为什么 is-operator 会导致不必要的装箱？

Question

documentation 与 is 运算符 (expr is constant) 的常量模式匹配状态：

常量表达式的求值如下：

1. 如果expr 和constant 是整数类型，则C# 相等运算符确定表达式是否返回true（即是否返回expr == constant）。

2. 否则，表达式的值由调用静态Object.Equals(expr, constant) 方法确定。

---

因此，当使用此代码时

public bool IsZero(int value)
{
    return value is 0;
}

我希望它使用== 运算符（案例1）并生成此代码：

.method public hidebysig instance bool
    IsZero(
       int32 'value'
    ) cil managed
{
    .maxstack 8

    ldarg.1
    ldc.i4.0
    ceq
    ret
}

---

但是，在reality 中，整数参数和常量（字面量）被装箱以便传递给静态Object.Equals 方法（案例2）：

.method public hidebysig instance bool
    IsZero(
       int32 'value'
    ) cil managed
{
    .maxstack 8

    ldc.i4.0
    box          [mscorlib]System.Int32
    ldarg.1
    box          [mscorlib]System.Int32
    call         bool [mscorlib]System.Object::Equals(object, object)
    ret
}

---

为什么会这样？

Answer 1

编译器在所有情况下都是相同的 - Roslyn。不过，不同的版本会产生不同的 IL。 C# 8 版本不装箱，而旧版本则装箱。

例如，2.9.0 这个 sn-p 的 IL：

using System;
public class C {

    public bool IsZero(int value)
    {
        return value is 0;
    }
}

是

    IL_0000: nop
    IL_0001: ldc.i4.0
    IL_0002: box [mscorlib]System.Int32
    IL_0007: ldarg.1
    IL_0008: box [mscorlib]System.Int32
    IL_000d: call bool [mscorlib]System.Object::Equals(object, object)
    IL_0012: stloc.0
    IL_0013: br.s IL_0015

    IL_0015: ldloc.0
    IL_0016: ret

虽然使用任何C# 8 versions 都会在调试模式下产生这种情况：

    IL_0000: nop
    IL_0001: ldarg.1
    IL_0002: ldc.i4.0
    IL_0003: ceq
    IL_0005: stloc.0
    IL_0006: br.s IL_0008

    IL_0008: ldloc.0
    IL_0009: ret

这个在Release。

    IL_0000: ldarg.1
    IL_0001: ldc.i4.0
    IL_0002: ceq
    IL_0004: ret

这与问题中的预期代码相同

Answer 2

is operator Documentation 状态：

当使用常量模式执行模式匹配时，is 测试 表达式是否等于指定的常量。 C# 6 及更早版本 版本，switch 语句支持常量模式。 从C# 7.0 开始，is 语句也支持它。

默认情况下 VS2017 使用旧版本 C# 编译器。您可以通过从NuGet 安装Microsoft.Net.Compilers 来启用C# 7.0 功能，该功能可用于使用最新版本的编译器编译代码。