Warum haben manche Sprachen benötigen, Boxing und Unboxing?

was ist so schwer technisch zu zählen primitive Typen beim sprechen über Generika ?

In Java der Fall ist, ist es aufgrund der Art und Weise Generika Arbeit. In Java generics sind eine compile-Zeit-trick, der verhindert, dass Sie aus putting eine Image - Objekt in ein ArrayList<String>. Jedoch, Java generics implementiert, mit type-erasure: der generische Typ-Informationen verloren gehen, während der Laufzeit. Dies war aus Gründen der Kompatibilität, da Generika Hinzugefügt wurden relativ spät in Java ist das Leben. Dies bedeutet, dass zur Laufzeit eine ArrayList<String> ist effektiv ein ArrayList<Object> (oder besser: nur ArrayList erwartet und zurück Object alle seine Methoden), CASTET automatisch zu String wenn Sie einen Wert Abfragen.

Aber da int nicht ableiten aus Object können Sie es nicht in einer ArrayList, die erwartet wird (zur Laufzeit) Object und Sie können nicht werfen ein Object zu int entweder. Dies bedeutet, dass die primitive int muss gewickelt werden, in einer Art, die nicht Erben aus Object wie Integer.

C# beispielsweise funktioniert anders. Generics in C# sind auch erzwungen, die zur Laufzeit und keine Boxen erforderlich ist List<int>. Boxen nur in C# passiert, wenn Sie versuchen, speichern Sie einen Wert-Typ wie int in einen reference-type variable wie object. Da int in C# erbt von Object in C# schreiben object obj = 2 ist durchaus gültig, aber die int wird geschachtelt werden, das geschieht automatisch durch den compiler (keine Integer Referenz-Typ ist für den Benutzer verfügbar gemacht oder nichts).

Ich glaube, das ist auch, weil primitive Erben nicht von Object. Angenommen, Sie haben eine Methode, die will in der Lage sein, alles zu akzeptieren, da die parameter, wie zB.

class Printer {
    public void print(Object o) {
        ...
    }
}

Müssen Sie möglicherweise an eine einfache Grundwert der Methode, wie:

printer.print(5);

Würden Sie in der Lage zu tun, ohne dass boxing/unboxing, denn 5 ist eine primitive und nicht ein Objekt. Sie könnten zu einer überlastung der print-Methode für jeden primitiven Typ, um eine solche Funktionalität, aber es ist ein Schmerz.

Allen nicht-array nicht-string-Objekt auf dem heap enthält eine 8 - oder 16-byte-header (Größen für 32/64-bit Systeme), gefolgt von dem Inhalt des Objekts öffentlichen und privaten Bereichen. Arrays und strings haben die oben genannten header, plus einige mehr bytes definieren die Länge des Arrays und die Größe der einzelnen Elemente (und gegebenenfalls die Anzahl der Dimensionen, der Länge jedes zusätzliche dimension, etc.), gefolgt von allen Bereichen das erste element, dann alle Felder der zweiten, etc. Gegeben eine Referenz auf ein Objekt, das system kann leicht überprüfen Sie den header und bestimmen, welche Art es ist.

Referenz-Typ Lagerorte halten Sie ein vier - oder acht-byte-Wert, der eindeutig identifiziert ein Objekt auf dem heap. In gegenwärtigen Implementierungen dieser Wert ist ein Zeiger, aber es ist einfacher (und semantisch gleichwertig) zu denken, der es als "Objekt-ID".

Wert-Typ Lagerorte halten Sie den Inhalt des value-Typs Felder, aber Sie haben nicht alle notwendigen header. Wenn der code deklariert eine variable vom Typ Int32 gibt es keine Notwendigkeit brauchen, um Informationen zu speichern, mit, dass Int32 sagen, was es ist. Die Tatsache, dass die location hält eine Int32 wird effektiv gespeichert, die als Teil des Programms, und so ist es nicht gespeichert werden müssen, in die Lage selbst. Das eine darstellen, eine große Einsparungen, wenn, z.B., hat man eine million Objekte, von denen jedes ein Feld vom Typ Int32. Die einzelnen Objekte hält die Int32 hat einen header identifiziert die Klasse, zu bedienen. Da ein Exemplar der Klasse code kann auf jede von den Millionen Fällen ist die Tatsache, dass das Feld ein Int32 Teil des Codes ist viel effizienter, als wenn der Speicher für jedes dieser Felder enthalten Informationen darüber, was es ist.

Boxen ist erforderlich, wenn ein Antrag auf Weitergabe der Inhalte eines Wert-Typ Lagerort zu code, der nicht weiß, zu erwarten, dass insbesondere ein Wert-Typ. Code, der erwartet, dass Objekte unbekannten Typs annehmen kann, eine Referenz auf ein Objekt auf dem heap. Da jedes Objekt auf dem heap hat einen header zu identifizieren, welche Art von Objekt es sich handelt, können Sie code verwenden, die header-Wann immer es notwendig ist, ein Objekt zu verwenden, in einer Weise, die erfordern würde, zu wissen, seine Art.

Beachten Sie, dass in .net, es möglich ist, zu erklären, was genannt werden generische Klassen und Methoden. Jede solche Erklärung generiert automatisch eine Familie von Klassen oder Methoden, die sind identisch, außer er fort Typ des Objekts, auf das Sie erwarten, zu handeln. Wenn man übergibt ein Int32 zu einem routine -DoSomething<T>(T param), wird automatisch eine version der routine, in der jede Instanz des Typs T ist effektiv ersetzt mit Int32. Diese version der routine, wird wissen, dass jeder Lagerort deklariert als Typ T hält eine Int32, also so wie in dem Fall, wo eine routine war hart codiert, um die Verwendung einer Int32 Speicherort, es wird nicht notwendig sein zum speichern von information in der Art mit diesen Orten selbst.