关于Visual C＃装箱与拆箱的研究

首先，我们先来看看装箱过程，为此我们需要先做两个工作：1、编写例程； 2、打开ILDASM（MSIL代码察看工具）为此我们先来看看以下的代码：

using System; namespace StructApp { /// /// BoxAndUnBox 的摘要说明。 /// public class BoxAndUnBox { public BoxAndUnBox() { // // TODO: 在此处添加构造函数逻辑 // } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// static void Main(string[] args) { double dubBox = 77.77; /// 定义一个值形变量 object objBox = dubBox; /// 将变量的值装箱到 一个引用型对象中 Console.WriteLine("The Value is '{0}' and The Boxed is {1}",dubBox,objBox.ToString()); } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// } }

　　代码中，本篇我们只需要关注Main()方法下加注释的两行代码，第一行我们创建了一个double类型的变量(dubBox)。显然按规则，CTS规定double是原类型，所以dubBox自然就是值类型的变量；第二行其实作了三个工作，这个将在下面的MSIL代码中看的一清二楚。第一步取出dubBox的值，第二步将值类型转换引用类型，第三步传值给objBox。

　　MSIL代码如下：

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed { .entrypoint // 代码大小 40 (0x28) .maxstack 3 .locals init ([0] float64 dubBox, [1] object objBox) IL_0000: ldc.r8 77.769999999999996 IL_0009: stloc.0 IL_000a: ldloc.0 IL_000b: box [mscorlib]System.Double IL_0010: stloc.1 IL_0011: ldstr "The Value is '{0}' and The Boxed is {1}" IL_0016: ldloc.0 IL_0017: box [mscorlib]System.Double IL_001c: ldloc.1 IL_001d: callvirt instance string [mscorlib]System.Object::ToString() IL_0022: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object, object) IL_0027: ret } // end of method BoxAndUnBox::Main

　　在MSIL中，第IL_0000 至 IL_0010 行是描述前面两行代码的。参照C#的MSIL手册，观者不难理解这段底层代码的执行过程，在这我着重描述一下当dubBox被装箱时所发生的故事：(1)划分堆栈内存，在堆栈上分配的内存 = dubBox的大小 + objBox及其结构所占用的空间；(2)dubBox的值(77.7699999999996)被复制到新近分配的堆栈中；(3)将分配给objBox的地址压栈，此时它指向一个object类型，即引用类型。

　　拆箱作为装箱的逆过程，看上去好像很简单，其实里面多了很多值的思考的东西。首先，box的时候，我们不需要显式的类型转换，但是在unbox时就必须进行类型转换。这是因为引用类型的对象可以被转换为任何类型。(当然，这也是电脑和人脑一个差别的体现)类型转换不容回避的将会受到来自CTS管理中心的监控——其标准自然是依据规则。(其内容的容量足以专门设一章来讨论)好了，我们还是先来看看下面这段代码吧：

using System; namespace StructApp { /// /// BoxAndUnBox 的摘要说明。 /// public class BoxAndUnBox { public BoxAndUnBox() { // // TODO: 在此处添加构造函数逻辑 // } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// static void Main(string[] args) { double dubBox = 77.77; object objBox = dubBox; double dubUnBox = (double)objBox; /// 将引用型对象拆箱 ，并返回值 Console.WriteLine("The Value is '{0}' and The UnBoxed is {1}",dubBox,dubUnBox); } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// } }

　　与前面装箱的代码相比，本段代码多加了一行double dubUnBox = (double)objBox;新加的这行代码作了四个工作，这个也将体现在MSIL代码中。第一步将一个值压入堆栈；第二步将引用类型转换为值类型；第三步间接将值压栈；第四步传值给dubUnBox。

　　MSIL代码如下：

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed { .entrypoint // 代码大小 48 (0x30) .maxstack 3 .locals init ([0] float64 dubBox, [1] object objBox, [2] float64 dubUnBox) IL_0000: ldc.r8 77.769999999999996 IL_0009: stloc.0 IL_000a: ldloc.0 IL_000b: box [mscorlib]System.Double IL_0010: stloc.1 IL_0011: ldloc.1 IL_0012: unbox [mscorlib]System.Double IL_0017: ldind.r8 IL_0018: stloc.2 IL_0019: ldstr "The Value is '{0}' and The UnBoxed is {1}" IL_001e: ldloc.0 IL_001f: box [mscorlib]System.Double IL_0024: ldloc.2 IL_0025: box [mscorlib]System.Double IL_002a: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object, object) IL_002f: ret } // end of method BoxAndUnBox::Main

　　在MSIL中，第IL_0011 至 IL_0018 行是描述新行代码的。参照C#的MSIL手册，观者不难理解这段底层代码的执行过程，在此我着重描述一下objBox在拆箱时的遭遇：(1)环境须先判断堆栈上指向合法对象的地址，以及在对此对象向指定的类型进行转换时是否合法，如果不合法，就抛出异常；(2)当判断类型转换正确，就返回一个指向对象内的值的指针。