所有 C# 转换都会导致装箱/拆箱吗

Question

我很想知道 C# 中的所有强制转换是否都会导致装箱，如果不是，那么所有强制转换都是成​​本高昂的操作吗？

示例取自 装箱和拆箱（C# 编程指南）

    int i = 123;
    // The following line boxes i.
    object o = i;  

这一行显然会导致装箱（将 int 类型包装为对象）。 这是一个被认为成本高昂的操作，因为它会产生需要收集的垃圾。

来自 2 种不同类型的引用类型的强制转换怎么样？这样做的代价是多少？可以正确测量吗？ （与前面的例子相比）

例如：

public class A
{
}

public class B : A
{
}

var obj = new B();
var obj2 = (A)obj; // is this an "expensive" operation? this is not boxing

Answer 1

我很想知道 C# 中的所有转换是否都会导致装箱。

不会。只有装箱转换才会产生装箱，因此称为“装箱转换”。装箱转换都是从值类型到引用类型的内置转换——要么是值类型继承的类，要么是它实现的接口。 （或者通过协变或逆变引用转换到与其实现的接口兼容的接口。）

所有转化都是成本高昂的操作吗？

不会。标识转换的成本为零，因为编译器可以完全消除它们。

隐式和显式引用转换的成本是多少？

隐式引用转换是零成本。编译器可以完全消除它们。也就是说，从 Giraffe 转换为其基本类型 Animal，或者从 Giraffe 转换为其实现的接口类型 IAmATallMammal，都是免费的。

显式引用转换涉及运行时检查，以验证该引用确实引用了所需类型的对象。

运行时检查是否“昂贵”取决于您的预算。

这个成本可以正确衡量吗？

当然。确定哪些资源与您相关（例如时间），然后用秒表仔细测量您的时间消耗。

一个你没有问但可能应该问的问题：

最昂贵的转化是什么？

用户定义的转换只不过是方法调用的语法糖；与任何方法一样，该方法可能需要任意长的时间。

动态转换在运行时再次启动编译器；编译器可能需要任意长的时间来执行类型分析，具体取决于您选择向其抛出的分析问题的难度。

Answer 2

不。

装箱意味着将一个值放入新的引用类型实例中。

引用类型之间的标准转换不会导致任何分配。
（用户定义的强制转换可以做任何事情）

Answer 3

我很想知道 C# 中的所有强制转换是否都会导致拳击，

不会。装箱是一种非常特殊的操作，这意味着处理值类型的实例作为引用类型的实例。对于引用类型转换到引用类型转换，该概念不起作用。

所有的转换都是一项昂贵的操作吗？

简短回答：不。

详细回答：定义成本高昂。但仍然没有。

来自 2 种不同类型的引用类型的转换怎么样？其成本是多少？

那么，如果它只是派生到基引用的转换怎么办？这速度快得惊人，因为什么也没发生。

其他用户定义的转换可能“慢”，也可能“快”。

这个是“慢”。

class A { public int Foo { get; set; } }
class B {
    public int Foo { get; set; }
    static Random rg = new Random();
    static explicit operator A(B b) {
        Thread.Sleep(rg.Next());
        return new A { Foo = b.Foo; }
    }
}

这个是“快”。

class A { public int Foo { get; set; } }
class B {
    public int Foo { get; set; }
    static Random rg = new Random();
    static explicit operator A(B b) {
        return new A { Foo = b.Foo; }
    }
}

var obj2 = (A)obj; // 这是一个“昂贵”的操作吗？这不是拳击

，不，这是“便宜”。