C#中的值类型及装箱

来源：互联网发布：博思智慧平台c语言答案编辑：程序博客网时间：2024/04/30 02:40

我翻译这篇文章写得很好，解释得很清楚，尤其是其图文，让人思路清晰，比MS提供的SDK上请的好懂多了，反正我当年看了好几次还似懂非懂的。我还会翻译我关于C#中的堆与栈的一个系列文章（共四篇），敬请期待哦。

The C# Value Type and Boxing

尽管在.NET框架里，我们不需要为内存管理以及垃圾收集操心，但我们还是应该了解它们，来优化我们的应用程序。其中之一便是，公共语言运行环境（CLR）是如何处理对值类型的引用的。

当一个值类型实例被转换成System.Object类型或是接口时，CLR需要把值类型转换为一个恰当的引用类型。然后在托管堆上分配内存并将对象拷上去。我们之所以要了解它，有两个原因：装箱是一个非常耗费资源的过程（将整个对象从栈上拷到堆上会耗费处理器周期以及托管堆空间），我们因此（装箱）而有了两个在内存中可以有相矛盾状态的对象。

这是一个简单的装箱的例子。

int i = 0;
object obj = (object) i;     //装箱
obj = ((int) i) + 3;     // 在堆上改变i的值
i += 1;     // 在栈上改变i的值
Console.WriteLine(obj.ToString());
Console.WriteLine(i.ToString());

结果：

下面来一步一步分析这一过程
第一步：i 被放放置在栈上

第二步：i 被拷到堆上（装箱）并将 obj 放到栈上，obj 的值是在堆上的新对象的内在地址（即指针）

第三步：在堆上的对象被更新，值变为3

第四步：在栈上的对象 i 被更新，值变为1

下面是一个更复杂的例子：
class Class1
{
    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
        MyInt test = new MyInt();
        test.value = 100;
        test.AddOne();
        aDelegate del = new aDelegate(test.AddOne);
        del();
        test.AddOne();
    }
}
public delegate void aDelegate();
public struct MyInt
{
    public int value;
    public void AddOne()
    {
        Console.WriteLine(string.Format("Before: {0}", value.ToString()));
        value += 1;
        Console.WriteLine(string.Format("After : {0}", value.ToString()));
    }
}
下面是输出

结果有没有让你感意外？发生了什么？让我们来分析一下它的过程。在Main()和args[]被置于栈上后，主函数开始执行：
第一步：test被置于栈上

第二步：AddOne()被置于栈上并执行，将Mint.value的值变为101;

第三步：AddOne()被从栈上移除，Myint被装箱（拷）到堆上。现在Del指向MyInt对象在堆上的版本。

第四步：装箱的对象的AddOne()被调用，将其值更新为102.

第五步：来自堆的AddOne()被移除

第六步：Myint对象在栈上的版本(即test)的AddOne()入栈，将其值变为102.

最后：主函数执行完毕，栈被清空。而留在堆上的对象则等待被垃圾回收。

下面让我们做一个改变，来提高我们的应用程序的性能，并使其结果更符合我们的意愿。如果我们将MyInt改为引用类型，我们就只需处理在堆上的一个对象并且没有装箱的过程。
public class MyInt
{
    public int value;
    public void AddOne()
    {
        Console.WriteLine(string.Format("Before: {0}", value.ToString()));
        value += 1;
        Console.WriteLine(string.Format("After : {0}", value.ToString()));
    }
}
修改后，我们得到了我们期望的结果：
Before: 100
After : 101
Before: 101
After : 102
Before: 102
After : 103
总结
当我们在一个值类型上调用ToString()或是GetType()，会有更多的意想不到的装箱过程。因为在这种情况下，方法是从基类（System.Object）被调用，所以必需经过装箱过程后，方法才能被调用。当我们将值类型加入ArrayList()（在这种情况下它们被类型转换为System.Object）时也会发生装箱过程。你可以想象，当装箱过程大规模发生时，将会严重影响程序的性能。
希望这篇文章能让你对值类型的装箱过程，以及在通过引用如接口、委托或Arralist来处理值类型时应注意些什么有更好的理解。

posted on 2006-08-18 12:50 Nihgwu 阅读(257) 评论(8) 编辑收藏引用收藏至365Key 所属分类: C# 、Translation

评论:
# re: C#中的值类型及装箱[翻译] 2006-08-18 19:48 | 001181
to: obj = ((int) i) + 3; // 在堆上改变i的值

是不是应该这样? obj = ((int) obj) + 3; // 在堆上改变i的值  回复

# re: C#中的值类型及装箱[翻译] 2006-08-18 23:27 | Nihgwu
这个其实无所谓  回复

# re: C#中的值类型及装箱[翻译] 2006-08-19 08:09 | 001181
怎么说？  回复

# re: C#中的值类型及装箱[翻译] 2006-08-21 13:35 | Nihgwu
这个只是让你知道装箱会在堆上从栈复制一个对象，对它的修改不会影响栈上的对象  回复

# re: C#中的值类型及装箱[翻译] 2006-08-23 10:08 | OOP
@Nihgwu

int i = 0;
object obj = (object) i; //装箱
obj = ((int) i) + 3; // 在堆上改变i的值
i += 1; // 在栈上改变i的值

可能这段代码你是直接从其他人那里拷贝过来的，代码这样写是没有问题的了，但是下面的翻译和截图是有问题的。
说明如下：
object obj = (object) i; //这行的说明没有问题
obj = ((int) i) + 3; // 这行的说明有问题，正确的应该是
// 将 i + 3 以后装箱，拷贝到堆上，上一行在堆上建立的对象等待被回收

下面是测试代码
int i = 0;
object obj = (object) i; //装箱，拷贝到堆上
object obj_b = obj; // obj_b也指向堆上的对象
obj = ((int) i) + 3; // 将i+3，在堆上新建一个拷贝
i += 1; // 在栈上改变i的值

Console.WriteLine(obj.ToString());
Console.WriteLine(obj_b.ToString());
Console.WriteLine(i.ToString());

/*
结果

3
0
1
*/

文章写的详细是好的，但是有些细节，对于这样的文章，还是要注意了才好。  回复

# re: C#中的值类型及装箱[翻译] 2006-08-23 11:39 | Nihgwu
@OOP
这个问题，我确实想了好久，没注意到你所说的问题，谢了，你说得很对，以后我一定注意  回复

# re: C#中的值类型及装箱[翻译] 2006-08-23 23:18 | renzhewudi
@Nihgwu

obj = ((int) i) + 3; // 在堆上改变i的值

对于该句我的疑问如下：
1. i本来就是int型有必要再强制转型吗？
2. 对于((int) i) + 3是基本的值类型运算
3. obj = ((int) i) + 3; 本就是一种装箱，说成是在堆上改变i的值是不合理的

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# re: C#中的值类型及装箱[翻译] 2006-08-24 07:30 | Nihgwu
@renzhewudi
在这一点上，OOP说得很对，你可以看看他的解释
我没有改过来就因为原文如此，所以就懒得改了，等我什么时候把C#中的堆与栈的一个系列文章翻译出来，相信会对这一过程有更好的理解，只是这一段时间一直没有时间，就开了个头，其实翻译也是个很麻烦的事，就像这篇一样，在想让别人明白之前首先要自己先有一个完全的理解。当时只是觉得这一点太简单，就没有太在意就直接Copy过来了。
在这给自己打个小广告，昨天我花了几个小时把《C#睡前故事》根据我的理解重新翻译了一遍，难免也会有出错的地方，请指教了  回复

Matthew Cochran