# 裝箱和取消裝箱(C# 編程指南)
裝箱是將[值類型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/s1ax56ch.aspx)轉換為 **object** 類型或由此值類型實現的任何接口類型的過程。當 CLR 對值類型進行裝箱時,會將該值包裝到 System.Object 內部,再將后者存儲在托管堆上。取消裝箱將從對象中提取值類型。裝箱是隱式的;取消裝箱是顯式的。裝箱和取消裝箱的概念是類型系統 C# 統一視圖的基礎,其中任一類型的值都被視為一個對象。
在下面的示例中,將整型變量 i 進行了裝箱并分配給對象 o。
```
int i = 123;
// The following line boxes i.
object o = i;
```
然后,可以將對象 o 取消裝箱并分配給整型變量 i:
```
o = 123;
i = (int)o; // unboxing
```
以下示例演示如何在 C# 中使用裝箱。
```
// 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
相對于簡單的賦值而言,裝箱和取消裝箱過程需要進行大量的計算。對值類型進行裝箱時,必須分配并構造一個新對象。取消裝箱所需的強制轉換也需要進行大量的計算,只是程度較輕。有關更多信息,請參見[性能](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms173196.aspx)。
## 裝箱
裝箱用于在垃圾回收堆中存儲值類型。裝箱是[值類型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/s1ax56ch.aspx)到 **object** 類型或到此值類型所實現的任何接口類型的隱式轉換。對值類型裝箱會在堆中分配一個對象實例,并將該值復制到新的對象中。
請看以下值類型變量的聲明:
```
int i = 123;
```
以下語句對變量 i 隱式應用了裝箱操作:
```
// Boxing copies the value of i into object o.
object o = i;
```
此語句的結果是在堆棧上創建對象引用 o,而在堆上則引用 **int** 類型的值。該值是賦給變量 i 的值類型值的一個副本。下圖說明了兩個變量 i 和 o 之間的差異。

裝箱轉換
還可以像下面的示例一樣執行顯式裝箱,但顯式裝箱從來不是必需的:
```
int i = 123;
object o = (object)i; // explicit boxing
```
## 說明
此示例使用裝箱將整型變量 i 轉換為對象 o。這樣一來,存儲在變量 i 中的值就從 123 更改為 456。該示例表明原始值類型和裝箱的對象使用不同的內存位置,因此能夠存儲不同的值。
```
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
*/
```
## 取消裝箱
取消裝箱是從 **object** 類型到[值類型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/s1ax56ch.aspx)或從接口類型到實現該接口的值類型的顯式轉換。取消裝箱操作包括:
* 檢查對象實例,以確保它是給定值類型的裝箱值。
* 將該值從實例復制到值類型變量中。
下面的語句演示裝箱和取消裝箱兩種操作:
```
int i = 123; // a value type
object o = i; // boxing
int j = (int)o; // unboxing
```
下圖演示上述語句的結果。

取消裝箱轉換
要在運行時成功取消裝箱值類型,被取消裝箱的項必須是對一個對象的引用,該對象是先前通過裝箱該值類型的實例創建的。嘗試取消裝箱 **null** 會導致 [NullReferenceException](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.nullreferenceexception.aspx)。嘗試取消裝箱對不兼容值類型的引用會導致 [InvalidCastException](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.invalidcastexception.aspx)。
下面的示例演示無效的取消裝箱及引發的 **InvalidCastException**。使用 **try** 和 **catch**,在發生錯誤時顯示錯誤信息。
```
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);
}
}
}
```
此程序輸出:
Specified cast is not valid.Error: Incorrect unboxing.
如果將下列語句:
```
int j = (short) o;
```
更改為:
```
int j = (int) o;
```
將執行轉換,并將得到以下輸出:
Unboxing OK.
