[CLR via C#]5.3 值類型的裝箱和拆箱

　　在CLR中為了將一個值類型轉換成一個引用類型，要使用一個名為裝箱的機制。

public static void Main(){    Int32 x = 5;    Object o = x;    Int16 y = (Int16) o;//拋出異常}

　　在對一個對象進行拆箱的時候，只能將其轉型為原始未裝箱時的值類型——Int32，下面是正確的寫法:

public static void Main(){    Int32 x = 5;    Object o = x;　　　　　        //對x進行裝箱，o引用已裝箱的對象　    Int16 y = (Int16) (Int32) o; //先拆箱為正確的類型，在進行裝箱}

　　前面說過，在進行一次拆箱后，經常會緊接著一次字段的復制。以下演示了拆箱和復制操作：

public static void Main() {      Point p = new Point(); //棧變量    p.x = p.y = 1;        object o = p;          //對p進行裝箱，o引用已裝箱的實例    p = (Point) o;         //對o進行拆裝，將字段從已裝箱的實例復制到棧變量}

　　在最后一行，C#編譯器會生成一條IL指令對o進行拆箱，并生成另一條IL指令將這些字段從堆復制到基于棧的變量p中。

　　再看看一下代碼：

public static void Main() {      Point p = new Point();      // 棧變量    p.x = p.y = 1;        object o = p;               // 對p進行裝箱，o引用已裝箱的實例    // 將Point的x字段變成2    p = (Point) o;              // 對o進行拆裝，將字段從已裝箱的實例復制到棧變量    p.x = 2;                    // 更改變量的狀態    o = p;                      // 對p進行裝箱，o引用已裝箱的實例}    

　　最后三行代碼唯一的目的就是將Point的x字段從1變成2.為此，首先要執行一次拆箱，在執行一次字段復制，在更改字段(在棧上),最后執行一次裝箱(從而在托管堆上創建一個全新的已裝箱實例)。希望你能體會到裝箱和拆箱/復制操作對應用程序性能的影響。

　　在看個演示裝箱和拆箱的例子：　　

PRivate static void Main(string[] args){     Int32 v = 5;            // 創建一個偽裝箱的值類型變量     Object o = v;           // o引用一個已裝箱的、包含值5的Int32     v = 123;                // 將未裝箱的值修改成為123     Console.WriteLine(v + "," + (Int32)o);  //顯示"123,5"}

　　你可以看出上述代碼進行了幾次裝箱操作？如果說是3次，你會不會意味呢？我們來看下生成的IL代碼。　　

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed{    .entrypoint    //代碼大小    .maxstack 3    .locals init (        [0] int32 num,        [1] object obj2)    L_0000: nop     // 將5加載到v中    L_0001: ldc.i4.5     L_0002: stloc.0     // 對v進行裝箱，將引用指針存儲到o中    L_0003: ldloc.0     L_0004: box int32    L_0009: stloc.1     // 將123加載到v中    L_000a: ldc.i4.s 0x7b    L_000c: stloc.0     // 對v進行裝箱，并將指針保留在棧上以進行Concat(連接)操作    L_000d: ldloc.0     L_000e: box int32    // 將字符串加載到棧上以執行Concat操作    L_0013: ldstr ","    // 對o進行拆箱：獲取一個指針，它指向棧上的Int32的字段    L_0018: ldloc.1     L_0019: unbox.any int32        // 對Int32進行裝箱，并將指針保留在棧上以進行Concat(連接)操作    L_001e: box int32    // 調用Concat    L_0023: call string [mscorlib]System.String::Concat(object, object, object)    // 將從Concat放回的字符串傳給WriteLine    L_0028: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)    L_002d: nop         // 從Main返回    L_002e: ret }

　　提示：主要原因是在Console.WriteLine方法上。

　　Console.WriteLine方法要求獲取一個String對象，為了創建一個String對象，C#編譯器生成的代碼來調用String對象的靜態方法Concate。該方法有幾個重載的版本，唯一區別就是參數數量，在本例中需要連接三個數據項來創建一個字符串，所以編譯器會選擇以下Concat方法來調用:

public static String Concat(Objetc arg0, Object arg1, Onject arg2);

　　所以，如果像下面寫對WriteLine的調用，生成的IL代碼將具有更高的執行效率：

Console.WriteLine(v + "," + o);  //顯示"123,5"

　　這只是移除了變量o之前的(Int32)強制轉換。就避免了一次拆箱和一次裝箱。

　　我們還可以這樣調用WriteLine，進一步提升上述代碼的性能：

Console.WriteLine(v.ToString() + "," + o);  //顯示"123,5"

　　現在，會為未裝箱的值類型實例v調用ToString方法，它返回一個String。String類型已經是引用類型，所以能直接傳給Concat方法，不需要任何裝箱操作。

　　下面在演示一個裝箱和拆箱操作：　　

private static void Main(string[] args){     Int32 v = 5;                  // 創建一個偽裝箱的值類型變量     Object o = v;                // o引用一個已裝箱的、包含值5的Int32     v = 123;                       // 將未裝箱的值修改成為123     Console.WriteLine(v)   //顯示"123"     v = (Int32) o;               //拆箱并將o復制到v     Console.WriteLine(v);  //顯示"5"}

　　上述代碼發生了多少次裝箱呢？答案是一次。因為System.Console類定義了獲取一個Int32作為參數的WriteLine方法的重載版本:　　

public static String Concat(Int32 value);

　　在WriteLine方法內部也許會發生裝箱操作，但這已經不是我們能控制的。我們已經盡可能地從自己的代碼中消除了裝箱操作。

　　最后，如果知道自己寫的代碼會造成編譯器反復對一個值類型進行裝箱，請改用手動方式對值類型進行裝箱。

　　對象相等性和同一性。System.Object類型提供了一個名為Equals的虛方法，它的作用是在兩個對象包含相同的值得前提下返回true。如：

public class Object{    publick virtual Boolean Equals(Object obj) {        //如果兩個引用指向同一個對象，它們肯定包含相同的值        if ( this == obj ) return true;        //假定對象不包含相同的值        return false;    }}

　　對于Object的Equals方法的默認實現來說，它實現的實際是同一性，而非相等性。

public class Object{    public virtual Boolean Equals(Object obj) {        //要比較的對象不能為null        if (obj == null ) return false;        //如果對象類型不同，則肯定不相等        if (this.GetType() != obj.GetType()) return false;        //如果對象屬于相同的類型，那么在它們所有字段都匹配的前提下返回true        //由于System.Object沒有定義任何字段，所以字段是匹配的        return true;    }}

　　由于，一個類型能重寫Object的Equals方法，所以不能再調用這個Equals方法來測試同一性。為了修正這一問題，Object提供了一個靜態方法ReferenEquals,其原型如下：

public class Object{    public static Boolean ReferenceEquals(Object objA , Object objB) {        retuen ( onjA == objB );    }}

　　如果想檢查同一性，務必調用ReferenceEquals，而不應該使用C#的== 操作符，因為==操作符可能被重載。