本文引自
裝箱和拆箱是值類型和引用類型之間相互轉換是要執行的操作。
1. 裝箱在值類型向引用類型轉換時發生
2. 拆箱在引用類型向值類型轉換時發生
光上述兩句話不難理解,但是往深處了解,就需要一些篇幅來解釋了。
我們先看裝箱時都會發生什么事情,下面是一行最簡單的裝箱代碼
object obj = 1; |
這行語句將整型常量1賦給object類型的變量obj; 眾所周知常量1是值類型,值類型是要放在棧上的,而object是引用類型,它需要放在堆上;要把值類型放在堆上就需要執行一次裝箱操作。
這行語句的IL代碼如下,請注意注釋部分說明:
.locals init ( [0] object objValue ) //以上三行IL表示聲明object類型的名稱為objValue的局部變量 IL_0000: nop IL_0001: ldc.i4.s 9 //表示將整型數9放到棧頂 IL_0003: box [mscorlib]System.Int32 //執行IL box指令,在內存堆中申請System.Int32類型需要的堆空間 IL_0008: stloc.0 //彈出堆棧上的變量,將它存儲到索引為0的局部變量中 |
以上就是裝箱所要執行的操作了,執行裝箱操作時不可避免的要在堆上申請內存空間,并將堆棧上的值類型數據復制到申請的堆內存空間上,這肯定是要消耗內存和cpu資源的。我們再看下拆箱操作是怎么回事:
請看下面的C#代碼:
object objValue = 4; int value = ( int )objValue; |
上面的兩行代碼會執行一次裝箱操作將整形數字常量4裝箱成引用類型object變量objValue;然后又執行一次拆箱操作,將存儲到堆上的引用變量objValue存儲到局部整形值類型變量value中。
同樣我們需要看下IL代碼:
.locals init ( [0] object objValue, [1] int32 'value' ) //上面IL聲明兩個局部變量object類型的objValue和int32類型的value變量 IL_0000: nop IL_0001: ldc.i4.4 //將整型數字4壓入棧 IL_0002: box [mscorlib]System.Int32 //執行IL box指令,在內存堆中申請System.Int32類型需要的堆空間 IL_0007: stloc.0 //彈出堆棧上的變量,將它存儲到索引為0的局部變量中 IL_0008: ldloc.0 //將索引為0的局部變量(即objValue變量)壓入棧 IL_0009: unbox.any [mscorlib]System.Int32 //執行IL 拆箱指令unbox.any 將引用類型object轉換成System.Int32類型 IL_000e: stloc.1 //將棧上的數據存儲到索引為1的局部變量即value |
拆箱操作的執行過程和裝箱操作過程正好相反,是將存儲在堆上的引用類型值轉換為值類型并給值類型變量。
裝箱操作和拆箱操作是要額外耗費cpu和內存資源的,所以在c# 2.0之后引入了泛型來減少裝箱操作和拆箱操作消耗。
1. 使用非泛型集合時引發的裝箱和拆箱操作
看下面的一段代碼:
12345678 | var array = new ArrayList(); array.Add(1); array.Add(2); foreach ( int value in array) { Console.WriteLine(“value is {0}”,value); } |
代碼聲明了一個ArrayList對象,向ArrayList中添加兩個數字1,2;然后使用foreach將ArrayList中的元素打印到控制臺。
在這個過程中會發生兩次裝箱操作和兩次拆箱操作,在向ArrayList中添加int類型元素時會發生裝箱,在使用foreach枚舉ArrayList中的int類型元素時會發生拆箱操作,將object類型轉換成int類型,在執行到Console.WriteLine時,還會執行兩次的裝箱操作;這一段代碼執行了6次的裝箱和拆箱操作;如果ArrayList的元素個數很多,執行裝箱拆箱的操作會更多。
你可以通過使用ILSpy之類的工具查看IL代碼的box,unbox指令查看裝箱和拆箱的過程
2. 使用泛型集合的情況
請看如下代碼:
var list = new List< int >(); list.Add(1); list.Add(2); foreach ( int value in list) { Console.WriteLine( "value is {0}" , value); } |
代碼和1中的代碼的差別在于集合的類型使用了泛型的List,而非ArrayList;我們同樣可以通過查看IL代碼查看裝箱拆箱的情況,上述代碼只會在Console.WriteLine()方法時執行2次裝箱操作,不需要拆箱操作。
可以看出泛型可以避免裝箱拆箱帶來的不必要的性能消耗;當然泛型的好處不止于此,泛型還可以增加程序的可讀性,使程序更容易被復用等等。
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