装箱和拆箱

装箱就是把值类型转换为引用类型

拆箱就是把引用类型转换为值类型


封箱:把值类型转换为System.Object类型,或者转换为由值类型实现的接口类型

例如:
struct Mystruct 

{

    puclic int a;

}

a是一个值类型

装箱:

Mystruct mystruct = new Mystruct();

mystruct.a = 5;

object newMystruct  = (Mystruct )mystruct;

拆箱:

Mystruct aa = (Mystruct )newMystruct ;

装箱的作用就是可以提供一个备份

装箱(boxing)和拆箱(unboxing)是C#类型系统的核心概念.是不同于C与C++的新概念!,通过装箱和拆箱操作,能够在值类型和引用类型中架起一做桥梁.换言之,可以轻松的实现值类型与引用类型的互相转换,装箱和拆箱能够统一考察系统,任何类型的值最终都可以按照对象进行处理.

装箱和拆箱是值类型和引用类型之间相互转换是要执行的操作。

1. 装箱在值类型向引用类型转换时发生

2. 拆箱在引用类型向值类型转换时发生(被装过箱的对象才能被拆箱)

(被装过箱的对象才能被拆箱)

.NET中 数据类型划分为值类型和引用类型,与此对应,内存分配被分为了两种方式,一是栈二为堆(托管堆)

值类型只会在栈中  引用类型在托管堆中  托管堆对应于垃圾回收


---------装箱和拆箱是什么

装箱:用于在垃圾回收堆中储存值类型。装箱是值类型到object类型或到此值类型所实现的任何接口类型的隐式转换

拆箱:从object类型到值类型或从接口类型到实现该接口的值类型的显式转换

5:为何需要装箱?(为何要将值类型转为引用类型?)

一种最普通的场景是,调用一个含类型为Object的参数的方法,该Object可支持任意为型,以便通用。当你需要将一个值类型(如Int32)传入时,需要装箱。

另一种用法是,一个非泛型的容器,同样是为了保证通用,而将元素类型定义为Object。于是,要将值类型数据加入容器时,需要装箱。

6:装箱/拆箱的内部操作。

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。

第一步: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)。

第二步:将值类型的实例字段拷贝到新分配的内存中。

第三步: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了。

有人这样理解:如果将Int32装箱,返回的地址,指向的就是一个Int32。我认为也不是不能这样理解,但这确实又有问题,一来它不全面,二来指向Int32并没说出它的实质(在托管堆中)。

拆箱:

检查对象实例,确保它是给定值类型的一个装箱值。将该值从实例复制到值类型变量中。

有书上讲,拆箱只是获取引用对象中指向值类型部分的指针,而内容拷贝则是赋值语句之触发。我觉得这并不要紧。最关键的是检查对象实例的本质,拆箱和装箱的类型必需匹配,这一点上,在IL层上,看不出原理何在,我的猜测,或许是调用了类似GetType之类的方法来取出类型进行匹配(因为需要严格匹配)。

7:装箱/拆箱对执行效率的影响

显然,从原理上可以看出,装箱时,生成的是全新的引用对象,这会有时间损耗,也就是造成效率降低。

那该如何做呢?

首先,应该尽量避免装箱。

比如上例2的两种情况,都可以避免,在第一种情况下,可以通过重载函数来避免。第二种情况,则可以通过泛型来避免。

当然,凡事并不能绝对,假设你想改造的代码为第三方程序集,你无法更改,那你只能是装箱了。

对于装箱/拆箱代码的优化,由于C#中对装箱和拆箱都是隐式的,所以,根本的方法是对代码进行分析,而分析最直接的方式是了解原理结何查看反编译的IL代码。比如:在循环体中可能存在多余的装箱,你可以简单采用提前装箱方式进行优化。

8:对装箱/拆箱更进一步的了解

装箱/拆箱并不如上面所讲那么简单明了,比如:装箱时,变为引用对象,会多出一个方法表指针,这会有何用处呢?

