Язык программирования C#9 и платформа .NET5

static void SimpleBoxUnboxOperation()
{
  // Создать переменную ValueType (int).
  int myInt = 25;
  // Упаковать int в ссылку на object.
  object boxedInt = myInt;
}
Упаковку можно формально определить как процесс явного присваивания данных типа значения переменной 
System.Object
. При упаковке значения среда CoreCLR размещает в куче новый объект и копирует в него величину типа значения (в данном случае 25). В качестве результата возвращается ссылка на вновь размещенный в куче объект.
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;
<b>  // Распаковать в неподходящий тип данных, чтобы</b>
<b>  // инициировать исключение времени выполнения.</b>
  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(<b>object?</b> value);
  public virtual void Insert(int index, <b>object?</b> value);