C# 结构体在声明为函数的返回值时是否会被装箱？

Question

一个简单的问题，但我在 Stack Overflow 上没有找到明确的答案。

    struct MyStruct { int x, y, z; }

    MyStruct GetMyStruct() => new MyStruct();

    static void Main()
    {
        var x = GetMyStruct();      // can boxing/unboxing ever occur?
    }

从函数返回时，C# 结构（值类型）总是复制到堆栈中，无论它有多大？我不确定的原因是，对于 MSIL 以外的某些指令集（例如 x86），返回值通常需要适合处理器寄存器，并且不直接涉及堆栈。

如果是这样，是否是调用站点在 CLR 堆栈上为（预期的）值返回类型预分配了空间？

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[edit: Summary of replies]
For the intent of the original question, the answer is no; the CLR will never (silently) box a struct just for the purpose of transferring it as a return value.

Answer 1

这是 JIT 编译器的重要实现细节。一般来说，如果结构足够小并且具有简单的成员，那么它会在 CPU 寄存器中返回。如果它变得太大，则调用代码在堆栈上保留足够的空间，并将指向该空间的指针作为额外的隐藏参数传递。

当然，它永远不会被装箱，除非方法的返回类型是object。

Fwiw：这也是调试器无法在 Autos 窗口中显示函数返回值的原因。有时很痛苦。但调试器无法从 JIT 编译器获取足够的元数据来准确了解在哪里可以找到该值。编辑：在 VS2013 中修复。

Answer 2

每当您想将结构体视为对象时，它就会被装箱，因此，如果您调用Func并将结果分配给对象，它将被装箱。

例如，这样做

 object o = Func();

将产生以下 IL

L_0000: call valuetype TestApp.foo TestApp.Program::Func()
L_0005: box TestApp.foo
L_000a: stloc.0 

，它显示返回值已装箱，因为我们将其分配给 object 类型的引用。

如果将其分配给 Foo 类型的变量，则它不会被装箱，因此会被复制并将值存储在堆栈中。

此外，装箱在这里并不能真正帮助您，因为它涉及创建一个对象来表示结构的值，并且这些值在装箱操作期间被有效复制。