.NET 中的裝箱與拆箱實現過程

2024-07-10 13:23:07

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供稿：網友

先看下面的代碼：

復制代碼代碼如下:

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

編譯時可以通過，但運行時卻報如下錯誤：
System.InvalidCastException: 指定的轉換無效。

這是因為，當對一個對象進行拆箱時，轉型的結果必須是它原來未裝箱的類型。此處必須先轉換為int類型，才能再轉換為double類型。其正確格式如下：

復制代碼代碼如下:

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

在.NET框架中，裝箱(boxing)通常由以下三步組成：
1.從托管堆中為新生成的引用類型對象分配內存。分配的內存大小為被裝箱的值類型實例本身的大小，再加上為新生成的引用類型添加的一個方法表指針和一個SyncBlockIndex。
2.將值類型實例的字段拷貝到托管堆上新分配對象的內存中。
3.返回托管堆中新分配對象的地址。這樣值類型實例也變成了一個引用類型對象。

而拆箱(unboxing)過程則如下：
1.如果要拆箱的對象為null，將會拋出一個NullReferenceException異常。
2.如果該引用指向的對象不是一個期望的值類型的已裝箱對象，則拆箱失敗，并拋出一個InvalidCastException異常(如本文剛開始的部分)。
3.一個指向包含在已經裝箱對象中值類型部分的指針被返回。該指針指向的值類型對于引用類型對象通常所具有的附加成員(即一個方法表指針和一個SyncBlockIndex)一無所知。實際上，該指針指向的是已經裝箱對象中的未裝箱部分(Microsoft.NET 框架程序設計<修訂版>)。

對于第3點，可以使用上面的例子來幫助理解。首先定義值類型變量tempi，它在內存中占用4個字節，裝箱之后，其變成引用對象的同時，增加了一個方法表指針和一個SyncBlockIndex。對于引用類型而言，只需要傳一個“引用類型”的地址，就可以得到其值、方法表指針和SyncBlockIndex。在拆箱時，傳遞的是其“值”的地址(未裝箱的部分)，即一個“int(Int32)類型”的地址(引用)，它只允許讀4個字節。而double類型是8個字節，因此隱式的轉換是會報錯的，需要先將其轉換成int類型后，才能再轉換為double類型。

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