裝箱與拆箱的執行個體教程

裝箱：實值型別比參考型別“輕”，原因是他們不作為對象在託管堆中分配，不被記憶體回收，也不通過指標進行引用。但是許多時候都需要擷取實值型別的引用，例如，假定要建立ArrayList對象來容納一組point結構，代碼如下：public sealed class Program{public static void Main(){ArrayList a = new ArrayList();Point p; //分配一個Point（不在堆中分配）for (int i = 0; i < 10; i++){p.x = p.y = i; //初始化實值型別中的成員a.Add(p); //對實值型別裝箱，將引用添加到ArrayList中}}} 每次迴圈迭代都初始化一個ponit的實值型別欄位，並將該point儲存到ArrayList中。但思考一下ArrayList中究竟儲存了什嗎？是Point結構，Point結構的地址，還是其他完全不同的東西？要知道正確答案，必須研究ArrayList的Add方法，瞭解他的參數被定義成什麼類型。本例的Add方法原型如下：public virtual int Add（Object value）；可以看出Add擷取的是一個Object參數，也就是說，Add擷取對託管堆上的一個對象的引用來作為參數。但之前的代碼傳遞的是p，也就是一個Point，是實值型別。為了使代碼正確工作，Point實值型別必須轉成真正的，在堆中託管的對象，而且必須擷取對該對象的引用。 將實值型別轉換成參考型別要使用裝箱機制。下面說說對實值型別的執行個體進行裝箱時發生的事情：1，在託管堆中分配記憶體。分配的記憶體量是實值型別各欄位所需的記憶體量，還要加上託管堆所有對象都有的兩個額外成員（類型對象指標和同步塊索引）所需要的記憶體量2，實值型別的欄位複製到新分配的堆記憶體3，返回對象地址。現在該對象是對象引用；實值型別成了參考型別C#編譯器檢測到上述代碼是向要求參考型別的方法傳遞實值型別，所以自動產生代碼對對象進行裝箱。所以在運行時，當前存在於Point實值型別執行個體p中的欄位複製到新分配的Point對象中。已裝箱Point對象（現在是參考型別）的地址返回並傳給Add方法。Point對象一直存在於堆中，直至被記憶體回收。Point實值型別變數p可被重用，因為ArrayList不知道關於他的任何事情。在這種情況下，已裝箱類型的生存期超過了為裝箱實值型別的生存期。 拆箱：假定要用一下代碼擷取ArrayList的第一個元素：Point p=（Point）a[0];他擷取ArrayList的元素0包含的引用，視圖將其放到Point實值型別的執行個體p中。為此，已裝箱Point對象中的所有欄位都必須複製到實值型別變數中，後者線上程棧上。CLR分兩步完成複製。第一步擷取已裝箱Point對象中的各個Point欄位地址。這個過程稱為拆箱。第二部將欄位包含的值從堆複製到基於棧的實值型別執行個體中 拆箱不是直接將裝箱過程倒過來。拆箱的代碼比裝箱低得多。拆箱其實就是擷取指標的過程，該指標指向包含在一個對象中的原始實值型別。其實，指標指向的是已裝箱執行個體中的未裝箱部分。所以和裝箱不同，茶香不要求在記憶體中複製任何位元組，知道這個重要區別後，還應知道的一個重點是，往往緊接著一次欄位複製。已裝箱實值型別執行個體在拆箱是，內部發生下面這些事情：1，如果包含“對已裝箱實值型別的引用”的變數為null，拋出NullReferenceException異常2，如果引用的對象不是所需實值型別的已裝箱執行個體，拋出InvalidCastException異常 第二條意味著一下代碼的工作方式和你想的可能不一樣：public static void Main(){Int32 x = 5;Object o = x; //對x裝箱，o引用已裝箱對象Int16 y = (Int16)o; //拋出InvalidCastException異常}從邏輯上說，完全能擷取o引用的已裝箱Int32，將其強制轉換為int16.但是對對象進行拆箱時，只能轉型為最初未裝箱的實值型別--本例Int32，以下是正確寫法：public static void Main(){Int32 x = 5;Object o = x; //對x裝箱，o引用已裝箱對象Int16 y = (Int16)(Int32)o; //先拆箱為正確類型，再轉型}在看以下代碼：public static void Main(){Point p;p.x = p.y = 1;Object o = p; //對p裝箱，o引用已裝箱執行個體 //將Point的x欄位變成2p = (Point)o; //對o拆箱，將欄位從已裝箱的執行個體複製到棧變數中p.x = 2; //更改棧變數的狀態o = p; //將p裝箱，o引用新的已裝箱執行個體}最後三行代碼的唯一目的就是將Point的x欄位從1變成2.為此，首先要執行一次拆箱，在執行一次欄位複製，再更改欄位（棧上），最後執行一次裝箱（在託管堆上建立全新的已裝箱執行個體）。由此可以看出裝箱拆箱對應用程式效能的影響。問：public static void Main(){Int32 v = 5;Object o = v;v = 123;Console.WriteLine(v+","+(Int32)o);}上述代碼發生了多少次裝箱？