5.3　as和is运算符

5.3　as和is运算符

我们知道，隐式转换是安全的，而显式转换往往是不安全的，有可能造成精度损失，甚至会抛出异常。但类型转换又是不可避免的，例如对于某些集合类型，常常会用到System.Object类型的变量（使用泛型可以避免这种情况，关于泛型请参阅第17章），对于非泛型集合，在将数据放入集合时将发生“向上转型”，即当前类型信息丢失，数据的类型成了object类型；而当需要把数据从集合取出时，因为需要恢复数据的本来类型，因此也就需要执行“向下转型”到它本来的类型。因此，如何更安全地进行类型转换就是一个值得探讨的问题了。幸好，C#已经为我们提供了解决方案，我们有两种选择：

❑使用as运算符进行类型转换；

❑先使用is运算符判断类型是否可以转换，再使用（）运算符进行显式类型转换。

那么，我们先来介绍一下as和is运算符：

as运算符用于在两个引用类型之间进行转换，如果转换失败则返回null，并不抛出异常，因此转换是否成功可以通过结果是否为null进行判断，并且只能在运行时才能判断。

1 using System；

3 namespace ProgrammingCSharp4

5 class Class1

9 class Class2

10{

11}

13 class TypeConvert

14{

15 static void Main（string[]args）

16{

17 object[]objArray=new object[6]；

18 objArray[0]=new Class1（）；

19 objArray[1]=new Class2（）；

20 objArray[2]="hello"；

21 objArray[3]=123；

22 objArray[4]=123.4；

23 objArray[5]=null；

25 for（int i=0；i＜objArray.Length；++i）

26{

27 string s=objArray[i]as string；

28 Console.Write（"{0}："，i）；

29 if（s!=null）

30{

31 Console.WriteLine（“是string类型，其值为：'"+s+"'"）；

32}

33 else

34{

35 Console.WriteLine（“不是string类型”）；

36}

37}

38}

39}

40}

这段代码用到了前面讲过的知识：数组、Console对象、命名空间、类；也有在后面的章节会讲的知识，如for循环、if判断等，这里可以先简单了解，具体用法请参考相关章节。

编译运行上述代码，输出结果为：

0：不是string类型

1：不是string类型

2：是string类型，其值为：'hello'

3：不是string类型

4：不是string类型5：不是string类型

特别要注意的是，as运算符有一定的适用范围，它只适用于引用类型或可以为null的类型，而无法执行其他转换，如值类型的转换以及用户自定义的类型转换，这类转换应使用强制转换表达式来执行。

is运算符用于检查对象是否与给定类型兼容，并不执行真正的转换。如果判断的对象引用为null，则返回false。由于仅仅判断是否兼容，因此它并不会抛出异常。用法如下：

