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輕松學(xué)習(xí)C#的裝箱與拆箱

來(lái)源:本站原創(chuàng)|時(shí)間:2020-01-10|欄目:C#教程|點(diǎn)擊: 次

首先看一看什么是裝箱和拆箱?
       簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō):
       裝箱就是值類型轉(zhuǎn)換為引用類型;
       拆箱就是引用類型轉(zhuǎn)換為值類型。
       值類型,包括原類型(Sbyte、Byte、Short、Ushort、Int、Uint、Long、Ulong、Char、Float、Double、Bool、Decimal)、枚舉 (enum) 、結(jié)構(gòu) (struct)。
       引用類型包括類、數(shù)組、接口、委托、字符串等。

裝箱:值類型到引用類型或到此值類型所實(shí)現(xiàn)的任何接口類型的隱式轉(zhuǎn)換
       例如: int temp = 3;
                System.Object obj = temp;
       其中,temp為值類型,在棧中分配;當(dāng)分配obj這個(gè)引用類型時(shí),我們需要在堆中分配一個(gè)obj對(duì)象,然后把temp值賦給它,這么一系列的過(guò)程就是裝箱的過(guò)程。

拆箱:從引用類型到任意值類型的顯式轉(zhuǎn)換。與裝箱不同,拆箱式顯示轉(zhuǎn)換。
       例如:int temp = 3;
                 System.Object obj = temp;
                  int i = (int) obj;
       拆箱過(guò)程中,首先來(lái)確定對(duì)象obj為一個(gè)值類型的裝箱值,然后把值賦給值類型。
隱式轉(zhuǎn)換總會(huì)成功的情況,不會(huì)拋出異常:
  (1)、從派生類到基類;
  (2)、從派生接口到基接口;
  (3)、從類到接口(該類實(shí)現(xiàn)了接口);
  (4)、從Null到任何類;
顯式引用轉(zhuǎn)換,以下可能拋出異常,轉(zhuǎn)換不一定成功:
  (1)、從基類到派生類;
  (2)、從接口到接口(基接口到派生接口或者倆接口沒(méi)有關(guān)系);
  (3)、從接口到類(該類實(shí)現(xiàn)了該接口或該類未封閉);
  (4)、從類到接口(該類未實(shí)現(xiàn)該接口且該類未封閉);

上面簡(jiǎn)單的介紹了拆箱和裝箱的定義,下面就來(lái)討論一下裝箱和拆箱與堆和棧怎樣使用
       其中值類型是在棧中分配內(nèi)存,本身的聲明就是一個(gè)初始化的過(guò)程,其不需要進(jìn)行垃圾回收,只要超出所定義的作用范圍會(huì)自動(dòng)釋放內(nèi)存,而引用類型則是在堆中分配的,和java一樣,在堆種分配內(nèi)存,而其托管堆進(jìn)行垃圾回收。當(dāng)兩種數(shù)據(jù)類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)就引出了裝箱/拆箱。
比較裝箱和拆箱的優(yōu)缺點(diǎn)
       裝箱和拆箱雖然滿足了兩只類型之間的轉(zhuǎn)換。但是從裝箱的過(guò)程中不難看出,每次裝箱時(shí)要在堆中new一個(gè)新的對(duì)象,當(dāng)量特別大是肯定會(huì)大大影響程序的效率。事物總有兩面性,every sword has two sides,事情便簡(jiǎn)單了,性能也下來(lái)了。所以,在應(yīng)用中,我們應(yīng)該盡量避免裝箱操作。
       了解了裝箱和拆箱的操作,我們可以清楚的明白:裝箱操作會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)在堆和棧上進(jìn)行拷貝,頻繁的裝箱操作會(huì)性能損失。而相比而言拆箱過(guò)程對(duì)性能損耗還是比較小的。
裝箱和拆箱的詳細(xì)步驟

       1、裝箱(box)的詳細(xì)步驟:

      (1)、在堆上分配一個(gè)內(nèi)存空間,大小等于需要裝箱的值類型對(duì)象的大小加上兩個(gè)引用類型對(duì)象都擁有的成員:類型對(duì)象指針和同步塊引用。
      (2)、把堆棧上的值類型對(duì)象復(fù)制到堆上新分配的對(duì)象。
      (3)、返回一個(gè)指向堆上新對(duì)象的引用,并且存儲(chǔ)到堆棧上被裝箱的那個(gè)值類型的對(duì)象里。
        這個(gè)步驟不需要程序員自己編寫,在任何出現(xiàn)裝箱的地方,編譯器會(huì)自動(dòng)加上執(zhí)行以上功能的IL代碼。
        所謂的拆箱就是裝箱對(duì)應(yīng)著的概念,但拆箱的過(guò)程和裝箱并不是倒過(guò)來(lái)就是:
       2、拆箱(unbox.any)的詳細(xì)步驟
        如果為待拆箱對(duì)象為null,拋出NullReferenceException異常。
        如果引用指向的不是一個(gè)期望對(duì)象的已裝箱對(duì)象,拋出InvalidCastException異常。
      (1)、獲取已裝箱對(duì)象中各個(gè)字段的地址,這個(gè)過(guò)程就是“拆箱”
       需要說(shuō)明的是一般拆箱以后會(huì)伴隨著對(duì)象的拷貝,但拷貝操作已經(jīng)不是拆箱的范疇。

下面舉兩個(gè)小的例子來(lái)實(shí)現(xiàn)什么是裝箱、拆箱以及怎樣避免因頻繁的裝箱而耗費(fèi)內(nèi)存
(1)、裝箱:   

 using System;
    public class Test
    {
          public static void Main(String[] args)
         {
             int i = 10;
             //將值類型的i裝箱
             //需要注意的是:這里的裝箱采用的是值的拷貝
             object obj = i;
             //檢驗(yàn)是否裝箱成功了
             if(obj is int)
             {
                Console.WriteLine("數(shù)據(jù)已經(jīng)裝箱!");
             }
             //我們?cè)谶@里更改i的值
             i = 33;
             Console.WriteLine("int i現(xiàn)在的值是:{0}",i);
            Console.WriteLine("int i裝箱的值是:{0}",obj);
        }
     }

(2)、拆箱:

 int i = 10;
     object obj = i;
     int j = (int)obj;  
    (3)、避免頻繁的裝箱:
     int i = 10;
     int j = 20;
     int s = 30;
     Console.WriteLine("i的值為{0},j的值為{1},s的值為{2}", i.ToString(), j.ToString(), s.ToString());

以上就是介紹了C#的裝箱與拆箱,思路很清晰,涉及的內(nèi)容很全面,包括裝箱和拆箱的優(yōu)缺點(diǎn)、裝箱和拆箱的步驟等,很適合初學(xué)者進(jìn)行學(xué)習(xí)。

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