static void SimpleBoxUnboxOperation()
{
// Создать переменную ValueType (int).
int myInt = 25;
// Упаковать int в ссылку на object.
object boxedInt = myInt;
}
Упаковку можно формально определить как процесс явного присваивания данных типа значения переменной
System.Object
. При упаковке значения среда CoreCLR размещает в куче новый объект и копирует в него величину типа значения (в данном случае 25). В качестве результата возвращается ссылка на вновь размещенный в куче объект.
Противоположная операция также разрешена и называется распаковкой (unboxing). Распаковка представляет собой процесс преобразования значения, хранящегося в объектной ссылке, обратно в соответствующий тип значения в стеке. Синтаксически операция распаковки выглядит как обычная операция приведения, но ее семантика несколько отличается. Среда CoreCLR начинает с проверки того, что полученный тип данных эквивалентен упакованному типу, и если это так, то копирует значение в переменную, находящуюся в стеке. Например, следующие операции распаковки работают успешно при условии, что лежащим в основе типом
boxedInt
действительно является
int
:
static void SimpleBoxUnboxOperation()
{
// Создать переменную ValueType (int).
int myInt = 25;
// Упаковать int в ссылку на object.
object boxedInt = myInt;
// Распаковать ссылку обратно в int.
int unboxedInt = (int)boxedInt;
}
Когда компилятор C# встречает синтаксис упаковки/распаковки, он выпускает код CIL, который содержит коды операций
box/unbox
. Если вы просмотрите сборку с помощью утилиты
ildasm.exe
, то обнаружите в ней показанный далее код CIL:
.method assembly hidebysig static
void '<<Main>$>g__SimpleBoxUnboxOperation|0_0'() cil managed
{
.maxstack 1
.locals init (int32 V_0, object V_1, int32 V_2)
IL_0000: nop
IL_0001: ldc.i4.s 25
IL_0003: stloc.0
IL_0004: ldloc.0
IL_0005: box [System.Runtime]System.Int32
IL_000a: stloc.1
IL_000b: ldloc.1
IL_000c: unbox.any [System.Runtime]System.Int32
IL_0011: stloc.2
IL_0012: ret
} // end of method '<Program>$'::'<<Main>$>g__SimpleBoxUnboxOperation|0_0'
Помните, что в отличие от обычного приведения распаковка обязана осуществляться только в подходящий тип данных. Попытка распаковать порцию данных в некорректный тип приводит к генерации исключения
InvalidCastException
. Для обеспечения высокой безопасности каждая операция распаковки должна быть помещена внутрь конструкции
try/catch
, но такое действие со всеми операциями распаковки в приложении может оказаться достаточно трудоемкой задачей. Ниже показан измененный код, который выдаст ошибку из-за того, что в нем предпринята попытка распаковки упакованного значения
int
в тип
long
:
static void SimpleBoxUnboxOperation()
{
// Создать переменную ValueType (int).
int myInt = 25;
// Упаковать int в ссылку на object.
object boxedInt = myInt;
<b> // Распаковать в неподходящий тип данных, чтобы</b>
<b> // инициировать исключение времени выполнения.</b>
try
{
long unboxedLong = (long)boxedInt;
}
catch (InvalidCastException ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}
}
На первый взгляд упаковка/распаковка может показаться довольно непримечательным средством языка, с которым связан больше академический интерес, нежели практическая ценность. В конце концов, необходимость хранения локального типа значения в локальной переменной
object
будет возникать нечасто. Тем не менее, оказывается, что процесс упаковки/распаковки очень полезен, поскольку позволяет предполагать, что все можно трактовать как
System.Object
, а среда CoreCLR самостоятельно позаботится о деталях, касающихся памяти.
Давайте обратимся к практическому применению описанных приемов. Мы будем исследовать класс
System.Collections.ArrayList
и использовать его для хранения порции числовых (расположенных в стеке) данных. Соответствующие члены класса
ArrayList
перечислены ниже. Обратите внимание, что они прототипированы для работы с данными типа
System.Object
. Теперь рассмотрим методы
Add()
,
Insert()
и
Remove()
, а также индексатор класса:
public class ArrayList : IList, ICloneable
{
...
public virtual int Add(<b>object?</b> value);
public virtual void Insert(int index, <b>object?</b> value);
