C# 如何减少装箱拆箱
为了便于文章的开展,首先介绍装箱(Boxing)和拆箱(Unboxing)这两个名词。.Net的类型分为两种,一种是值类型,另一种是引用类型。这两个类型的本质区别,值类型数据是分配在栈中,而引用类型数据分配在堆上。那么如果要把一个值类型数据放到堆上,就需要装箱操作;反之,把一个放在堆上的值类型数据取出来,则需要进行拆箱操作。
例如,对于如下简单的装箱和拆箱操作语句。
int i = 123; object obj = i;//Boxing if( obj is int ) int j = (int) obj;//Unboxing |
为了,更好的诠释装箱和拆箱操作,我借用MSDN关于“Boxing”的解释图,具体如下。
明白了这两名词的意思,现在说说为什么要减少装箱和拆箱操作。
原因有两个,主要是关于效率:一个就是对于堆的操作效率比较低;另一个就是对于堆上分配的 内存 资源,需要GC来回收,从而降低程序效率。
考虑到这两点因素,那么需要在程序中减少装箱和拆箱操作。
如何减少呢,涉及到这两个操作比较多的是,格式化输出操作,例如:String.Format,Console.WriteLine之类的语句。
例如:
Console.WriteLine( "Number list:{0}, {1}, {2}",1,2,3 ); |
对于“1,2,3”来说,相当于前面的“123”一样,需要经过装箱和拆箱两个操作。那么如何避免呢,其实只要向WriteLine传递引用类型数据即可,也就是按照如下的方式。
Console.WriteLine( "Number list:{0}, {1}, {2}", 1.ToString(),2.ToString(),3.ToString() ); |
由于“1.ToString()”的结果是String类型,属于引用类型,因此不牵扯装箱和拆箱操作。
其次,牵扯到装箱和拆箱操作比较多的就是在集合中,例如:ArrayList或者HashTable之类。
把值类型数据放到集合中,可能会出现潜在错误。例如:
public struct Person { private string _Name; public string Name { get{ return _Name; } set{ _Name = value; } } public Person( string PersonName ) { _Name = PersonName; } public override string ToString() // Using the person in a collection ArrayList arrPersons = new ArrayList(); // Try to change the name p = ( Person ) arrPersons[0] ; |
这个问题其实在前面的文章中已经讲过了。有人可能会说,是否可以按照如下的方式去修改呢。
( (Person ) arrPersons[0] ).Name = "NewName";//Can't be compiled |
很不幸,如上操作不能通过编译。为什么呢,对于“( (Person ) arrPersons[0] )”来说,是系统用一个临时变量来接收拆箱后的值类型数据,那么由于值类型是分配在栈上,那么操作是对实体操作,可是系统不允许对一个临时值类型数据进行修改操作。
// Using the person in a collection
ArrayList arrPersons = new ArrayList(); // Try to change the name p = ( Person ) arrPersons[0] ; |
其实,这样操作会产生过多装箱和拆箱操作。那么更好的方法,可以通过接口来完成,从而减少装箱和拆箱操作。对于这个例子的接口实现应该如下。
public interface IPersonName { string Name{ get;set;} } public struct Person:IPersonName public override string ToString() // Using the person in a collection ArrayList arrPersons = new ArrayList(); arrPersons.Add( p ); ( (IPersonName)arrPersons[0] ).Name = "NewName"; |
很多人就问,为什么值类型不能修改,即
( (Person ) arrPersons[0] ).Name = "NewName";//Can't be compiled |
而如上的接口类型就能修改呢,即
( (IPersonName)arrPersons[0] ).Name = "NewName"; |
这是由于产生的临时变量的类型不同,前者已经在前面进行说明了,后者由于产生的临时变量的类型为IPersonName,属于引用类型,那么相当于临时变量就是原对象的引用,那么对于对于它的修改会直接修改到原对象,因此是可以的。可以说这里的不同本身在于产生临时对象的类型不同,从而造成本质的区别。
通过接口来改写,这样就减少了装箱和拆箱操作,同时也保证了修改的正确性。不过要注意的是,这里接口对于的是引用类型,如果接口访问的或者返回的是值类型,那么用接口虽说能实现了,但是对于装箱和拆箱操作来说,并没有减少。
对于装箱和拆箱操作来说,基本上就讲完了,只要记住频繁装箱和拆箱操作会降低程序效率,因此在编写的时候要尽量避免。
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