C# 型別轉換核心：as、is 與強制轉換 (Cast) 深度解析與最佳實務

三種轉換方式比較

核心差異：使用者定義轉換

struct Digit
{
    public int Value;
    public static implicit operator int(Digit d) => d.Value;
    public static explicit operator Digit(int i) => new Digit { Value = i };
}

Digit d = new Digit { Value = 42 };
int i1 = (int)d;      // OK: 隱含轉換
int i2 = d as int;    // 編譯錯誤: as 不能用於實值型別 (非 nullable)
int i3 = d is int ? (int)d : 0; // OK 但多餘

// 參考型別範例
object obj = "hello";
string s1 = obj as string;      // "hello"
string s2 = (string)obj;        // "hello"
bool b = obj is string;         // true

object num = 123;
string s3 = num as string;      // null (不拋例外)
string s4 = (string)num;        // 拋 InvalidCastException

決策流程圖：該用哪一種？

1. 需要轉換並後續使用結果 → 先用 as，再檢查 null。

   var str = obj as string;
   if (str != null) { /* 使用 str */ }

2. 只需判斷型別、不需結果 → 用 is (C# 7+ 可用型別模式 obj is string s 合併判斷與轉換)。
3. 確定物件即為該型別、不容許失敗 → 直接 (Type)obj，失敗即為 Bug 應拋出例外。
4. 實值型別轉換 (int→long、double→int 等) → 必須用強制轉換，as/is 不支援 (除非 int?)。

C# 7+ 型別模式簡化寫法

// 傳統
if (obj is string)
{
    var s = (string)obj;
    Console.WriteLine(s.Length);
}

// 模式比對 (合併判斷與轉換)
if (obj is string s) // s 只在 true 區塊有效
{
    Console.WriteLine(s.Length);
}

// switch 表達式 (C# 8+)
string desc = obj switch
{
    string s => $"String: {s.Length}",
    int i => $"Int: {i}",
    null => "Null",
    _ => "Other"
};

效能微測試 (參考)

// 1 億次迴圈，Release 模式，.NET 6 x64
// as + null 檢查:     ~450 ms
// is + 型別模式:      ~460 ms
// try-cast + catch:   ~1,200 ms (例外成本極高)
// 結論: 正常路徑 as/is 差異微小，避免例外為大原則。

常見錯誤與迷思

• 迷思： as 比 is 快 → 實測差異可忽略，選語意正確者。
• 錯誤： int? x = obj as int? → obj 若為 long 會回傳 null 而非轉換，需用 Convert.ToInt32 或模式比對。
• 最佳實務： 公開 API 參數驗證用 is + throw，內部邏輯用 as + null 檢查，確定型別時直 Cast。

參考資源

原文連結：https://www.bianceng.cn/Programming/csharp/201410/45592.htm