浅C#中的装箱和拆箱

1、什么是装箱和拆箱？

简单的来说：

装箱就是值类型转换为引用类型；拆箱就是引用类型转换为值类型

值类型,包括原类型（Sbyte、Byte、Short、Ushort、Int、Uint、Long、Ulong、Char、Float、Double、Bool、Decimal）、枚举 (enum) 、结构 (struct)。

引用类型,包括类、数组、接口、委托、字符串等

  

装箱:值类型到引用类型或到此值类型所实现的任何接口类型的隐式转换

例如: int temp = 3;

           System.Object obj = temp；

 其中，temp为值类型，在栈中分配；当分配obj这个引用类型时，我们需要在堆中分配一个obj对象，然后把temp值赋给它，这么一系列的过程就是装箱的过程。

拆箱:从引用类型到任意值类型的显式转换。与装箱不同，拆箱式显示转换。

例如：int temp = 3；

            System.Object obj = temp；

             int i = (int) obj;

拆箱过程中，首先来确定对象obj为一个值类型的装箱值，然后把值赋给值类型。

 

隐式转换总会成功的情况，不会抛出异常：

　　1、从派生类到基类；

　　2、从派生接口到基接口；

　　3、从类到接口（该类实现了接口）；

　　4、从Null到任何类；

显式引用转换，以下可能抛出异常，转换不一定成功：

　　1、从基类到派生类；

　　2、从接口到接口（基接口到派生接口或者俩接口没有关系）；

　　3、从接口到类（该类实现了该接口或该类未封闭）；

　　4、从类到接口（该类未实现该接口且该类未封闭）；

 

2、上面简单的介绍了拆箱和装箱的定义，下面就来讨论一下装箱和拆箱与堆和栈怎样使用

其中值类型是在栈中分配内存,本身的声明就是一个初始化的过程,其不需要进行垃圾回收,只要超出所定义的作用范围会自动释放内存.

而引用类型则是在堆中分配的,和java一样,在堆种分配内存,而其托管堆进行垃圾回收.

当两种数据类型进行转换时就引出了装箱/拆箱.

 

3、拆箱和装箱的优缺点

装箱和拆箱虽然满足了两只类型之间的转换。但是从装箱的过程中不难看出，每次装箱时要在堆中new一个新的对象，当量特别大是肯定会大大影响程序的效率。事物总有两面

性，every sword has two sides，事情便简单了，性能也下来了。所以，在应用中，我们应该尽量避免装箱操作。

了解了装箱和拆箱的操作，我们可以清楚的明白：装箱操作会导致数据在堆和栈上进行拷贝，频繁的装箱操作会性能损失。而相比而言拆箱过程对性能损耗还是比较小的。

4、装箱和拆箱的详细步骤

装箱(box)的详细步骤：

（1）、在堆上分配一个内存空间，大小等于需要装箱的值类型对象的大小加上两个引用类型对象都拥有的成员：类型对象指针和同步块引用。

（2）、把堆栈上的值类型对象复制到堆上新分配的对象。

（3）、返回一个指向堆上新对象的引用，并且存储到堆栈上被装箱的那个值类型的对象里。

这个步骤不需要程序员自己编写，在任何出现装箱的地方，编译器会自动加上执行以上功能的IL代码。

所谓的拆箱就是装箱对应着的概念，但拆箱的过程和装箱并不是倒过来就是：

拆箱(unbox.any)的详细步骤

如果为待拆箱对象为null，抛出NullReferenceException异常。

如果引用指向的不是一个期望对象的已装箱对象，抛出InvalidCastException异常。

（1）、获取已装箱对象中各个字段的地址，这个过程就是“拆箱”

需要说明的是一般拆箱以后会伴随着对象的拷贝，但拷贝操作已经不是拆箱的范畴。

 

5、下面举两个小的例子来实现什么是装箱什么是拆箱以及怎样避免因频繁的装箱而耗费内存

（1）、装箱：

     using System;
  public class Test
  {
    public static void Main(String[] args)
    {
       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);
   }
}（2）、拆箱：

       int i = 10;
   object obj = i;
   int j = (int)obj;    

（3）、避免频繁的装箱：

            int i = 10;
            int j = 20;
            int s = 30;
            Console.WriteLine("i的值为{0}，j的值为{1}，s的值为{2}", i.ToString(), j.ToString(), s.ToString());