## C# 語言規范
有關詳細信息,請參閱 [C# 語言規范](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms228593.aspx)。該語言規范是 C# 語法和用法的權威資料。
## 相關章節
更多相關信息:
* [引用類型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/490f96s2.aspx)
* [值類型](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/s1ax56ch.aspx)
## C# 語言規范
有關詳細信息,請參閱 [C# 語言規范](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms228593.aspx)。該語言規范是 C# 語法和用法的權威資料。
## 請參閱
[C# 編程指南](https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/67ef8sbd.aspx)
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- out(泛型修飾符)(C# 參考)
- override(C# 參考)
- readonly(C# 參考)
- sealed(C# 參考)
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- unsafe(C# 參考)
- virtual(C# 參考)
- volatile(C# 參考)
- 語句關鍵字(C# 參考)
- 選擇語句(C# 參考)
- if-else(C# 參考)
- switch(C# 參考)
- 迭代語句(C# 參考)
- do(C# 參考)
- for(C# 參考)
- foreach,in(C# 參考)
- while(C# 參考)
- 跳轉語句(C# 參考)
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- continue(C# 參考)
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- return(C# 參考)
- 異常處理語句(C# 參考)
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- try-catch(C# 參考)
- try-finally(C# 參考)
- try-catch-finally(C# 參考)
- Checked 和 Unchecked(C# 參考)
- checked(C# 參考)
- unchecked(C# 參考)
- fixed 語句(C# 參考)
- “鎖定”語句(C# 參考)
- 方法參數(C# 參考)
- params(C# 參考)
- ref(C# 參考)
- out(C# 參考)
- out 參數修飾符(C# 參考)
- 命名空間關鍵字(C# 參考)
- 命名空間(C# 參考)
- using(C# 參考)
- using 指令(C# 參考)
- using 語句(C# 參考)
- 外部別名(C# 參考)
- 運算符關鍵字(C# 參考)
- as(C# 參考)
- await(C# 參考)
- is(C# 參考)
- new(C# 參考)
- new 運算符(C# 參考)
- new 修飾符(C# 參考)
- new 約束(C# 參考)
- sizeof(C# 參考)
- typeof(C# 參考)
- true(C# 參考)
- true 運算符(C# 參考)
- true 字面常數(C# 參考)
- false(C# 參考)
- false 運算符(C# 參考)
- false 字面常數(C# 參考)
- stackalloc(C# 參考)
- nameof(C# 和 Visual Basic 引用)
- 轉換關鍵字(C# 參考)
- explicit(C# 參考)
- implicit(C# 參考)
- 運算符(C# 參考)
- 訪問關鍵字(C# 參考)
- base(C# 參考)
- this(C# 參考)
- 文字關鍵字(C# 參考)
- null(C# 參考)
- default(C# 參考)
- 上下文關鍵字(C# 參考)
- add(C# 參考)
- get(C# 參考)
- global(C# 參考)
- 分部(類型)(C# 參考)
- 分部(方法)(C# 參考)
- remove(C# 參考)
- set(C# 參考)
- where(泛型類型約束)(C# 參考)
- value(C# 參考)
- yield(C# 參考)
- 查詢關鍵字(C# 參考)
- from 子句(C# 參考)
- where 子句(C# 參考)
- select 子句(C# 參考)
- group 子句(C# 參考)
- into(C# 參考)
- orderby 子句(C# 參考)
- join 子句(C# 參考)
- let 子句(C# 參考)
- ascending(C# 參考)
- descending(C# 參考)
- on(C# 參考)
- equals(C# 參考)
- by(C# 參考)
- in(C# 參考)
- C# 運算符
- 運算符(C# 參考)
- () 運算符(C# 參考)
- . 運算符(C# 參考)
- :: 運算符(C# 參考)
- + 運算符(C# 參考)
- - 運算符(C# 參考)
- * 運算符(C# 參考)
- / 運算符(C# 參考)
- % 運算符(C# 參考)
- & 運算符(C# 參考)
- | 運算符(C# 參考)
- ^ 運算符(C# 參考)
- ! 運算符(C# 參考)
- ~ 運算符(C# 參考)
- = 運算符(C# 參考)
- &lt; 運算符(C# 參考)
- &gt; 運算符(C# 參考)
- ?: 運算符(C# 參考)
- ++ 運算符(C# 參考)
- -- 運算符(C# 參考)
- && 運算符(C# 參考)
- || 運算符(C# 參考)
- &lt;&lt; 運算符(C# 參考)
- &gt;&gt; 運算符(C# 參考)
- == 運算符(C# 參考)
- != 運算符(C# 參考)
- &lt;= 運算符(C# 參考)
- &gt;= 運算符(C# 參考)
- += 運算符(C# 參考)
- -= 運算符(C# 參考)
- *= 運算符(C# 參考)
- /= 運算符(C# 參考)
- %= 運算符(C# 參考)
- &= 運算符(C# 參考)
- |= 運算符(C# 參考)
- ^= 運算符(C# 參考)
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