我们可以通过示例来进一步探讨。

举个例子。

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();

}

5.0:a.ToString()。编译器发现A重写了ToString方法,会直接调用ToString的指令。因为A是值类型,编译器不会出现多态行为。因此,直接调用,不装箱。(注:ToString是A的基类System.ValueType的方法)

5.1:a.GetType(),GetType是继承于System.ValueType的方法,要调用它,需要一个方法表指针,于是a将被装箱,从而生成方法表指针,调用基类的System.ValueType。(补一句,所有的值类型都是继承于System.ValueType的)。

5.2:a.Clone(),因为A实现了Clone方法,所以无需装箱。

5.3:ICloneable转型:当a2为转为接口类型时,必须装箱,因为接口是一种引用类型。

5.4:c.Clone()。无需装箱,在托管堆中对上一步已装箱的对象进行调用。

附:其实上面的基于一个根本的原理,因为未装箱的值类型没有方法表指针,所以,不能通过值类型来调用其上继承的虚方法。另外,接口类型是一个引用类型。对此,我的理解,该方法表指针类似C++的虚函数表指针,它是用来实现引用对象的多态机制的重要依据。

9:如何更改已装箱的对象

对于已装箱的对象,因为无法直接调用其指定方法,所以必须先拆箱,再调用方法,但再次拆箱,会生成新的栈实例,而无法修改装箱对象。有点晕吧,感觉在说绕口令。还是举个例子来说:(在上例中追加change方法)

public void Change(Int32 x) {

this.x = x;

}

调用:

A a = new A();

a.x = 100;

Object o = a; //装箱成o,下面,想改变o的值。

((A)o).Change(200); //改掉了吗?没改掉。

没改掉的原因是o在拆箱时,生成的是临时的栈实例A,所以,改动是基于临时A的,并未改到装箱对象。

(附:在托管C++中,允许直接取加拆箱时第一步得到的实例引用,而直接更改,但C#不行。)

那该如何是好?

嗯,通过接口方式,可以达到相同的效果。

实现如下:

interface IChange {

void Change(Int32 x);

}

struct A : IChange {

}

调用:

((IChange)o).Change(200);//改掉了吗?改掉了。

为啥现在可以改?

在将o转型为IChange时,这里不会进行再次装箱,当然更不会拆箱,因为o已经是引用类型,再因为它是IChange类型,所以可以直接调用Change,于是,更改的也就是已装箱对象中的字段了,达到期望的效果。

10、--------------------------

将值类型转换为引用类型,需要进行装箱操作(boxing):

1、首先从托管堆中为新生成的引用对象分配内存。

2、然后将值类型的数据拷贝到刚刚分配的内存中。

3、返回托管堆中新分配对象的地址。

可以看出,进行一次装箱要进行分配内存和拷贝数据这两项比较影响性能的操作。

将引用内型转换为值内型,需要进行拆箱操作(unboxing):

1、首先获取托管堆中属于值类型那部分字段的地址,这一步是严格意义上的拆箱。

2、将引用对象中的值拷贝到位于线程堆栈上的值类型实例中。

经过这2步,可以认为是同boxing是互反操作。严格意义上的拆箱,并不影响性能,但伴随这之后的拷贝数据的操作就会同boxing操作中一样影响性能。

11、-------------------------

NET的所有类型都是由基类System.Object继承过来的,包括最常用的基础类型:int, byte, short,bool等等,就是说所有的事物都是对象。如果申明这些类型得时候都在堆(HEAP)中分配内存,会造成极低的效率!(个中原因以及关于堆和栈得区别会在另一篇里单独得说说!)

.NET如何解决这个问题得了?正是通过将类型分成值型(value)和引用型(regerencetype),C#中定义的值类型包括原类型(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。

值型就是在栈中分配内存,在申明的同时就初始化,以确保数据不为NULL;

引用型是在堆中分配内存,初始化为null,引用型是需要GARBAGE COLLECTION来回收内存的,值型不用,超出了作用范围,系统就会自动释放!

下面就来说装箱和拆箱的定义!

装箱就是隐式的将一个值型转换为引用型对象。比如:

int i=0;

Syste.Object obj=i;

这个过程就是装箱!就是将i装箱!

拆箱就是将一个引用型对象转换成任意值型!比如:

int i=0;

System.Object obj=i;

int j=(int)obj;

这个过程前2句是将i装箱,后一句是将obj拆箱!

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,776评论 6 496
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,527评论 3 389
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 160,361评论 0 350
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,430评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,511评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,544评论 1 293
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,561评论 3 414
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,315评论 0 270
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,763评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,070评论 2 330
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,235评论 1 343
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,911评论 5 338
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,554评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,173评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,424评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,106评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,103评论 2 352