C# Academy · 课时

装箱与拆箱

Q: 「装箱与拆箱」这节课中我会学到什么？

了解转换为 object 所产生的开销。 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C# Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

了解转换为 object 所产生的开销。

装箱与拆箱 是 CoddyKit 上的免费 C# Academy 课时。这是第 2 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 C# Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C# Academy 课程共包含 4 节课。

什么是 Boxing

Boxing 会将值类型包装在对象中，使其可以按引用类型处理。object o = 5; 会将 int 装箱到堆上。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int n = 5;
        object o = n;   // boxing
        Console.WriteLine("Boxed value: " + o);
    }
}

为什么会发生装箱

当值类型被赋给 object 类型的变量（或接口）时，就会发生装箱。运行时会在堆上分配一个装箱对象，其中保存着该值的副本。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        double d = 3.14;
        object boxed = d;   // boxing copies d into a heap object
        Console.WriteLine(boxed);
    }
}

什么是拆箱

拆箱通过显式强制转换，将值类型从装箱对象中取回。强制转换的类型必须与装箱时的类型完全匹配。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        object o = 42;        // boxing
        int n = (int)o;        // unboxing
        Console.WriteLine("Unboxed: " + n);
    }
}

拆箱需要正确的类型

您必须将其拆箱为最初的确切类型。拆箱为其他类型会抛出 InvalidCastException。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        object o = 100;
        try
        {
            long wrong = (long)o;   // InvalidCastException at runtime
            Console.WriteLine(wrong);
        }
        catch (InvalidCastException)
        {
            Console.WriteLine("Must unbox to int, not long");
        }
    }
}

装箱会创建副本

装箱会复制该值。之后修改原始值不会影响装箱后的副本。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int n = 1;
        object o = n;   // box copies 1
        n = 99;
        Console.WriteLine("original=" + n + ", boxed=" + o);
    }
}

装箱的代价

每次装箱都会分配堆内存，并增加垃圾回收压力。在高频循环中，这种开销可能会显著影响性能。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Each iteration boxes an int -> many heap allocations
        object sumBox = 0;
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            int current = (int)sumBox + i;
            sumBox = current;   // box again
        }
        Console.WriteLine("Result: " + sumBox);
    }
}

使用泛型避免装箱

像 List<int> 这样的泛型集合可以在不装箱的情况下存储值类型，而旧式非泛型集合 ArrayList 则不能。

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        var list = new List<int>();   // no boxing
        list.Add(1);
        list.Add(2);
        int first = list[0];           // no unboxing
        Console.WriteLine("First: " + first);
    }
}

接口中的装箱

将结构体赋给接口变量同样会触发装箱，因为接口引用必须指向堆上的对象。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int n = 7;
        IComparable c = n;   // boxing to interface
        Console.WriteLine(c.CompareTo(10));
    }
}

检测装箱类型

您可以在运行时使用 is 检查装箱对象的类型，然后安全地进行拆箱。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        object o = 3.5;
        if (o is double d)
            Console.WriteLine("It is a double: " + d);
        else
            Console.WriteLine("Not a double");
    }
}

字符串拼接中的装箱

将值类型与字符串拼接时，可能会触发装箱。使用字符串插值或 ToString 通常更清晰，不过这里的装箱开销通常可以忽略。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int count = 3;
        string msg = "Count is " + count;   // count is converted
        Console.WriteLine(msg);
    }
}

综合运用

装箱连接了值类型世界和引用类型世界，但会带来分配开销。应优先使用泛型来避免装箱，并在安全检查后拆箱为确切的类型。

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        object boxed = 256;
        if (boxed is int value)
            Console.WriteLine("Safely unboxed: " + value);

        var noBox = new List<int> { 1, 2, 3 };
        Console.WriteLine("Generic count: " + noBox.Count);
    }
}

快速检查

测试您对装箱和拆箱的理解。

复习

Boxing 会将值类型包装在堆对象中（例如 object o = 5;）；拆箱则通过显式强制转换，将其取回为最初的确切类型。装箱会复制值并分配内存，从而增加垃圾回收压力。应优先使用 List<int> 等泛型集合来避免装箱，并使用 is 安全地进行拆箱。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        object boxed = 42;     // box
        int n = (int)boxed;     // unbox
        Console.WriteLine(n);
    }
}

常见问题解答

「装箱与拆箱」课时是免费的吗？

是的 — 「装箱与拆箱」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C# Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C# Academy 课程共包含 4 节课。

「装箱与拆箱」这节课中我会学到什么？

了解转换为 object 所产生的开销。你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C# Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C# Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C# Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 2 节课，共 4 节。

「装箱与拆箱」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C# Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C# Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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