C# 装箱与拆箱

1、装箱和拆箱的基本概念

我们知道，所有的值类型都继承自System.ValueType，而System.ValueType继承自System.Object。所有的值类型对象都分配在栈上，而所有的引用类型包括System.Object对象都分配在堆上。问题随之而来，既然System.Object是所有值类型的基类，那所有的值类型必然都可以隐式的转换成System.Object类型，此时这个对象会被放在哪里呢，栈上面还是堆上面？实际上，当这个转换发生时，CLR需要做额外的工作把栈上的值类型移动到堆上，这个操作就被称为装箱。来看一个装箱所需要的详细步骤。

1. 在堆上分配一个内存空间，大小等于需要装箱的值类型对象的大小加上两个引用类型对象都拥有的成员：类型对象指针和同步块引用。
2. 把栈上的值类型对象复制到堆上新分配的对象。
3. 返回一个指向堆上新对象的引用，并且存储到栈上被装箱的那个值类型的对象里。

这些步骤都不需要程序员自己编写，在任何出现装箱的地方，编译器会自动地加上执行以上功能的中间代码。下图展示了装箱前后堆和堆栈的变化。

理解了装箱之后，就可以很方便地理解拆箱操作了。所谓的拆箱，就是装箱操作的反操作，把堆中的对象复制到堆栈中，并且返回其值。需要注意的是，拆箱操作将判断被拆箱的对象类型和将要被复制的值类型引用是否一致，如果不一致，将会抛出一个InvalidCastException的异常。这里的类型匹配并不采用任何显示的类型转换。