Читаем Язык программирования C#9 и платформа .NET5 полностью

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  '<

{

  .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 '$'::'<

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; }

}