Язык программирования C#9 и платформа .NET5

Противоположная операция также разрешена и называется распаковкой (unboxing). Распаковка представляет собой процесс преобразования значения, хранящегося в объектной ссылке, обратно в соответствующий тип значения в стеке. Синтаксически операция распаковки выглядит как обычная операция приведения, но ее семантика несколько отличается. Среда CoreCLR начинает с проверки того, что полученный тип данных эквивалентен упакованному типу, и если это так, то копирует значение в переменную, находящуюся в стеке. Например, следующие операции распаковки работают успешно при условии, что лежащим в основе типом boxedInt действительно является int:

 static void SimpleBoxUnboxOperation
 {
// Создать переменную ValueType (int).
  int myInt = 25;

  // Упаковать int в ссылку на object.
  object boxedInt = myInt;

  // Распаковать ссылку обратно в int.
  int unboxedInt = (int)boxedInt;
 }

Когда компилятор C# встречает синтаксис упаковки/распаковки, он выпускает код CIL, который содержит коды операций box/unbox. Если вы просмотрите сборку с помощью утилиты ildasm.exe, то обнаружите в ней показанный далее код CIL:

 .method assembly hidebysig static
  void '<<Main>$>g__SimpleBoxUnboxOperation|0_0' cil managed
 {
  .maxstack 1
  .locals init (int32 V_0, object V_1, int32 V_2)
  IL_0000: nop
  IL_0001: ldc.i4.s 25
  IL_0003: stloc.0
  IL_0004: ldloc.0
  IL_0005: box [System.Runtime]System.Int32
  IL_000a: stloc.1
  IL_000b: ldloc.1
  IL_000c: unbox.any [System.Runtime]System.Int32
  IL_0011: stloc.2
  IL_0012: ret
  } // end of method '<Program>$'::'<<Main>$>g__SimpleBoxUnboxOperation|0_0'

Помните, что в отличие от обычного приведения распаковка обязана осуществляться только в подходящий тип данных. Попытка распаковать порцию данных в некорректный тип приводит к генерации исключения InvalidCastException. Для обеспечения высокой безопасности каждая операция распаковки должна быть помещена внутрь конструкции try/catch, но такое действие со всеми операциями распаковки в приложении может оказаться достаточно трудоемкой задачей. Ниже показан измененный код, который выдаст ошибку из-за того, что в нем предпринята попытка распаковки упакованного значения int в тип long:

 static void SimpleBoxUnboxOperation
 {
  // Создать переменную ValueType (int).
  int myInt = 25;

  // Упаковать int в ссылку на object.
  object boxedInt = myInt;

   // Распаковать в неподходящий тип данных, чтобы
   // инициировать исключение времени выполнения.
  try
  {
  long unboxedLong = (long)boxedInt;
  }
  catch (InvalidCastException ex)
  {
  Console.WriteLine(ex.Message);
  }
 }

На первый взгляд упаковка/распаковка может показаться довольно непримечательным средством языка, с которым связан больше академический интерес, нежели практическая ценность. В конце концов, необходимость хранения локального типа значения в локальной переменной object будет возникать нечасто. Тем не менее, оказывается, что процесс упаковки/распаковки очень полезен, поскольку позволяет предполагать, что все можно трактовать как System.Object, а среда CoreCLR самостоятельно позаботится о деталях, касающихся памяти.

Давайте обратимся к практическому применению описанных приемов. Мы будем исследовать класс System.Collections.ArrayList и использовать его для хранения порции числовых (расположенных в стеке) данных. Соответствующие члены класса ArrayList перечислены ниже. Обратите внимание, что они прототипированы для работы с данными типа System.Object. Теперь рассмотрим методы Add, Insert и Remove, а также индексатор класса:

 public class ArrayList : IList, ICloneable
 {
 ...
  public virtual int Add(object? value);
  public virtual void Insert(int index, object? value);
  public virtual void Remove(object? obj);
  public virtual object? this[int index] {get; set; }
 }

Класс ArrayList был построен для оперирования с экземплярами object, которые представляют данные, находящиеся в куче, поэтому может показаться странным, что следующий код компилируется и выполняется без ошибок:

 static void WorkWithArrayList
 {
  // Типы значений автоматически упаковываются при передаче
  // методу, который требует экземпляр типа object.
  ArrayList myInts = new ArrayList;
  myInts.Add(10);
  myInts.Add(20);
  myInts.Add(35);
 }

Хотя здесь числовые данные напрямую передаются методам, которые требуют экземпляров типа object, исполняющая среда выполняет автоматическую упаковку таких основанных на стеке данных. Когда позже понадобится извлечь элемент из ArrayList с применением индексатора типа, находящийся в куче объект должен быть распакован в целочисленное значение, расположенное в стеке, посредством операции приведения. Не забывайте, что индексатор ArrayList возвращает элементы типа System.Object, а не System.Int32:

 static void WorkWithArrayList
 {
   // Типы значений автоматически упаковываются,
   // когда передаются члену, принимающему object.
  ArrayList myInts = new ArrayList;
  myInts.Add(10);
  myInts.Add(20);
  myInts.Add(35);

   // Распаковка происходит, когда объект преобразуется