C#装箱与拆箱详解

装箱和拆箱是C#语言中非常重要的两个概念。在C#中，值类型（如int，double，struct等）和引用类型（如class，interface等）是两种完全不同的数据类型。而装箱和拆箱就是这两种类型之间转换的过程。

在C#中，所有的值类型都直接派生自System.ValueType，而System.ValueType又派生自System.Object。这意味着值类型在某种程度上也是对象类型，因此可以访问一些普通对象的方法，如ToString、Equals、GetHashCode等。装箱和拆箱就是C#为了在值类型和引用类型之间建立桥梁而提供的机制。

装箱

当我们将一个值类型转换为object类型或者任何此值类型的接口类型时，就发生了装箱操作。装箱操作涉及到堆内存分配，这是一个相对昂贵的操作。这是因为它需要创建一个新的对象，然后将值类型的值复制到这个新对象。由于装箱操作涉及到内存分配，所以在性能敏感的代码中，我们应尽量避免装箱操作。

int i = 123;  // 创建值类型变量
object o = i; // 装箱操作

拆箱

拆箱是装箱的反向操作，即将一个引用类型转换为值类型。拆箱操作同样也需要进行内存分配。拆箱操作需要类型完全匹配，否则会在运行时抛出InvalidCastException异常。

object o = 123;  // 装箱操作
int i = (int)o;  // 拆箱操作

一个重要的点是，拆箱操作是在已装箱的对象上执行的。如果你试图拆箱一个没有被装箱的对象，你将会得到一个InvalidCastException异常。

性能影响

由于装箱和拆箱都涉及到堆内存操作，所以它们都是有性能开销的。在大量进行装箱和拆箱操作的情况下，这种性能开销可能会变得很明显。因此，在编写代码时，我们应该尽量避免不必要的装箱和拆箱操作。

例如，使用泛型集合（如List）而不是非泛型集合（如ArrayList）可以避免装箱和拆箱操作，因为泛型集合在编译时就已经确定了类型，而非泛型集合在存储值类型时需要进行装箱操作。

总的来说，了解装箱和拆箱以及它们的性能影响，可以帮助我们写出更高效的C#代码。