C# 为什么结构需要装箱？

在C#中，任何用户定义的

struct

自动成为System.struct

System.ValueType

和System.struct

System.ValueType

的子类

但当我们为对象类型引用指定某个结构时，它会被装箱。例如：

struct A
{
    public int i;
}

A a;
object obj = a;  // boxing takes place here

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所以我的问题是：如果

A

是

System.Object

的后代，编译器不能将其向上转换为对象类型而不是装箱吗？

结构是一种值类型<代码>系统。对象是引用类型。值类型和引用类型由运行时存储和处理。要将值类型视为引用类型，必须将其装箱。从低级的角度来看，这包括将值从它最初所在的堆栈复制到堆上新分配的内存，堆中还包含一个对象头。引用类型需要额外的头来解析其vtable，以启用虚拟方法分派和其他与引用类型相关的功能（请记住，堆栈上的结构只是一个值，它没有类型信息；它不包含任何类似vtables的内容，并且不能直接用于解析动态分派的方法）. 此外，要将某个对象视为引用类型，必须有指向它的引用（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，编译器不能将其向上转换为对象类型而不是装箱吗

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在较低级别，值不会继承任何内容。事实上，正如我之前所说，它不是一个真正的物体。A派生自

System.ValueType

，后者又派生自

System.Object

，这一事实是在编程语言（C#）的抽象级别定义的，C#确实对您隐藏了装箱操作。您没有明确提及任何内容来框显值，因此您可以简单地认为编译器已经为您“升级”了结构。它制造了值继承和多态性的幻觉，而多态行为所需的任何工具都不是由它们直接提供的。

struct

是一种设计上的值类型，因此在转换为引用类型时需要装箱

struct

源于

System.ValueType

，后者在术语上源于

System.Object

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struct是object的后代这一事实并不意味着什么。因为CLR在运行时处理

struct

的方式与引用类型不同。

虽然.NET的设计者当然不需要包含第4.3节中的装箱，但这很好地解释了它背后的意图，IMO:

装箱和拆箱可以实现统一的 类型系统视图，其中 任何类型的值最终都可以 被当作物体对待

因为值类型不是引用类型（System.Object最终是引用类型），所以装箱行为的存在是为了有一个统一的类型系统，其中任何东西的值都可以表示为对象

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这与C++中的类型系统不统一，不同类型的公共基类型不同。

< P>这里我是如何思考的。考虑包含32位整数的变量的实现。当作为值类型处理时，整个值可放入32位存储器中。这就是值类型：存储只包含组成值的位，不多也不少

现在考虑一个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中的句柄，也可以是托管堆上的地址，或者其他任何内容。但这是一种可以让你找到物体的东西。这就是引用类型：与引用类型的变量关联的存储器包含一些位，允许您引用对象

显然，这两件事是完全不同的

现在假设您有一个object类型的变量，并且希望将int类型的变量的内容复制到其中。你是怎么做到的？构成整数的32位不是这些“参考”的东西之一，它只是一个包含32位的存储桶。引用可以是托管堆中的64位指针，或垃圾收集器数据结构中的32位句柄，或您可以想到的任何其他实现，但32位整数只能是32位整数

因此，在该场景中，您要做的是将整数框起来：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

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只有当您希望（1）具有统一的类型系统，以及（2）确保32位整数消耗32位内存时，才需要装箱。如果你愿意拒绝其中任何一个，那么你就不需要拳击；我们不愿意拒绝这些，因此拳击是我们被迫接受的。

在回答问题后，我将介绍与该主题相关的一个小技巧：

struct

s可以实现接口。如果将值类型传递给期望该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);

接口IFoo{…}
结构栏：IFoo{…}
无效装箱（ifoox）{…}
void byValue（tx）：其中T:IFoo{…}
var bar=新的bar（）；
拳击（酒吧）；
byValue（巴）；

“如果

结构A

是

System.Object

的后代，编译器不能向上转换它而不是装箱吗？”

不，仅仅是因为根据C语言的定义，在这种情况下，“上投”就是拳击

C#的语言规范（在第13章中）包含了所有可能的类型转换的目录。所有这些转换都以特定方式进行分类（例如数字转换，