Boxing vs Unboxing

สุชานัน คดดี 650710098

Boxing และ Unboxingเป็นกระบวนการแปลงข้อมูลจากvalue type เป็นreference type ซึ่งเป็นกระบวนการที่สำคัญในภาษาC# โดยที่กระบวนการนั้นจะแยกกันอย่างชัดเจน ประกอบไปด้วยค่าสามค่า นั้นก็คือ Value Types (int, char, etc), Reference Types (object) และPointer Types. โดยแบ่งเป็นกระบวนการBoxing และ Unbox

Example

Boxing

using System; 
  
public class Boxing{ 
    static public void Main() 
    { 
        int number = 2024; 
        char letter = 'C';
        
        object o = number ;
        object l = letter ;
  
        number = 2000; 
  
        Console.WriteLine("Value type of val is {0}", number); 
        Console.WriteLine("Object type of letter is {0}", l); 
        Console.WriteLine("Object type of number is {0}", o); 
    } 
}

Output

Value type of val is 2000
Object type of letter is C
Object type of number is 2024

จากโค้ดด้านบนเป็นกระบวนการBoxing โดยจะแปลงletter ในบรรทัด7 ซึ่งเป็น Value Types (char) และ number ในบรรทัดที่6 ซึ่งเป็น Value Types (int) ให้เป็นreference type number --> o และ letter --> l จากนั้นในบรรทัดที่12จะสาธิตการเปลี่ยนค่าnumber เป็น 2000 จะเห็นได้ว่า output ของค่าที่เก็บเอาไว้แล้วจะไม่เปลี่ยน บรรทัดที่ทำการBoxingคือ 9และ10

Unboxing

using System; 
  
public class Unbox{ 
    static public void Main() 
    { 
        int number = 2024; 
        char letter = 'C';
        
        object o = number ;
        object l = letter ;
  
        int x = (int)o;
        char xx = (char)l;
  
        Console.WriteLine("Value type of val is {0}", number); 
        Console.WriteLine("Object type of letter is {0}", l); 
        Console.WriteLine("Object type of number is {0}", o); 
    } 
}

Output

Value type of val is 2000
Object type of letter is C
Object type of number is 2024

จากโค้ด เป็นกระบวนการUnboxingโดยเพิ่มบรรทัดที่12 และ บรรทัดที่13 เป็นการtypecastจากobjectที่ทำการBoxingเอาไว้ให้เป็นvalue typesดังเดิม (letter --> l -->xx)(number --> o --> x)แสดงผลเป็นได้ดั่งoutputข้างต้น

ความแตกต่างของBoxing และ Unboxing

ขอแสดงความแตกต่างในรูปแบบตารางเพื่อให้เห็นความชัดเจนได้ดังนี้

Boxing	Unboxing
value types --> reference type	referece types --> value types
เป็นการแปลงโดยนัย	ประกาศtypecastingอย่างชัดเจน
เป็นการcopyข้อมูลใส่ไว้ในheap memoryจากนั้นจึงตั้งให้ตัวแปร ของobject ชี้ไปหาข้อมูลที่copyไว้	เป็นการcopyข้อมูลจากheap memoryแล้วทำการtypecastข้อมูลอีกทีก่อน

เปรียบเทียบBoxing และUnboxingในภาษาอื่นๆ

Boxing และ Unboxingเป็นconcepที่พบได้ในภาษาC# เพราะฉะนั้นการเปรียบเทียบกับภาษาอื่นๆนั้นจึงต้องเปรียบเทียบกับภาษาที่มีconceptคล้ายๆกัน แต่ก็จะขอยกตัวอย่างภาษาที่ไม่มีกลไกหรือคอนเซ็ปต์นี้ด้วย

ภาษา Java: Java มีกลไก autoboxing และ auto-unboxing ซึ่งคล้ายคลึงกับ C# แต่มีความแตกต่างในรายละเอียดบางประการ

ภาษา Python: Python มีการแปลงประเภทข้อมูลแบบอัตโนมัติ (type coercion) ซึ่งมีความยืดหยุ่นสูง แต่ไม่มีกลไกที่ชัดเจนเหมือน boxing และ unboxing ใน C#

ภาษา C และ C++: ภาษาเหล่านี้ให้การควบคุมหน่วยความจำที่ละเอียดมากขึ้น โปรแกรมเมอร์ต้องจัดการกับการจัดสรรและปล่อยหน่วยความจำเอง การแปลงระหว่างประเภทข้อมูลมักทำได้โดยตรง โดยไม่มีกลไกการ boxing หรือ unboxing ที่ชัดเจน

ตารางเปรียบเทียบ

Programming language	Boxing / Unboxing	Heap memory
C#	มี	Garbage collection
Java	auto boxing/auto unboxing	Garbage collection
Python	Type coercion	Garbage collection
C/C++	ไม่มี	โปรแกรมเมอร์จัดการด้วยตัวเอง

C#

using System;

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        int number = 2024;
        object obj = number; 

        Console.WriteLine(obj);
        int originalNumber = (int)obj;
        Console.WriteLine("Original number: " + originalNumber);
    }
}

java

 public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int number = 2024;
        Object obj = number;  

        
        System.out.println("obj.getClass().getName());
        int originalNumber = (int) obj;
        System.out.println("Original number: " + originalNumber);
    }
}

Python

def main():
    number = 2024
    obj = number  

   
    print("obj is an instance of:", type(obj).__name__)

    
    original_number = obj
    print("Original number:", original_number)

if __name__ == "__main__":
    main()

Output

2024

2024

Video Presentation

Slide Presentation

916KB

Boxing vs Unboxing.pdf

pdf

References:

GeeksforGeeks. "Difference between Boxing and Unboxing in C#." GeeksforGeeks, n.d., https://www.geeksforgeeks.org/difference-between-boxing-and-unboxing-in-c/.

Difference between Boxing and Unboxing in C# - GeeksforGeeksGeeksforGeeks

GeeksforGeeks. "Type Conversion in Python." GeeksforGeeks, n.d., https://www.geeksforgeeks.org/type-conversion-in-python/.

Type Conversion in Python - GeeksforGeeksGeeksforGeeks

Microsoft Learn. "Boxing and Unboxing - C#." Microsoft Learn, n.d., https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/boxing-and-unboxing.

Boxing and Unboxing - C#MicrosoftLearn

saladpuk. (n.d.). Boxing and Unboxing - C#. saludpuk. Retrieved October 12, 2024, from https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/boxing-and-unboxing

Boxing & Unboxing | Saladpuk.com

javatpoint. (n.d.). "Autoboxing and Unboxing in Java." javatpoint.com .Retrieved October 12, 2024, from https://www.javatpoint.com/autoboxing-and-unboxing.

Java Autoboxing and Unboxing - javatpointwww.javatpoint.com