C# 类型基础（下）

前面介绍了基本的类型，接下来我们讲讲类型的转换

值类型的两种表现形式：未装箱和已装箱 ，而引用类型总是处于装箱形式

int count = 10;

object obj = count;

装箱：值类型转换为引用类型，C#编译器可以自动完成装箱操作

a.在托管堆中分配好内存。内存量 = 值类型字段的内存量 + 类型对象指针 + 同步索引块

b.将值类型的字段复制到新分配的堆地址中

c.返回对象的地址

int count1 = (int)obj;

拆箱：引用类型转换为值类型，需要显式完成

a.获取obj对象的引用

b.将值从堆中复制到基于栈的值类型实例 coun1中

c.如果obj的引用地址为null，则抛出 NullReferenceException 异常

d.如果obj引用指向的的对象不是int类型的已装箱的实例，抛出 InvalidCastException 异常

千言万语，我只想上代码！

Int32  a = 5 ; 

object o = a;

Int16  b = (Int16) o ;

上面拆箱能否成功？

答案是不能，因为Int32的范围比Int16大，转换的时候就抛异常了。

接下来这个例子很有意思，好多人估计都不知所以然。来，做好了，我们继续开车！

Int32 v = 5 ;

object o = v ;

v = 123;

Console.WriteLine( v + “and “ + (Int32) o);　　

问题：上面例子发生了多少次装箱操作 ？

有的人看到代码就一拍脑袋说：1次，2次......，好吧，这么说我不怪你，因为即使工作几年的老司机也不一定能一眼看出来是几次装箱。

但是当你觉得不太确定的时候就要去找出答案，拨开迷雾才能看到真相。我们来个简单粗暴的方法，看IL代码：

清楚了吧，明白了吧，简直是一目了然啊，三个box，那就是三次装箱了，中间还发生过一次拆箱，那就是Int32转的那一次

那么为什么是三次呢？

第一次很明显，第二次和第三次是发生在 Console.WriteLine 里面的，我们看到箭头标注的地方，为什么会调用了 string.Concat方法呢，首先我们知道这个函数是用来拼接字符串的，那就稍微有点明白了，我们可以看到现在给WriteLine 方法传的是3个参数，那实际上WriteLine 有没有三个参数的重载呢？答案是有，但是很遗憾，并不是符合我们给的三个参数类型的。那怎么办呢，我们知道编译器是非常聪明的，它非常确信的知道我们传入的三个参数中第二个是个字符串，它会默认调用WriteLine 的string重载方法，那这样的话就要求传入的是一个完整的string对象，而我们是三个，那就需要把三个参数合成一个，于是乎编译器很聪明的自动调用了string.Concat 方法，接收三个参数，而Concat方法接收的三个参数都是object的，所以一切都明白了，第一个参数装箱一次，第三个参数又装箱一次，所以总共就是三次装箱。

上面的代码怎么能减少装箱次数？最少用几次装箱？各位看官自己想想吧，这个已经很简单了

分析完上边的例子，按照惯例我们接着上代码：

Int32 v = 5 ;

object o = v ;

v = 123;

Console.WriteLine( v );

v = (Int32) o;

Console.WriteLine( v );　　

同样的问题：上述代码输出什么结果？发生了多少次装箱 ？

答案会是一样吗？自己思考一下吧，如果不确定可以在评论里说,我会给出分析。

类型转换

对象类型转换：

a.将对象转换为它对应的任何基类型，反之则不行

b.使用as操作符来转型，强制类型转换

基元类型转换：

隐式转换：编译器确定转换“安全”的时候，才允许隐式转换。对于数值类型，不安全意味着转换可能会丢失精度或者数量级

int32 a = 5 ;

int64 b  = a ;

显式转换：显示指定需要转换的类型

Byte c = (Byte) a ;

对基元类型执行的许多算术运算符都可能造成溢出，比如下面代码：

Byte b = 100 ;

b = (Byte) (b + 200)

因为Byte的默认长度是255，而相加之后的结果已经超出了最大长度了，但是运行并没有报错，这是为什么呢？答案是编译器在作怪

大多数的溢出都是悄悄发生的，编译器并不会报错，但是大多数情况下都会导致程序行为异常

C# 编译器允许开发人员决定如何处理溢出，编译器溢出检查默认是关闭的，我们可以手动打开检查溢出的开关

为了处理溢出，我们讲讲下面这两个操作符

checked 和 unchecked 操作符

Byte b = 100 ;
b = checked((Byte) (b + 200));  // 抛出OverflowException 异常

checked 语句

checked{                  //开始一个checked块
  Byte b = 100 ;
  b =(Byte) (b + 200) ;  // 溢出检查
}                        // 结束一个checked块

　

相信大家已经看得很清楚了，加了checked之后就会抛出异常，而恰巧编译器又是默认的unchecked。

那么checked和unchecked 本质上的区别是什么呢？ 据说按惯例我又要上代码了，来，我们继续

本质区别就是生成的IL 指令不一样 ，指令决定了是否检查溢出

checked：add.ovf           unchecked：add

最后我们再来说说创建一个对象的过程究竟发生了什么事：

创建类型的对象

Person person = new Person();

new 做了什么事情？

1.计算类型及所有基类型中定义的所有实例字段需要的字节数 （堆上的每个对象都需要一些额外的成员信息：类型对象指针＋同步索引块，这些成员用于CLR管理对象，会计入对象的大小）

2.从托管堆中分配指定类型要求的字节数，从而分配对象的内存，分配的所有字节都为0

3.初始化对象的类型对象指针 和 同步索引块

4. 调用类型的实例构造器，同时初始化类型的实例字段，最终调用的都是基类的构造器

5.返回指向新建对象的引用地址

垃圾回收器检查托管堆中是否有不再使用的任何对象就回收

最后留个问题，欢迎一起讨论：new 是创建对象，分配内存，如果创建完之后发现多余了，是否可以delete掉对象 ？

其实还想说一句：一直以来.NET程序员备受鄙视，因为微软麻麻对我们太好了，基本不需要我们做什么，编译器和CLR已经替我们做了太多的事情了，导致我们就只会用，只知道怎么用而不是到为什么，这对我们的长期发展来说是非常不好的，所以希望大家有时间多看看底层的东西，多看看IL代码，搞清楚编译器在中间干了什么事情，这是很重要的。

再给大家推荐一本书：《C# Via CLR》讲的非常好的一本书，很底层