装箱与拆箱

2019-11-14 11:21:10

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供稿：网友

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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

光上述两句话不难理解，但是往深处了解，就需要一些篇幅来解释了。

我们先看装箱时都会发生什么事情，下面是一行最简单的装箱代码

object obj = 1;

这行语句将整型常量1赋给object类型的变量obj；众所周知常量1是值类型，值类型是要放在栈上的，而object是引用类型，它需要放在堆上；要把值类型放在堆上就需要执行一次装箱操作。

这行语句的IL代码如下，请注意注释部分说明：

.locals init ( [0]object objValue) //以上三行IL表示声明object类型的名称为objValue的局部变量IL_0000: nopIL_0001: ldc.i4.s 9 //表示将整型数9放到栈顶IL_0003: box [mscorlib]System.Int32 //执行IL box指令，在内存堆中申请System.Int32类型需要的堆空间IL_0008: stloc.0 //弹出堆栈上的变量，将它存储到索引为0的局部变量中

以上就是装箱所要执行的操作了，执行装箱操作时不可避免的要在堆上申请内存空间，并将堆栈上的值类型数据复制到申请的堆内存空间上，这肯定是要消耗内存和cpu资源的。我们再看下拆箱操作是怎么回事：

请看下面的C#代码：

object objValue = 4;int value = (int)objValue;

上面的两行代码会执行一次装箱操作将整形数字常量4装箱成引用类型object变量objValue；然后又执行一次拆箱操作，将存储到堆上的引用变量objValue存储到局部整形值类型变量value中。

同样我们需要看下IL代码：

.locals init ( [0]object objValue, [1] int32 'value')//上面IL声明两个局部变量object类型的objValue和int32类型的value变量IL_0000: nopIL_0001: ldc.i4.4 //将整型数字4压入栈IL_0002: box [mscorlib]System.Int32 //执行IL box指令，在内存堆中申请System.Int32类型需要的堆空间IL_0007: stloc.0 //弹出堆栈上的变量，将它存储到索引为0的局部变量中IL_0008: ldloc.0//将索引为0的局部变量（即objValue变量）压入栈IL_0009: unbox.any [mscorlib]System.Int32 //执行IL 拆箱指令unbox.any 将引用类型object转换成System.Int32类型IL_000e: stloc.1 //将栈上的数据存储到索引为1的局部变量即value

拆箱操作的执行过程和装箱操作过程正好相反，是将存储在堆上的引用类型值转换为值类型并给值类型变量。

装箱操作和拆箱操作是要额外耗费cpu和内存资源的，所以在c# 2.0之后引入了泛型来减少装箱操作和拆箱操作消耗。

1. 使用非泛型集合时引发的装箱和拆箱操作

看下面的一段代码：

12345678 var array = new ArrayList();array.Add(1);array.Add(2); foreach (int value in array){Console.WriteLine(“value is {0}”,value);}

代码声明了一个ArrayList对象，向ArrayList中添加两个数字1，2；然后使用foreach将ArrayList中的元素打印到控制台。

在这个过程中会发生两次装箱操作和两次拆箱操作，在向ArrayList中添加int类型元素时会发生装箱，在使用foreach枚举ArrayList中的int类型元素时会发生拆箱操作，将object类型转换成int类型，在执行到Console.WriteLine时，还会执行两次的装箱操作；这一段代码执行了6次的装箱和拆箱操作；如果ArrayList的元素个数很多，执行装箱拆箱的操作会更多。

你可以通过使用ILSpy之类的工具查看IL代码的box，unbox指令查看装箱和拆箱的过程

2. 使用泛型集合的情况

请看如下代码：