关于值类型装箱的困惑

Question

在以下代码中...

 int i=5;  
 object o = 5;
 Console.WriteLine(o); //prints 5

我有三个问题：

1) 变量 o 中的数字 5 比变量 i 中的数字 5 多了哪些额外/有用的功能？

2) 如果某段代码需要一个值类型，我们可以直接传递 int 类型的变量 i，但如果它需要一个引用类型，那么它可能并不关心 o 中装箱的数字 5。那么在什么情况下会在代码中显式使用装箱转换？

3) 为什么 Console.WriteLine(o) 输出的是数字 5 而不是 System.Object？

- explorer

Answer 1

变量o中的数字5具有哪些变量i所代表的数字5没有的额外/有用功能？

很少有情况需要对某些东西进行装箱，但偶尔必须这样做。在早期版本的.NET中，装箱经常是必要的，因为一些方法只能使用对象（例如ArrayList的方法）。现在有了泛型，这个问题已经不那么严重了，所以新代码中的装箱发生得更少。

如果某些代码期望值类型，那么我们只需传递int i，但如果它期望引用类型，则可能根本不关心o中装箱的数字5。那么什么时候会在代码中明确使用装箱转换呢？

实际上，装箱通常会自动发生。如果您想向代码读者明确说明正在进行装箱，那么可以显式地对变量进行装箱。如果性能可能成为问题，这可能是相关的。

为什么Console.WriteLine(o)打印出5而不是System.Object？

因为ToString是object上的虚拟方法，这意味着被调用的实现取决于运行时类型，而不是静态类型。由于int使用其自己的实现覆盖了ToString，因此调用的是int.ToString，而不是object提供的默认实现。

object o = 5;
Console.WriteLine(o.GetType());  // outputs System.Int32, not System.Object

- Mark Byers

Answer 2

附加功能：该对象是一个完整的对象。您可以调用其方法并像使用任何其他对象一样使用它：

System.Console.WriteLine("type: {0}", o.GetType());
System.Console.WriteLine("hash code: {0}", o.GetHashCode());

int变量是值类型，而不是对象。

XXX：这是不正确的；请参见评论。我认为你可能使用两者之间的区别在于object o = 5是可空的（您可以设置o = null），而值类型不是 - 如果int i = 5，那么i始终是一个整数。

显式装箱：正如你所说，装箱版本用于将编码操作对象作为对象而不是特定的整数。这就是使非类型安全的通用数据结构成为可能的原因。现在有了类型安全的通用数据结构，您不太可能进行大量的强制转换和装箱/拆箱。

为什么是“5”：因为对象知道如何使用ToString()打印自己。

- Jeremy W. Sherman

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这有点误导人。您可以在 Int32 类型的变量上调用 GetType() 和 GetHasCode() 等方法。这与值类型是否被装箱无关。 - KeithMahoney

@KeithMahoney 您是正确的：我错了。我查阅了C# 3.0语言规范，类型系统非常统一。核心区别在于值类型和引用类型 - 它们涉及对象与其数据之间的关系。 - Jeremy W. Sherman

Answer 3

变量 o 中的数字 5 获得了哪些额外/有用的功能，而变量 i 中表示的数字 5 没有？除了可以将装箱值类型传递给需要它的代码之外，没有获得任何其他功能。

那么，什么时候会在代码中显式使用装箱转换呢？我无法立即想到一个场景，需要将 int 显式装箱为 object，因为总是存在隐式转换（尽管如果需要显式转换，我也不会感到惊讶）。

为什么 Console.WriteLine(o) 输出的是 5 而不是 System.Object 呢？

它在传递的对象上调用 ToString。实际上，它首先尝试将对象转换为 IFormattable，如果成功（在 int 的情况下它会成功），则调用定义在该接口中的 ToString 重载方法。这将返回 "5"。

- Fredrik Mörk

Answer 4

1) 单独使用它没有太大的意义。但是想象一下，你希望以通用的方式存储某些东西，而你不知道那个东西是一个值还是一个对象。通过装箱，你可以将值转换为对象，然后将所有东西都视为对象处理。如果没有它，你需要一个特殊情况才能保存一个值或一个对象。（这在容器（如列表）中最有用，允许您混合像5这样的值和对像（如FileStream）的引用）。

2) 装箱转换通常只会隐式发生，除了演示装箱的示例代码。

3) WriteLine 代码可能调用虚拟 Object.ToString() 方法。如果它调用此方法的对象的类没有覆盖 ToString，则它将调用基类（object）实现，但大多数类型（包括 System.Int，尽管 int 是值类型，但仍从 System.Object 派生）覆盖此方法以提供更有用的上下文特定结果。

- Jason Williams