if（obj is MyObject）

{

}

上述代码可以确定obj变量是否是MyObject类型的实例，或者是MyObject类的派生类。

同样，也要注意is的适用范围，它只适用于引用类型转换、装箱转换和拆箱转换。而不支持其他的类型转换，如值类型的转换。

现在，我们已经了解了as和is运算符，在实际工作中建议尽量使用as运算符，而少使用（）运算符显式转换。理由如下：

❑无论是as还是is运算符，都比直接使用（）运算符强制转换更安全；

❑不会抛出异常，免除了使用try……catch进行异常捕获的必要和系统开销，只需要判断是否为null；

❑使用as比使用is性能上更好，这一点可以通过代码清单5-9来说明。

代码清单5-9　as和is运算符的性能对比

1 using System；

2 using System.Diagnostics；

4 namespace ProgrammingCSharp4

6 class Class1{}

8 class AsIsSample

10 private Class1 c1=new Class1（）；

12 public static void Main（）

13{

14 AsIsSample aiSample=new AsIsSample（）；

15 Stopwatch timer=new Stopwatch（）；

16 timer.Start（）；

17 for（int i=0；i＜10000；i++）

18{

19 aiSample.DoSomething1（）；

20}

21 timer.Stop（）；

22 decimal micro=timer.Elapsed.Ticks/10m；

23 Console.WriteLine（“执行DoSomething1（）10000次的时间：{0：F1}微秒.”，micro）；

25 timer=new Stopwatch（）；

26 timer.Start（）；

27 for（int i=0；i＜10000；i++）

28{

29 aiSample.DoSomething2（）；

30}

31 timer.Stop（）；

32 micro=timer.Elapsed.Ticks/10m；

33 Console.WriteLine（“执行DoSomething2（）10000次的时间：{0：F1}微秒.”，micro）；

34}

36 public void DoSomething1（）

37{

38 object c2=c1；

39 if（c2 is Class1）

40{

41 Class1 c=（Class1）c2；

42}

43}

45 public void DoSomething2（）

46{

47 object c2=c1；

48 Class1 c=c2 as Class1；

49 if（c!=null）

50{

51//其他操作……

52}

53}

54}

55}

输出为：

执行DoSomething1（）10000次的时间：288.9微秒.

执行DoSomething2（）10000次的时间：258.6微秒.

从第36行开始，声明并定义了两个方法：DoSmothing1和DoSmothing2，其中分别使用is和as运算符进行类型转换。在第17行和第27行对每个方法分别连续调用10 000次，通过使用BCL中的Stopwatch对象对两者的调用时间进行统计。从结果可以看出，DoSomething2（）的性能比DoSomething1（）要好。至于原因，可以通过查看DoSomething1和DoSomething2两个方法的CIL代码来一探究竟。

方法DoSomething1的CIL代码如代码清单5-10所示。

代码清单5-10　方法DoSomething1的CIL代码

1.method public hidebysig instance void DoSomething1（）cil managed

3//Code size 34（0x22）

4.maxstack 2

5.locals init（[0]object c2，

6[1]class ProgrammingCSharp4.Class1 c，

7[2]bool CS$4$0000）

8 IL_0000：nop

9 IL_0001：ldarg.0

10 IL_0002：ldfld class ProgrammingCSharp4.Class1

ProgrammingCSharp4.AsIsSample：c1

11 IL_0007：stloc.0

12 IL_0008：ldloc.0

13 IL_0009：isinst ProgrammingCSharp4.Class1

14 IL_000e：ldnull

15 IL_000f：cgt.un

16 IL_0011：ldc.i4.0

17 IL_0012：ceq

18 IL_0014：stloc.2

19 IL_0015：ldloc.2

20 IL_0016：brtrue.s IL_0021

21 IL_0018：nop

22 IL_0019：ldloc.0

23 IL_001a：castclass ProgrammingCSharp4.Class1

24 IL_001f：stloc.1

25 IL_0020：nop

26 IL_0021：ret

27}//end of method AsIsSample：DoSomething1

代码清单5-10　的第13行首先测试了是否能转换到Class1类型，如果可以则进行转换；第23行再次测试能否转换到Class1类型，如果测试成功则进行转换。

方法DoSomething2的CIL代码如代码清单5-11所示。

代码清单5-11　方法DoSomething2的CIL代码

1.method public hidebysig instance void DoSomething2（）cil managed

3//Code size 26（0x1a）

4.maxstack 2

5.locals init（[0]object c2，

6[1]class ProgrammingCSharp4.Class1 c，

7[2]bool CS$4$0000）

8 IL_0000：nop

9 IL_0001：ldarg.0

10 IL_0002：ldfld class ProgrammingCSharp4.Class1

ProgrammingCSharp4.AsIsSample：c1

11 IL_0007：stloc.0

12 IL_0008：ldloc.0

13 IL_0009：isinst ProgrammingCSharp4.Class1

14 IL_000e：stloc.1

15 IL_000f：ldloc.1

16 IL_0010：ldnull

17 IL_0011：ceq

18 IL_0013：stloc.2

19 IL_0014：ldloc.2

20 IL_0015：brtrue.s IL_0019

21 IL_0017：nop

22 IL_0018：nop

23 IL_0019：ret

24}//end of method AsIsSample：DoSomething2

代码清单5-11　的第13行同样测试了能否转换到Class1类型，如果可以则进行转换。

由此可见，前者进行了两次测试和检查，而后者只进行了一次测试，这是造成两者之间性能差异的原因。

现在我们总结下，什么场合该使用is，什么场合该使用as：如果测试对象的目的是确定它是否属于所需类型，并且如果测试结果为真，就要立即进行转换，这种情况下使用as操作符的效率更高；但有时仅仅只是测试，并不想立即转换，也可能根本就不会转换，只是在对象实现了接口时，要将它加到一个列表中，这时is操作符就是一种更好的选择。

5.3 as和is运算符