装箱和取消装箱（C# 编程指南） · MSDN C# 编程指南 & 参考手册 2015

# 装箱和取消装箱（C# 编程指南）装箱是将[值类型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/s1ax56ch.aspx)转换为 **object** 类型或由此值类型实现的任何接口类型的过程。当 CLR 对值类型进行装箱时，会将该值包装到 System.Object 内部，再将后者存储在托管堆上。取消装箱将从对象中提取值类型。装箱是隐式的；取消装箱是显式的。装箱和取消装箱的概念是类型系统 C# 统一视图的基础，其中任一类型的值都被视为一个对象。在下面的示例中，将整型变量 i 进行了装箱并分配给对象 o。 ``` int i = 123; // The following line boxes i. object o = i; ``` 然后，可以将对象 o 取消装箱并分配给整型变量 i： ``` o = 123; i = (int)o; // unboxing ``` 以下示例演示如何在 C# 中使用装箱。 ``` // String.Concat example. // String.Concat has many versions. Rest the mouse pointer on // Concat in the following statement to verify that the version // that is used here takes three object arguments. Both 42 and // true must be boxed. Console.WriteLine(String.Concat("Answer", 42, true)); // List example. // Create a list of objects to hold a heterogeneous collection // of elements. List<object> mixedList = new List<object>(); // Add a string element to the list. mixedList.Add("First Group:"); // Add some integers to the list. for (int j = 1; j < 5; j++) { // Rest the mouse pointer over j to verify that you are adding // an int to a list of objects. Each element j is boxed when // you add j to mixedList. mixedList.Add(j); } // Add another string and more integers. mixedList.Add("Second Group:"); for (int j = 5; j < 10; j++) { mixedList.Add(j); } // Display the elements in the list. Declare the loop variable by // using var, so that the compiler assigns its type. foreach (var item in mixedList) { // Rest the mouse pointer over item to verify that the elements // of mixedList are objects. Console.WriteLine(item); } // The following loop sums the squares of the first group of boxed // integers in mixedList. The list elements are objects, and cannot // be multiplied or added to the sum until they are unboxed. The // unboxing must be done explicitly. var sum = 0; for (var j = 1; j < 5; j++) { // The following statement causes a compiler error: Operator // '*' cannot be applied to operands of type 'object' and // 'object'. //sum += mixedList[j] * mixedList[j]); // After the list elements are unboxed, the computation does // not cause a compiler error. sum += (int)mixedList[j] * (int)mixedList[j]; } // The sum displayed is 30, the sum of 1 + 4 + 9 + 16. Console.WriteLine("Sum: " + sum); // Output: // Answer42True // First Group: // 1 // 2 // 3 // 4 // Second Group: // 5 // 6 // 7 // 8 // 9 // Sum: 30 ``` ## 性能相对于简单的赋值而言，装箱和取消装箱过程需要进行大量的计算。对值类型进行装箱时，必须分配并构造一个新对象。取消装箱所需的强制转换也需要进行大量的计算，只是程度较轻。有关更多信息，请参见[性能](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms173196.aspx)。 ## 装箱装箱用于在垃圾回收堆中存储值类型。装箱是[值类型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/s1ax56ch.aspx)到 **object** 类型或到此值类型所实现的任何接口类型的隐式转换。对值类型装箱会在堆中分配一个对象实例，并将该值复制到新的对象中。请看以下值类型变量的声明： ``` int i = 123; ``` 以下语句对变量 i 隐式应用了装箱操作： ``` // Boxing copies the value of i into object o. object o = i; ``` 此语句的结果是在堆栈上创建对象引用 o，而在堆上则引用 **int** 类型的值。该值是赋给变量 i 的值类型值的一个副本。下图说明了两个变量 i 和 o 之间的差异。 ![BoxingConversion 图](https://i-msdn.sec.s-msft.com/dynimg/IC76458.jpeg "BoxingConversion 图") 装箱转换还可以像下面的示例一样执行显式装箱，但显式装箱从来不是必需的： ``` int i = 123; object o = (object)i; // explicit boxing ``` ## 说明此示例使用装箱将整型变量 i 转换为对象 o。这样一来，存储在变量 i 中的值就从 123 更改为 456。该示例表明原始值类型和装箱的对象使用不同的内存位置，因此能够存储不同的值。 ``` class TestBoxing { static void Main() { int i = 123; // Boxing copies the value of i into object o. object o = i; // Change the value of i. i = 456; // The change in i does not effect the value stored in o. System.Console.WriteLine("The value-type value = {0}", i); System.Console.WriteLine("The object-type value = {0}", o); } } /* Output: The value-type value = 456 The object-type value = 123 */ ``` ## 取消装箱取消装箱是从 **object** 类型到[值类型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/s1ax56ch.aspx)或从接口类型到实现该接口的值类型的显式转换。取消装箱操作包括： * 检查对象实例，以确保它是给定值类型的装箱值。 * 将该值从实例复制到值类型变量中。下面的语句演示装箱和取消装箱两种操作： ``` int i = 123; // a value type object o = i; // boxing int j = (int)o; // unboxing ``` 下图演示上述语句的结果。 ![图：取消装箱转换](https://i-msdn.sec.s-msft.com/dynimg/IC122059.jpeg "图：取消装箱转换") 取消装箱转换要在运行时成功取消装箱值类型，被取消装箱的项必须是对一个对象的引用，该对象是先前通过装箱该值类型的实例创建的。尝试取消装箱 **null** 会导致 [NullReferenceException](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.nullreferenceexception.aspx)。尝试取消装箱对不兼容值类型的引用会导致 [InvalidCastException](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.invalidcastexception.aspx)。下面的示例演示无效的取消装箱及引发的 **InvalidCastException**。使用 **try** 和 **catch**，在发生错误时显示错误信息。 ``` class TestUnboxing { static void Main() { int i = 123; object o = i; // implicit boxing try { int j = (short)o; // attempt to unbox System.Console.WriteLine("Unboxing OK."); } catch (System.InvalidCastException e) { System.Console.WriteLine("{0} Error: Incorrect unboxing.", e.Message); } } } ``` 此程序输出： Specified cast is not valid.Error: Incorrect unboxing. 如果将下列语句： ``` int j = (short) o; ``` 更改为： ``` int j = (int) o; ``` 将执行转换，并将得到以下输出： Unboxing OK. ## C# 语言规范有关详细信息，请参阅 [C# 语言规范](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms228593.aspx)。该语言规范是 C# 语法和用法的权威资料。 ## 相关章节更多相关信息： * [引用类型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/490f96s2.aspx) * [值类型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/s1ax56ch.aspx) ## C# 语言规范有关详细信息，请参阅 [C# 语言规范](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms228593.aspx)。该语言规范是 C# 语法和用法的权威资料。 ## 请参阅 [C# 编程指南](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/67ef8sbd.aspx)