C#类型转换之初级篇(2)

2.2 变换、投射、装箱/拆箱

根据参与类型转换的两种类型（源类型和目标类型）的关系不同，可以将类型转换分成三种；即：

如果源类型和目标类型一个是值类型一个是引用类型，则称为装箱/拆箱；

如果源类型和目标类型之间存在着直接或间接继承，则称为投射；

如果源类型和目标类型不具备上述两种关系，如两种简单值类型或兄弟/邻居类型（有着共同的祖先类）之间，则称为普通类型转换（或称“变换”）。

变换

变换是最普通的一种类型转换，通常发生在：

简单（内置）值类型之间；

重载了类型转换运算符的类型之间；

简单值类型就是int、long、float、double等类型。在这些类型之间转换的时候，如果不会发生精度损失，则可以使用隐式转换，否则必须使用显式转换。换言之，从较短的类型向较长的类型转换，可以用隐式转换；从较长的向较短的转换，必须用显式转换（“长短”指的是：int长4字节，long长8字节，所以int比long短。）

投射

当源类型和目标类型具有直接或间接的继承关系时，发生的类型转换属于投射。如果将子类型的一个对象转换成祖先类型，则称向上投射 (Upcast)。反之，将祖先类型的对象转换为子孙类型，则称向下投射 (Downcast)。

上图中，CA到CB、CA到CC、CA到CD、CB到CC的转换属于向下投射，而CB到CA、CC到CA、CD到CA、CC到CB的转换属于向上投射。

向上投射可以使用隐式转换，但向下投射必须使用显示转换。这是因为当发生继承关系时，子类将具有父类所有的成员（尽管父类中的private成员在子类中无法访问，但子类确实拥有这些成员），因此子类对象向父类转换时可以确保不会丢失成员，而如果父类对象向子类转换，不一定保证对象具备子类特有的成员。

需要注意的是，如果两个类型位于同一继承树中，但没有直接或间接继承关系（通常称这样的类型为“兄弟类型”或“邻居类型”，如上图中的CB和CD、CC和CD），是不允许发生任何转换的，除非重载了类型转换运算符。

下面解释一下为什么将这种类型的转换称为投射。

假设类CA中定义了一个属性、一个事件和一个方法，现在用方块表示属性、用三角表示事件、用圆圈表示方法，则可以将CA绘制为下面的图形。

假设类CB继承自CA，并定义了额外的一个属性和一个方法，则可以将CB绘制为下面的图形。

现在考虑用一个和CA形状一致的模板罩在CB类型的一个对象上，并透过模板去看这个对象（如下图所示），则可以看到对象的一个视图，并且从其中只能看到CA类中定义的成员。

这个情形符合这种转换。如果将视线想象成光线，则形成了一个光线的投射。

装箱/拆箱

当发生类型转换时，如果源类型和目标类型一个是值类型而另一个是引用类型时，将发生装箱/拆箱转换。

从值类型向引用类型的转换称为装箱，而从引用类型向值类型转换称为拆箱。

装箱时，会在堆中创建一个新的对象（作为一个“箱子”），并将值类型值复制到这个对象中（把这个值“装起来”）；而拆箱时，只需将对象中的值复制到栈上。

在装箱/拆箱中，何时使用显式（隐式）转换是不确定的，取决于类型中重载了哪种转换运算符。