装箱值的跟踪句柄

项目
08/12/2011

从 C++ 托管扩展到 Visual C++ 2010，引用值类型的跟踪句柄的用法发生了更改。

装箱是 CLR 统一类型系统的特性。值类型直接包含其状态，而引用类型则是隐式对：命名实体是托管堆上分配的未命名对象的句柄。例如，值类型到 Object 的任何初始化或赋值要求该值类型放在 CLR 堆内（这是发生装箱的映像的位置）— 首先分配关联的内存，然后复制值类型的状态，最后返回此匿名值/引用混合的地址。这样，当使用 C# 编写以下代码时，

object o = 1024; // C# implicit boxing

其好处决不仅仅是代码的简洁性带来的明显性。 C# 的设计不仅隐藏了后台发生的操作的复杂性，还隐藏了装箱本身的抽象化的复杂性。另一方面，C++ 托管扩展由于担心导致对效率的错误判断，所以要求用户编写显式指令：

Object *o = __box( 1024 ); // Managed Extensions explicit boxing

在 Visual C++ 2010 中，装箱是隐式的：

Object ^o = 1024; // new syntax implicit boxing

__box 关键字作为托管扩展中的一项重要服务，在诸如 C# 和 Visual Basic 的语言的设计中是没有的：它提供词汇和跟踪句柄来直接操作托管堆上的装箱实例。例如，考虑以下小程序：

int main() {
   double result = 3.14159;
   __box double * br = __box( result );

   result = 2.7; 
   *br = 2.17;   
   Object * o = br;

   Console::WriteLine( S"result :: {0}", result.ToString() ) ;
   Console::WriteLine( S"result :: {0}", __box(result) ) ;
   Console::WriteLine( S"result :: {0}", br );
}

为 WriteLine 的三个调用生成的基础代码显示访问装箱值类型的值的各种代价（感谢 Yves Dolce 指出这些区别），其中指出的行显示与每个调用关联的系统开销。

// Console::WriteLine( S"result :: {0}", result.ToString() ) ;
ldstr      "result :: {0}"
ldloca.s   result  // ToString overhead
call       instance string  [mscorlib]System.Double::ToString()  // ToString overhead
call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object)

// Console::WriteLine( S"result :: {0}", __box(result) ) ;
Ldstr    " result :: {0}"
ldloc.0
box    [mscorlib]System.Double // box overhead
call    void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object)


// Console::WriteLine( S"result :: {0}", br );
ldstr    "result :: {0}"
ldloc.0
call     void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object)

将装箱值类型直接传递给 Console::WriteLine 可以消除装箱和调用 ToString() 的需要。（当然，前面有对 br 的初始化装箱，所以除非我们真正使用 br，否则将不会获得任何结果。）

在新语法中，对装箱值类型的支持被认为是更佳的并且集成到了类型系统内部，同时保留其功能不变。例如，下列代码是上述小程序的转换：

int main()
{
   double result = 3.14159;
   double^ br = result;
   result = 2.7;
   *br = 2.17;
   Object^ o = br;
   Console::WriteLine( "result :: {0}", result.ToString() );
   Console::WriteLine( "result :: {0}", result );
   Console::WriteLine( "result :: {0}", br );
}

装箱值的跟踪句柄

请参见

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