.NET 中的装箱与拆箱实现过程

2024-07-10 13:23:07

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供稿：网友

先看下面的代码：

复制代码代码如下:

int tempi = 1;
object o = tempi;
double tempd = (double) o;

编译时可以通过，但运行时却报如下错误：
System.InvalidCastException: 指定的转换无效。

这是因为，当对一个对象进行拆箱时，转型的结果必须是它原来未装箱的类型。此处必须先转换为int类型，才能再转换为double类型。其正确格式如下：

复制代码代码如下:

int tempi = 32;
object o = tempi;
double tempd = (double)(int) o;

在.NET框架中，装箱(boxing)通常由以下三步组成：
1.从托管堆中为新生成的引用类型对象分配内存。分配的内存大小为被装箱的值类型实例本身的大小，再加上为新生成的引用类型添加的一个方法表指针和一个SyncBlockIndex。
2.将值类型实例的字段拷贝到托管堆上新分配对象的内存中。
3.返回托管堆中新分配对象的地址。这样值类型实例也变成了一个引用类型对象。

而拆箱(unboxing)过程则如下：
1.如果要拆箱的对象为null，将会抛出一个NullReferenceException异常。
2.如果该引用指向的对象不是一个期望的值类型的已装箱对象，则拆箱失败，并抛出一个InvalidCastException异常(如本文刚开始的部分)。
3.一个指向包含在已经装箱对象中值类型部分的指针被返回。该指针指向的值类型对于引用类型对象通常所具有的附加成员(即一个方法表指针和一个SyncBlockIndex)一无所知。实际上，该指针指向的是已经装箱对象中的未装箱部分(Microsoft.NET 框架程序设计<修订版>)。

对于第3点，可以使用上面的例子来帮助理解。首先定义值类型变量tempi，它在内存中占用4个字节，装箱之后，其变成引用对象的同时，增加了一个方法表指针和一个SyncBlockIndex。对于引用类型而言，只需要传一个“引用类型”的地址，就可以得到其值、方法表指针和SyncBlockIndex。在拆箱时，传递的是其“值”的地址(未装箱的部分)，即一个“int(Int32)类型”的地址(引用)，它只允许读4个字节。而double类型是8个字节，因此隐式的转换是会报错的，需要先将其转换成int类型后，才能再转换为double类型。

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