下，可以通過重載函數來避免。第二種情況，則可以通過泛型來避免。當然，凡事并不能絕對，假設你想改造的代碼為第三方程序集，你無法更改，那你只能是裝箱了。對于裝箱/拆箱代碼的優(yōu)化，由于C#中對裝箱和拆箱都是隱式的，所以，根本的方法是對代碼進行分析，而分析最直接的方式是了解原理結何查看反編譯的IL代碼。

比如：在循環(huán)體中可能存在多余的裝箱，你可以簡單采用提前裝箱方式進行優(yōu)化。

8：對裝箱/拆箱更進一步的了解裝箱/拆箱并不如上面所講那么簡單明了

比如：裝箱時，變?yōu)橐脤ο螅瑫喑鲆粋€方法表指針，這會有何用處呢？

我們可以通過示例來進一步探討。

舉個例子：

Struct A : ICloneable{　　public Int32 x;　　public override String ToString() {　　　　return String.Format(”{0}”,x);　　}　　public object Clone() {　　　　return MemberwiseClone();　　}}static void main() { 　　A a; 　　a.x = 100; 　　Console.WriteLine(a.ToString()); 　　Console.WriteLine(a.GetType()); 　　A a2 = (A)a.Clone(); 　　ICloneable c = a2; 　　Ojbect o = c.Clone(); } 

1. a.ToString()。編譯器發(fā)現A重寫了ToString方法，會直接調用ToString的指令。因為A是值類型，編譯器不會出現多態(tài)行為。因此，直接調用，不裝箱。(注：ToString是A的基類System.ValueType的方法)
2. a.GetType()，GetType是繼承于System.ValueType的方法，要調用它，需要一個方法表指針，于是a將被裝箱，從而生成方法表指針，調用基類的System.ValueType。(補一句，所有的值類型都是繼承于System.ValueType的)。
3. a.Clone()，因為A實現了Clone方法，所以無需裝箱。
4. ICloneable轉型：當a2為轉為接口類型時，必須裝箱，因為接口是一種引用類型。
5. c.Clone()。無需裝箱，在托管堆中對上一步已裝箱的對象進行調用。

附：其實上面的基于一個根本的原理，因為未裝箱的值類型沒有方法表指針，所以，不能通過值類型來調用其上繼承的虛方法。另外，接口類型是一個引用類型。對此，我的理解，該方法表指針類似C++的虛函數表指針，它是用來實現引用對象的多態(tài)機制的重要依據。

9：如何更改已裝箱的對象對于已裝箱的對象，因為無法直接調用其指定方法，所以必須先拆箱，再調用方法，但再次拆箱，會生成新的棧實例，而無法修改裝箱對象。有點暈吧，感覺在說繞口令。還是舉個例子來說：(在上例中追加change方法)

public void Change(Int32 x) { 　　this.x = x; } 

調用：

A a = new A(); a.x = 100; Object o = a; //裝箱成o,下面,想改變o的值((A)o).Change(200); //改掉了嗎?沒改掉

沒改掉的原因是o在拆箱時，生成的是臨時的棧實例A，所以，改動是基于臨時A的，并未改到裝箱對象。

(附：在托管C++中，允許直接取加拆箱時第一步得到的實例引用，而直接更改，但C#不行。)那該如何是好？嗯，通過接口方式，可以達到相同的效果。實現如下：

interface IChange { 　　void Change(Int32 x); } struct A : IChange { … } 

調用：

((IChange)o).Change(200);//改掉了嗎？改掉了

為啥現在可以改？

在將o轉型為IChange時，這里不會進行再次裝箱，當然更不會拆箱，因為o已經是引用類型，再因為它是IChange類型，所以可以直接調用Change，于是，更改的也就是已裝箱對象中的字段了，達到期望的效果。10、將值類型轉換為引用類型，需要進行裝箱操作(boxing)：

1. 首先從托管堆中為新生成的引用對象分配內存
2. 然后將值類型的數據拷貝到剛剛分配的內存中
3. 返回托管堆中新分配對象的地址

可以看出，進行一次裝箱要進行分配內存和拷貝數據這兩項比較影響性能的操作。

將引用類型轉換為值類型，需要進行拆箱操作(unboxing)：

1. 首先獲取托管堆中屬于值類型那部分字段的地址，這一步是嚴格意義上的拆箱。
2. 將引用對象中的值拷貝到位于線程堆棧上的值類型實例中。

　　經過這2步，可以認為是同boxing是互反操作。嚴格意義上的拆箱，并不影響性能，但伴隨這之后的拷貝數據的操作就會同boxing操作中一樣影響性能。

11、

NET的所有類型都是由基類System.Object繼承過來的，包括最常用的基礎類型：int, byte, short，bool等等，就是說所有的事物都是對象。

如果申明這些類型得時候都在堆(HEAP)中分配內存，會造成極低的效率！(個中原因以及關于堆和棧得區(qū)別會在另一篇里單獨得說說！).NET如何解決這個問題得了？正是通過將類型分成值型(value)和引用型(regerencetype)，

C#中定義的值類型和引用類型

1. 值類型：原類型（Sbyte、Byte、Short、Ushort、Int、Uint、Long、Ulong、Char、Float、Double、Bool、Decimal）、枚舉(enum)、結構(struct)
2. 引用類型：類、數組、接口、委托、字符串等

值型就是在棧中分配內存，在申明的同時就初始化，以確保數據不為NULL；引用型是在堆中分配內存，初始化為null，引用型是需要GARBAGE COLLECTION來回收內存的，值型不用，超出了作用范圍，系統(tǒng)就會自動釋放！下面就來說裝箱和拆箱的定義！裝箱就是隱式的將一個值型轉換為引用型對象。比如：int i=0;Syste.Object obj=i;這個過程就是裝箱！就是將i裝箱！拆箱就是將一個引用型對象轉換成任意值型！比如：int i=0;System.Object obj=i;int j=(int)obj;這個過程前2句是將i裝箱，后一句是將obj拆箱！

轉載自：http://m.survivalescaperooms.com/huashanlin/archive/2007/05/16/749359.html