这篇复盘解决一件事：把 C# 类型系统里「赋值怎么拷、值放哪、何时装箱、窄化与 checked、struct 防御性拷贝」从能写出代码，整理成面试里能讲清楚、讲对的说法。

写给同在补基础的同行，也写给以后可能读到它的面试官：下面按主题给口径，不铺过程流水账。

背景

离职求职期间，我把 C# 类型系统从「能用」推到「说得清」。方法是固定五步：读官方文档 → 追问式 Q&A → 自写「类型行为观察器」demo（先写预测再跑）→ 费曼复述 → 模拟面试，再用错题补强。

五步都做完了。文档侧对照了 Microsoft Learn 的类型系统、值/引用、装箱拆箱、可空值类型和数值转换；Q&A 把几个长期绝对化的判断掰正（值类型不总在栈上、装箱看最终调到的是不是基类方法、null 的 int? 装箱结果是空引用、常量窄化在编译期检查）。demo 跑出 20 行输出，与预测全部吻合。费曼口述里仍有过概念说反，纠正后才过。模拟面试压力下，已经纠正过的点又会退回去，于是针对「防御性拷贝」和「字符串驻留」做了补强复测，直到能稳定讲对。

下面用分栏按主题写结论。

赋值语义 ：值类型赋值是完整复制一份新的副本；引用类型赋值只把地址交给对方，两个变量指向同一对象。

值类型存在它被声明的地方，而不是「一律在栈上」：

  • 方法里的局部变量和参数：通常在栈上（未被提升时）
  • 类的字段、数组元素、装箱后的值、被闭包捕获的变量、async 里跨 await 的局部变量：在堆上

这句话比「值类型在栈、引用类型在堆」更准。存储位置由生命周期和归属决定，不由「是不是 struct」单独决定。

装箱 ：在堆上为值类型分配一块空间，把值拷进去，再返回指向它的引用。不是「存个地址」——堆对象里是值的副本。

隐蔽装箱常见几类：

  • 赋给 object 或接口变量
  • 放进非泛型集合（如 ArrayList）
  • 调用结构体没有重写的 Equals / GetHashCode / ToString（最终落到基类虚方法时会装箱）

是否装箱要看实际绑定到哪份实现。例如 Vector3 重写了 ToString，走重写路径时不会为了这次调用去装箱。（待核实：各 Unity 版本/运行时对具体 API 的 JIT 细节以 Profiler 的 GC Alloc 为准。）

int? 的本质是 Nullable<T> 泛型结构体（Nullable ：HasValue + Value），不是引用类型。为 null 的 Nullable<T> 装箱不会抛异常，结果是空引用；再拆箱成 int 会得到空引用异常，而不是「装出一个 null 的 int」。

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object boxed = (int?)null;   // boxed == null
int value = (int)boxed;      // NullReferenceException

窄化规则：超出目标类型的高位直接截断。默认是 unchecked——变量转换按截断绕回，不抛异常。例如 int 变量 300 转 byte 得到 44（对 256 取模）。

常量表达式在编译期检查：字面量越界会直接编译报错（如 (byte)300）。写在 checked 里，运行时溢出抛 OverflowException。

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int n = 300;
byte a = (byte)n;           // unchecked：44
byte b = checked((byte)n);  // OverflowException
// byte c = (byte)300;      // 常量：编译期报错

容易说反的一点：默认行为是静默截断，不是默认抛异常。checked 是显式打开检查；常量路径则更早，在编译期就拦。

何时用 struct：小、表示值语义、尽量不可变。滥用可变大 struct，会把复制成本和隐蔽副作用一起带进热路径。

防御性拷贝 ：对 readonly 字段或 in 参数调用非 readonly 实例方法时，编译器先拷一份临时副本再调方法，避免可变方法改到原字段/原参数。表现是：你以为在改「当前这个」，实际改的是副本；同时多一次拷贝。

改法：

  • 把类型做成 readonly struct，或
  • 把不改状态的方法标成 readonly 方法

这样编译器不必再防你改，也就不必多拷一次。

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readonly struct Point
{
    public readonly int X, Y;
    public Point(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
    public int Manhattan() => Math.Abs(X) + Math.Abs(Y); // 实例方法在 readonly struct 上天然只读
}

void Use(in Point p)
{
    _ = p.Manhattan(); // 无需防御性拷贝
}

（若方法会改字段却未标 readonly，对 in/readonly 字段调用时仍会先拷贝——这正是要消除的那次拷贝。）

结论与未尽

到这里，赋值语义 、存储位置、装箱 与 Nullable<T>、窄化与checked 、struct 与防御性拷贝 ，我已经能按上面的口径讲清楚，也能用 demo 对上行为。

刻意往后挂的几块，不在这篇展开：

  • IEquatable<T>（避免当字典 key 时的装箱路径）→ 后续专题
  • Unity 假 null 与 ?. / ?? 的坑 → 后续专题
  • TMP SetText 与零分配字符串路径 → 性能专题

类型系统这一层，目标不是背术语，而是面试追问「为什么」时，判断还能站住。