C# 运行时如何知道装箱值类型的确切类型？

我明白什么是拳击。值类型被装箱到对象/引用类型，然后作为对象存储在托管堆上。但我无法通过拆箱

取消装箱将对象/引用类型转换回值类型

int i = 123;          // A value type
object box = i;       // Boxing
int j = (int)box;     // Unboxing

好的。但如果我尝试将一个值类型取消装箱到另一个值类型，例如，在上面的示例中，long，它抛出InvalidCastException

long d = (long)box;

这让我想到，运行时可能隐式地知道“box”对象中装箱的值类型的实际类型。如果我是对的，我想知道这种类型的信息存储在哪里

编辑：

因为

int

可以隐式转换为

long

。这让我很困惑

int i = 123;
long lng = i;

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非常好，因为它不涉及装箱/拆箱。

每个引用对象都有一组与其关联的元数据。这包括给定对象的确切类型（这就是为什么可以使用类型安全）

因此，虽然

int

是按值计算的，但实际上缺少此信息（这并不重要），但一旦将其装箱，它将创建一个包含所有必要元数据的新对象。这也意味着，虽然

int

仅为4个字节，但装箱的

int

远不止于此-您现在有了一个引用（4-8个字节）、值本身（4）和元数据（包括特定的类型句柄）。这与C++不同，它允许您向任何类型的指针抛出任何指针（当您出错时，让您处理错误）。

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同样，所有by-reference对象都具有此元数据。这是引用类型成本中相当重要的一部分，但也是确保类型安全性的方法。这也很好地说明了

int

的

ArrayList

是多么昂贵，以及为什么

int[]

或

List

的效率要高得多-即使忽略分配（更重要的是收集）堆对象和装箱和拆箱本身的成本，4字节的int也可能突然变成20字节，仅仅因为您正在存储对它的引用：）

这是因为装箱指令将值类型标记添加到结果对象中。当您从对象中取消装箱值时，此变量是已知类型（以及内存中的大小）。因此，必须将对象强制转换为原始值类型

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在您的示例中，甚至不需要将其从int转换为long，因为这是一个隐式转换。

当一个值被装箱时，它会得到一个对象头。从System.Object派生的任何类型所具有的类型。该值位于该标题之后。标题包含两个字段，一个是“syncblk”，它的各种用途超出了问题的范围。第二个字段描述对象的类型

这就是你要问的问题。它在文献中有各种各样的名称，最常见的是“类型句柄”或“方法表指针”。后者是最准确的描述，它是指向CLR在加载类型时跟踪的信息的指针。许多框架特性都依赖于它。当然是Object.GetType（）。代码中的任何强制转换以及is和as运算符使用它。这些石膏是安全的，所以你不能把狗变成猫，类型手柄提供了这种保证。装箱整数的方法表指针指向System.Int32的方法表

在泛型出现之前，装箱在.NET1.x中非常常见。所有常见的集合类型都存储对象而不是T。因此，将元素放入集合中需要（隐式）装箱，再次取出它需要使用强制转换显式取消装箱

为了使这一点有效，抖动很重要，不需要考虑转换需要的可能性。因为这需要更多的工作。因此，C语言包含了一条规则，即取消绑定到另一种类型是非法的。现在需要做的只是检查类型句柄，以确保它是预期的类型。抖动直接将方法表指针与您案例中System.Int32的指针进行比较。并且嵌入在对象中的值可以直接复制，而无需考虑任何转换问题。非常快，尽可能快，这一切都可以通过内联机器代码完成，而无需任何CLR调用

此规则特定于C#，VB.NET没有此规则。在这两种语言之间的典型权衡中，C#的重点是速度，VB.NET的重点是方便。当取消装箱不是问题时，转换为其他类型，所有简单值类型都实现IConvertible。您可以使用Convert helper类在代码中显式编写它：

        int i = 123;                    // A value type
        object box = i;                 // Boxing
        long j = Convert.ToInt64(box);  // Conversion + unboxing

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这与VB.NET编译器自动生成的代码非常相似。

这是因为当您进行装箱而不是将值类型从堆栈移动到堆时，它会在堆中创建它的副本，并将它在堆栈中的引用存储在新的堆栈框中。 因此，原始堆栈对象（即值类型对象）及其数据类型信息保留在堆栈中，并保持其历史记录。 现在，在取消装箱时，它会将堆中的对象类型与堆栈中的原始数据类型进行比较，如果发现不匹配，就会给出错误。

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因此，有必要使用在取消装箱时装箱的数据类型。

box.GetType（）如何？运行时知道每个对象的类型。装箱的值没有什么不同。假设您有一个

球

，它是值类型，您将球放入

玻璃盒

。这会阻止你知道它是玻璃盒子里的球吗？你看得很清楚，不是吗？就像那样……这是一个有点令人困惑的问题。假设您创建了一个

Foo

实例（引用类型），然后将其分配给

对象

变量。如果您试图将其强制转换为

Bar

实例（也是引用类型），是否也会出现相同的异常？正如@JonathonReinhart所说，拳击/解围并不是真正的问题