在C#中，装箱（Boxing）和拆箱（Unboxing） 是值类型与引用类型之间转换的核心机制。它们的实现直接影响程序的性能和类型安全。
一、装箱（Boxing）
定义：
将值类型转换为引用类型（通常是object或接口类型）的过程
过程：
- 在堆（Heap）中分配内存，用于存储值类型的副本
- 将栈（Stack）上的值类型数据复制到堆中
- 返回堆中新对象的引用
示例
int value = 1;
object boxed = value; //装箱操作常见场景
- 将值类型添加到非泛型集合（如ArrayList）
- 调用接受object参数的方法时传递值类型
特殊场景
1.Nullable类型（T?）的装箱
- 如果Nullable<T>的值为null，装箱结果为null
- 如果有值（如int？i = 1），则装箱其基础类型为（int）
2.枚举类型（Enum）的装箱
枚举值会被装箱为底层类型（如int ）的实例
性能影响：
- 堆内存分配和复制操作会带来性能开销
- 频繁装箱（如循环中）可能会导致内存压力，触发垃圾回收（GC）
二、拆箱
定义：
将引用类型（已装箱的值）转换回原始值类型的过程，拆箱的本质是从堆中逐字节复制原始值类型数据到栈
过程：
- 检查引用类型是否与目标值类型兼容（否则抛出InvalidCastException）
- 将堆中存储的值复制到栈上的值类型变量中
示例
object boxed = 1;
int unboxed = (int)boxed; //拆箱操作错误示例
object boxed = 1;
double d = (double)boxed; // 抛出 InvalidCastException错误原因
类型兼容性：CLR（公共语言运行时）会验证引用类型是否与目标值类型完全匹配，装箱的是int，拆箱时目标类型必须也是int，否则抛出InvalidCastException
- 拆箱的本质是从堆中 逐字节复制原始值类型数据 到栈
int和double的内存布局不同：int是 4 字节整数（如42的二进制为0x0000002A）double是 8 字节浮点数（如42.0的二进制为0x4045000000000000）- CLR 无法直接将
int的二进制数据当作double解析，必须显式转换
错误修正
- 拆箱到原始类型（
int） - 显式类型转换（
int→double）
修正后代码：
object boxed = 1;
int unboxedInt = (int)boxed; // 正确拆箱到 int
double d = (double)unboxedInt; // 再转换为 double// 或者简写为：
double d = (int)boxed; // 隐式转换为 double内存结构
托管堆中的对象：
[对象头] [同步块索引] [int 数据 = 1]
↑
boxed 引用指向此处栈上的 unboxed 变量：
[int 数据 = 1]关键点
- 必须显式指定目标类型（强制类型转换）
- 拆箱失败会抛出异常，需确保类型匹配
- 拆箱后需要再次复制数据，仍有性能开销
三、性能优化
1.使用泛型集合
如使用（List<T>）替代非泛型集合（ArrayList）避免装箱
List<int> list = new List<int>(); // 无装箱
list.Add(1);2.利用接口泛型方法避免装箱
例如，使用IEquatable<T>的Equals(T other)方法，而不是object. Equals
3.注意ToString和格式化方法：
int i = 1;
Console.WriteLine(i.ToString()); // 避免装箱（直接调用值类型的ToString）
Console.WriteLine($"{i}"); // 隐式调用 i.ToString()，避免装箱
