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Boxing und Unboxing (C#-Programmierhandbuch)

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Aktualisiert: Juli 2008

Beim Boxing handelt es sich um die Konvertierung eines Werttyps in den Typ object oder in einen beliebigen anderen Schnittstellentyp, der durch diesen Werttyp implementiert wird. Wenn die CLR einen Werttyp schachtelt, wird der Wert in einem System.Object geschachtelt und im verwalteten Heap gespeichert. Durch Unboxing wird der Werttyp aus dem Objekt extrahiert. Im folgenden Beispiel wird die ganzzahlige Variable i mittels Boxing konvertiert und dem Objekt o zugewiesen.

int i = 123;
object o = (object)i;  // boxing

Das Objekt o kann dann mittels Unboxing zurückkonvertiert und der ganzzahligen Variablen i zugewiesen werden:

o = 123;
i = (int)o;  // unboxing

Leistung

Im Verhältnis zu einfachen Zuweisungen sind Boxing und Unboxing rechentechnisch aufwändige Prozesse. Wenn ein Werttyp mittels Boxing konvertiert wird, muss ein neues Objekt zugeordnet und erstellt werden. In geringerem Maße ist die für Unboxing erforderliche Umwandlung ebenfalls rechentechnisch aufwändig. Weitere Informationen finden Sie unter Leistung.

Boxing

Boxing wird verwendet, um Werttypen im Heap der Garbage Collection zu speichern. Beim Boxing handelt es sich um die implizite Konvertierung eines Werttyps in den Typ object oder in einen beliebigen anderen Schnittstellentyp, der durch diesen Werttyp implementiert wird. Beim Boxing eines Werttyps wird auf dem Heap eine Objektinstanz zugeordnet. Anschließend wird der Wert in das neue Objekt kopiert.

Beachten Sie die folgende Deklaration einer Werttypvariablen:

int i = 123;

Mit der folgenden Anweisung wird der Boxing-Vorgang implizit auf die Variable i angewendet:

object o = i;  // Implicit boxing

Diese Anweisung bewirkt, dass der Objektverweis o auf dem Stapel erstellt wird, der auf einen Wert vom Typ int auf dem Heap verweist. Dieser Wert ist eine Kopie des Werttyps, der der Variablen i zugewiesen ist. In der folgenden Abbildung ist der Unterschied zwischen den Variablen i und o dargestellt.

Boxing-Konvertierung

BoxingConversion-Grafik

Es auch möglich, das Boxing wie im folgenden Beispiel explizit auszuführen. Explizites Boxing ist jedoch nie erforderlich:

int i = 123;
object o = (object)i;  // explicit boxing

Beschreibung

In diesem Beispiel wird die ganzzahlige Variable i mittels Boxing in das Objekt o konvertiert. Anschließend wird der in der Variablen i gespeicherte Wert von 123 in 456 geändert. Das Beispiel veranschaulicht, dass der ursprüngliche Werttyp und das durch Boxing entstehende Objekt unterschiedliche Speicherorte verwenden und daher verschiedene Werte speichern können.

Beispiel

class TestBoxing
{
    static void Main()
    {
        int i = 123;
        object o = i;  // Implicit boxing

        i = 456;  // Change the contents of i

        System.Console.WriteLine("The value-type value = {0}", i);
        System.Console.WriteLine("The object-type value = {0}", o);
    }
}
/* Output:
    The value-type value = 456
    The object-type value = 123
*/

Im folgenden Beispiel wird ein Fall von ungültigem Unboxing und der sich daraus ergebenden InvalidCastException veranschaulicht. Bei Verwendung von try und catch wird eine Fehlermeldung angezeigt, wenn der Fehler auftritt.

class TestUnboxing
{
    static void Main()
    {
        int i = 123;
        object o = i;  // implicit boxing

        try
        {
            int j = (short)o;  // attempt to unbox

            System.Console.WriteLine("Unboxing OK.");
        }
        catch (System.InvalidCastException e)
        {
            System.Console.WriteLine("{0} Error: Incorrect unboxing.", e.Message);
        }
    }
}

Dieses Programm gibt Folgendes aus:

Specified cast is not valid. Error: Incorrect unboxing.

Wenn Sie die Anweisung

int j = (short) o;

in:

int j = (int) o;

ändern, wird die Konvertierung ausgeführt und Folgendes ausgegeben.

Unboxing OK.

Unboxing

Beim Unboxing handelt es sich um eine explizite Konvertierung vom object-Typ in einen Werttyp bzw. von einem Schnittstellentyp in einen Werttyp, in dem die Schnittstelle implementiert wird. Ein Unboxing-Vorgang umfasst folgende Schritte:

  • Überprüfen der Objektinstanz, um sicherzustellen, dass es sich um einen mittels Boxing "verpackten" Wert des jeweiligen Werttyps handelt.

  • Kopieren des Werts aus der Instanz in die Werttypvariable.

Anhand der folgenden Anweisungen werden sowohl Boxing-Vorgänge als auch Unboxing-Vorgänge veranschaulicht:

int i = 123;      // a value type
object o = i;     // boxing
int j = (int)o;  // unboxing

In der folgenden Abbildung ist das Ergebnis der vorherigen Anweisungen dargestellt.

Unboxing-Konvertierung

Grafik zur UnBoxing-Konvertierung

Damit das Unboxing eines Werttypen zur Laufzeit erfolgreich verläuft, muss das zu konvertierende Element ein Verweis auf ein Objekt sein, das zuvor durch Boxing einer Instanz dieses Werttyps erstellt wurde. Der Versuch, null oder einen Verweis auf einen nicht kompatiblen Werttyp mittels Unboxing zu konvertieren, führt zu einer InvalidCastException.

C#-Programmiersprachenspezifikation

Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Abschnitten von C#-Programmiersprachenspezifikation.

  • 4.3.1 Boxingkonvertierungen

Verwandte Abschnitte

Weitere Informationen:

C#-Programmiersprachenspezifikation

Weitere Informationen finden Sie im folgenden Abschnitt in der C#-Programmiersprachenspezifikation:

  • 4.3 Boxing und Unboxing

Siehe auch

Konzepte

C#-Programmierhandbuch

Änderungsprotokoll

Datum

Versionsgeschichte

Grund

Juli 2008

Zuvor unterteilte Themen zum Boxing und Unboxing in diesem Thema zusammengeführt.

Korrektur inhaltlicher Fehler.