.NET面试题系列[4] - C# 基础知识(2)

2 类型转换

面试出现频率：主要考察装箱和拆箱。对于有笔试题的场合也可能会考一些基本的类型转换是否合法。

重要程度：10/10

CLR最重要的特性之一就是类型安全性。在运行时，CLR总是知道一个对象是什么类型。对于基元类型之间的相互转换，可以显式或者隐式执行，例如将一个int转换为long。但如果将精度较大的类型转化为精度较小的类型，必须显式执行，且可能会丢失精度，但不会发生异常。可以利用checked关键字强制掷出OverflowException异常。

CLR允许将一个对象转化为它的任何基类型。C#不要求任何特殊语法即可将一个对象转换为它的任何基类型。然而，将对象转换为它的某个派生类型时，C#要求开发人员只能进行显式转换，因为这样的转换可能在运行时失败。

2.1 基元类型的类型转换

对基元类型进行转换时，可以显式或者隐式执行。如果遇到丢失精度的情况，C#将会向下取整（即无论如何都是舍去）。例如，对int的最大值转换为byte，将会得到255。对一个小数位精度较高的数转化为小数位精度较低的数，则简单的舍去多余的小数位。

1 int quantity;
2 if (int.TryParse(txtQuantity.Text, out quantity) == false)
3 {
4     quantity = 0;
5 }

View Code
代码变得十分简单易懂。当然，直接使用显式转换也是一种方法。显式转换和TryParse并没有显著的性能区别。

3.5 字符串的驻留（interning)

从来没有人问过我关于这方面的问题，我也是不久之前才学到的。简单来说，字符串驻留是CLR的JIT做代码优化时，送给我们的一个小礼物。CLR会维护一个字符串驻留池（内部哈希表），并在新建字符串时，探查是否已经有相同值的字符串存在。只有以下两种情况才会自动探查。

1. 如果编译器发现已经有相同值的字符串存在，则不新建字符串（在堆上），而是让新旧两字符串变量在栈上指向同一个堆上的字符串值。如果没有则在驻留池中增加一个新的成员。

var s1 = "123";
var s2 = "123";
Console.WriteLine(System.Object.Equals(s1, s2));  //输出 True
Console.WriteLine(System.Object.ReferenceEquals(s1, s2));  //输出 True

这意味着，堆上只有一条字符串“123”（隐式驻留）。如果我们预先知道许多字符串对象都可能有相同的值，就可以利用这点来提高性能。字符串的驻留的另一个体现方式是常量字符串相加的优化。下面例子输出结果也是两个True：

string st1 = "123" + "abc";
string st2 = "123abc";
Console.WriteLine(st1 == st2);
Console.WriteLine(System.Object.ReferenceEquals(st1, st2));

堆上的字符串只有一个 ----“123abc”。下面例子则稍有不同：

string s1 = "123";
string s2 = s1 + "abc";
string s3 = "123abc";
Console.WriteLine(s2 == s3);
Console.WriteLine(System.Object.ReferenceEquals(s2, s3));

第二个布尔值为False，因为变量和常量相加的动作不会被编译器优化。

并非每次新建字符串，或者通过某种方式生成了一条新的字符串时，其都会被驻留。例如，上面例子中，变量字符串和常量字符串相加，就没有触发驻留行为，同理ToString，ToUpper等方法也不会（只有上面两种情况才会）。我们也可以通过访问驻留池来显式留用字符串。我们可以使用方法string.Intern为驻留池新增一个字符串，或者使用方法IsInterned探查字符串是否已经被驻留。

因为变量字符串和常量字符串相加无法利用驻留行为，所以无论我们怎么改进，上面的最后一行总是会输出False。例如：

string s1 = "123";
String.Intern("123abc");
string s2 = s1 + "abc";

string s3 = "123abc";
Console.WriteLine(s2 == s3);
Console.WriteLine(System.Object.ReferenceEquals(s2, s3));

此时s2的创建根本不会搭理驻留池。同理，这样也不行：

string s1 = "123";
String.Intern("123");
string s2 = 123.ToString();

Console.WriteLine(System.Object.ReferenceEquals(s2, s1));

通常来说，字符串驻留只有在常量字符串的分配和相加时才有意义。而且，我们要注意到字符串驻留的一个负面影响：驻留池的内存不受GC管辖，所以要到程序结束才会释放。