C# ArrayList.CopyTo 執行期錯誤根因分析與類型安全修正指南

ArrayList.CopyTo 編譯通過、執行拋 InvalidCastException 或 ArrayTypeMismatchException，是經典的「盒裝/解盒型別不匹配」陷阱。

問題重現

var list = new ArrayList();
list.Add(1);      // int → boxed 為 object
list.Add(2);
byte[] buf = new byte[2];
list.CopyTo(buf); // 執行期錯誤！

根因深度剖析

1. ArrayList 內部以 object[] 儲存
2. list.Add(1)：int 被盒裝為 object
3. CopyTo(byte[]) 內部呼叫 Array.Copy(object[], byte[])
4. Array.Copy 嘗試將 object[] 元素直接複製到 byte[]
5. 關鍵點：object[] 實際元素型別為 int（盒裝），目標為 byte。陣列協變僅支援參考型別，int → byte 屬於數值縮小轉換，陣列複製不支援隱式數值轉換

等價簡化模型

int[] src = { 1, 2 };
byte[] dst = new byte[2];
Array.Copy(src, dst, 2); // 同樣失敗：int[] → byte[] 不支援

修正方案

方案一：存入時指定正確型別（推薦）

var list = new ArrayList();
list.Add((byte)1);  // 明確盒裝為 byte
list.Add((byte)2);
byte[] buf = new byte[2];
list.CopyTo(buf);   // 成功：object[] 含 byte → byte[] 協變合法

方案二：改用泛型 List<T>（現代最佳實踐）

var list = new List { 1, 2 };
byte[] buf = new byte[2];
list.CopyTo(buf);   // 編譯期型別安全，零盒裝，效能最佳

方案三：手動轉換複製

var list = new ArrayList { 1, 2 };
byte[] buf = list.Cast().ToArray(); // LINQ 專案轉換
// 或
byte[] buf = new byte[list.Count];
for (int i=0; i