装箱值类型，将其发送到方法并获取结果

本文关键字：方法 结果 获取 类型 | 更新日期: 2023-09-27 18:23:42

我很好奇C#在将值/引用类型传递到方法中时的行为。我想将一个装箱的值类型传递到方法"AddThree"中。其思想是在调用方函数（Main）中获取在"AddThree"中执行的操作的结果。

static void Main(string[] args)
{
    int age = 3;
    object myBox = age;
    AddThree(myBox);
    // here myBox = 3 but I was expecting to be  = 6
}
private static void AddThree(object age2)
{
    age2 = (int)age2 + 3;
}

我在纯引用类型（如string）中尝试过这种方法，得到了相同的结果。如果我在一个类中"包装"我的int，并且在本例中使用"包装"类，它的工作原理正如我所期望的，即，我得到myBox=6。如果我修改"AddThree"方法签名以通过ref传递参数，这也会返回6。但是，我不想修改签名或创建包装类，我只想把值框起来

装箱值类型，将其发送到方法并获取结果

装箱引用意味着不可变。例如，这不会编译（假设Point是值类型）：

((Point)p).X += 3; // CS0445: Cannot modify the result of an unboxing conversion.

正如其他人所说，这一行导致了一对装箱和拆箱操作，最终出现在一个新的引用中：

age2 = (int)age2 + 3;

因此，即使装箱的int实际上是一个引用，上面的一行也会修改对象引用，因此调用方仍然会看到相同的内容，除非对象本身是通过引用传递的。

但是，有几种方法可以在不更改引用的情况下取消引用和更改装箱值（但不建议使用这些方法）。

解决方案1:

最简单的方法是通过反射。这看起来有点傻，因为Int32.m_value字段本身就是int值，但这允许您直接访问int。

private static void AddThree(object age2)
{
    FieldInfo intValue = typeof(int).GetTypeInfo().GetDeclaredField("m_value");
    intValue.SetValue(age2, (int)age2 + 3);
}

解决方案2:

这是一个更大的黑客攻击，涉及使用主要未记录的TypedReference和__makeref()运算符，但这或多或少是第一个解决方案中后台发生的情况：

private static unsafe void AddThree(object age2)
{
    // pinning is required to prevent GC relocating the object during the pointer operations
    var objectPinned = GCHandle.Alloc(age2, GCHandleType.Pinned);
    try
    {
        // The __makeref() operator returns a TypedReference.
        // It is basically a pair of pointers for the reference value and type.
        TypedReference objRef = __makeref(age2);
        // Dereference it to access the boxed value like this: objRef.Value->object->boxed content
        // For more details see the memory layout of objects: https://blogs.msdn.microsoft.com/seteplia/2017/05/26/managed-object-internals-part-1-layout/
        int* rawContent = (int*)*(IntPtr*)*(IntPtr*)&objRef;
        // rawContent now points to the type handle (just another pointer to the method table).
        // The actual instance fields start after these 4 or 8 bytes depending on the pointer size:
        int* boxedInt = rawContent + (IntPtr.Size == 4 ? 1 : 2);
        *boxedInt += 3;
    }
    finally
    {
        objectPinned.Free();
    }
}

⚠️ 注意：请注意，此解决方案依赖于平台，不适用于Mono，因为其TypedReference实现不同。

编辑：由于某些原因，最新的Roslyn编译器允许直接使用void* p = (void*)&myBoxedObject，这在以前是非法的，因此这种方法实际上不再需要使用TypedReference。

更新：解决方案3:

从.NET Core开始，您可以使用一个更简单、更高性能的技巧：Unsafe.As<T>方法允许您将任何对象重新解释为另一个引用类型。您只需要一个类，它的第一个字段与您的装箱值具有相同的类型。实际上，您可以将StrongBox<T>类型完美地用于此目的，因为它的单个Value字段是公共的且可变的：

private static void AddThree(object age2) =>
    Unsafe.As<StrongBox<int>>(age2).Value += 3;

我不想修改签名或创建包装类，我只想把值框起来。

那么这将是一个问题。您的方法传递一个装箱的int，然后取消装箱并将3添加到本地age2，这将导致另一个装箱操作，然后丢弃该值。事实上，您将age2分配给堆上的两个不同对象，它们并不指向同一个对象。如果不修改方法签名，这是不可能的。

如果您查看为AddThree生成的IL，您会清楚地看到：

AddThree:
IL_0000:  nop         
IL_0001:  ldarg.0     
IL_0002:  unbox.any   System.Int32 // unbox age2
IL_0007:  ldc.i4.3    // load 3
IL_0008:  add         // add the two together
IL_0009:  box         System.Int32 // box the result
IL_000E:  starg.s     00 
IL_0010:  ret

您取消对值的装箱，添加3，然后再次装箱，但您永远不会返回它。

为了进一步可视化这种情况，请尝试从该方法返回新装箱的值（只是为了测试），并使用object.ReferenceEquals将两者进行比较：

static void Main(string[] args)
{
    int age = 3;
    object myBox = age;
    var otherBox = AddThree(myBox);
    Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(otherBox, myBox)); // False
}
private static object AddThree(object age2)
{
    age2 = (int)age2 + 3;
    return age2;
}

为ref未传递的方法参数指定新值不会更改原始引用。

在您的情况下，age2（方法参数）是myBox的副本。它们都引用同一个对象（带框的age），但分配给age2不会更改myBox。它只是使age2引用另一个对象。

事实上，这与拳击无关。这只是参数传递给方法的方式。

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