Question

在C＃中，任何用户定义的struct自动成为 ~~System.Struct~~ System.ValueType和 ~~System.Struct~~ {{1}的子类。 }是System.ValueType的子类。

但是当我们为对象类型引用分配一些结构时，它会被装箱。例如：

System.Object

所以我的问题是：如果struct A { public int i; } A a; object obj = a; // boxing takes place here是A的后代，编译器不能将它上传到对象类型而不是装箱吗？

Answer 1

结构是一种值类型。 System.Object是引用类型。运行时以不同方式存储和处理值类型和引用类型。要将值类型视为引用类型，必须将其设置为加框。从低级别的角度来看，这包括将值从最初所在的堆栈复制到堆上新分配的内存，该内存还包含一个对象头。引用类型需要额外的头来解析它们的vtable以启用虚拟方法调度和其他引用类型相关的功能（请记住，堆栈上的结构只是一个值而且它没有类型信息;它不包含任何类似vtable和can的内容不能直接用于解析动态调度的方法。此外，要将某些东西视为引用类型，您必须有一个引用（指针），而不是它的原始值。

所以我的问题是 - 如果A是System.Object的后代，是不是可以将它编译为对象类型而不是拳击？

在较低级别，值不会继承任何内容。实际上，正如我之前所说，它并不是一个真正的对象。 A派生自System.ValueType而后者派生自System.Object的事实是在您的编程语言（C＃）的抽象级别定义的东西，C＃确实很好地隐藏了拳击操作。您没有明确提及任何内容来设置值，因此您可以简单地认为编译器已为您“上传”了该结构。它使值的继承和多态的幻觉，而多态行为所需的工具都不是由它们直接提供的。

Answer 2

这是我更喜欢考虑它的方式。考虑包含32位整数的变量的实现。当被视为值类型时，整个值适合32位存储。这就是值类型：存储只包含构成值的位，仅此而已。

现在考虑包含对象引用的变量的实现。该变量包含一个“引用”，可以通过多种方式实现。它可以是垃圾收集器结构的句柄，也可以是托管堆上的地址，或者其他什么。但它可以让你找到一个对象。这就是引用类型：与引用类型变量关联的存储包含一些允许引用对象的位。

显然，这两件事完全不同。

现在假设你有一个object类型的变量，并且你希望将int类型变量的内容复制到其中。你怎么做呢？构成整数的32位不是这些“引用”之一，它只是一个包含32位的桶。引用可以是进入托管堆的64位指针，也可以是垃圾收集器数据结构中的32位句柄，或者您可以想到的任何其他实现，但32位整数只能是32位整数。

那么你在那个场景中做的就是装整数：你创建一个包含整数存储的新对象，然后存储对新对象的引用。

只有在您希望（1）具有统一类型系统，以及（2）确保32位整数消耗32位内存时才需要拳击。如果你愿意拒绝其中任何一个，那么你就不需要拳击;我们不愿意拒绝那些，所以拳击是我们被迫忍受的。

Answer 3

虽然.NET的设计者当然不需要包含C# Language Specification的拳击部分4.3，但很好地解释了它背后的意图，IMO：

拳击和拆箱可实现统一其中a。类型系统的视图任何类型的价值最终都可以作为对象对待。

因为值类型不是引用类型（最终是System.Object），所以存在装箱行为以便拥有统一类型系统，其中任何的值可以表示为对象

这与C ++不同，其中类型系统不统一，所有类型都没有通用的基本类型。

Answer 4

struct是一种设计的值类型，因此在转换为引用类型时需要加框。 struct来自System.ValueType，其术语来自System.Object。

struct 是对象的后代这一事实并不意味着......因为CLR在运行时以不同于引用类型的方式处理structs。

Answer 5

问题解答后，我会提出与该主题相关的一些“技巧”：

struct可以实现接口。如果将值类型传递给期望此值类型实现的接口的函数，则该值通常会被装箱。使用泛型可以避免装箱：

interface IFoo {...}
struct Bar : IFoo {...}

void boxing(IFoo x) { ... }
void byValue<T>(T x) : where T : IFoo { ... }

var bar = new Bar();
boxing(bar);
byValue(bar);

Answer 6

“如果struct A是System.Object的后代，编译器是否不能将其上传而不是装箱？”

不，仅仅因为根据C＃语言的定义，在这种情况下“up-casting”是拳击。

C＃的语言规范包含（在第13章中）所有可能类型转换的目录。所有这些转化都按特定方式进行分类（例如数字转换，参考转换等）。

从类型S到其超类型T存在隐式类型转换，但这些转换仅针对类类型{{1}中的模式“定义}到引用类型S“。由于您的T不是类类型，因此无法在您的示例中应用这些转换。

也就是说，struct A（间接地）从A派生（虽然正确）这一事实在这里无关紧要。相关的是object是结构值类型。
仅现有转化，其匹配模式“从值类型A到其参考超类型A”被归类为拳击转换。因此，从object到struct的每次转化都是按照定义被视为装箱。

为什么结构需要装箱？

6 个答案: