对于.Net中C#指针的研究

      在C/C++中,对于指针的使用是很普遍的,可以这么说,如果没有指针的运用,都不知道程序如何来写。在.Net中,同样也是可以使用指针的,不过必须通过开启不安全的代码来使用。在默认情况下,新建的项目是不允许使用不安全的代码,这样,就必须通过设置项目来开启使用,通过设置项目“属性”的“生成”来达到:

image

勾选“允许不安全代码”的选项就OK了。

 

1、unsafe

要使用指针,还不必须在你的方法体或者是某个作用域中添加unsafe关键字,如:

unsafe static void Main(string[] args) 


// 不安全代码编写

}

或者:

unsafe
{

// 不安全代码编写

}

 

2、stackalloc

      关键字stackalloc是用于申请栈内存。stackalloc类似于C库中的_alloca。通过使用stackalloc可以自动启用CLR中的缓冲区溢出检测功能。当函数执行完毕后,内存会被自动回收。

      使用它的目的通过它来实现对栈内存的使用,从而减少对堆的使用,减少系统开销。

如下参考程序:

int* array = stackalloc int[10]; 
for (int index = 0; index < 10; index++

    array[index] 
= index; 

for (int index = 0; index < 10; index++

    Console.WriteLine(array[index].ToString()); 

代替了程序:int[] array = new int[10];  等同于System.Array的数据存在堆中,这里通过指针的方式减少系统的开销。

 

3、IntPtr 和 ref

IntPtr是.Net提供的托管指针,ref是C#语言中的关键字,和IntPtr没有关系,尽管它们使用起来很类似。区别在于,使用ref可以引用Class,共同点它们都可以引用值类型,包括Struct结构体等等。

 

接着,编写一个Struct结构体:

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]  
    
public struct ST_TERMPARA 
    { 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 6)] 
        
public byte[] szAcqID_n_9F01;                /**<(TERM)收单行标识*/    
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 5)] 
        
public byte[] szAddTermCap_b_9F40;        /**<(TERM)附加终端性能*/    
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 2)] 
        
public byte[] szMerCateCode_n_9F15;        /**<(TERM)商户分类码*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 15)] 
        
public byte[] szMerID_ans_9F16;            /**<(TERM)商户标识*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 40)] 
        
public byte[] szMerNameLoc_ans;            /**<(TERM)商户名称和位置*/ 
        
public byte cMessageType_n;                /**<(TERM)报文类别*/ 
        
public byte cEntryMode_n_9F39;                /**<(TERM)销售点(POS)输入方式*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 3)] 
        
public byte[] szTermCap_b_9F33;            /**<(TERM)终端性能*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 2)] 
        
public byte[] szTermCountryCode_b_9F1A;    /**<(TERM)终端国家代码*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 8)] 
        
public byte[] szTermId_an_9F1C;            /**<(TERM)终端号*/ 
        
public byte cTypeTerm_n_9F35;                /**<(TERM)终端类型*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 2)] 
        
public byte[] szCurCode_n_5F2A;            /**<(TERM)交易货币代码*/ 
        
public byte cCurExp_n_5F36;                /**<(TERM)交易货币指数*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 2)] 
        
public byte[] szRefCurrCode_n_9F3C;        /**<(TERM)交易参考货币代码*/ 
        
public byte cRefCurrExp_n_9F3D;            /**<(TERM)交易参考货币指数*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 4)] 
        
public byte[] szRefRate_n;                    /**<(TERM)交易参考货币兑换比率*/ 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst 
= 8)] 
        
public byte[] szIFD_an_9F1E;                /**<(TERM)接口设备(IFD)序列号*/ 
    }

这里我引用项目中的一个结构体,具体字段不多说了,就是一些为字节数字的参数字段。另外MarshalAs特性可以设置非托管数组时的长度。

为了方便,这里编写一个初始化的结构体:

ST_TERMPARA para; 
para.szAcqID_n_9F01 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x016).ToArray(); 
para.szAddTermCap_b_9F40 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x025).ToArray(); 
para.szMerCateCode_n_9F15 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x032).ToArray(); 
para.szMerID_ans_9F16 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x0415).ToArray(); 
para.szMerNameLoc_ans 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x0540).ToArray(); 
para.cMessageType_n 
= 0x06
para.cEntryMode_n_9F39 
= 0x07
para.szTermCap_b_9F33 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x083).ToArray(); 
para.szTermCountryCode_b_9F1A 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x092).ToArray(); 
para.szTermId_an_9F1C 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x0a8).ToArray(); 
para.cTypeTerm_n_9F35 
= 0x0b
para.szCurCode_n_5F2A 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x0c2).ToArray(); 
para.cCurExp_n_5F36 
= 0x0d
para.szRefCurrCode_n_9F3C 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x0e2).ToArray(); 
para.cRefCurrExp_n_9F3D 
= 0x0f
para.szRefRate_n 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x104).ToArray(); 
para.szIFD_an_9F1E 
= Enumerable.Repeat<byte>(0x108).ToArray(); 

获取它的句柄,也就是指针IntPtr:

int size = Marshal.SizeOf(para); 
IntPtr intPtr 
= Marshal.AllocHGlobal(size); 
Marshal.StructureToPtr(para, intPtr, 
true); 
byte* bytes = (byte*)intPtr.ToPointer();

通过对于bytes指针的内存地址的遍历:

for (int index = 0; index < size; index++

    Console.Write(
*(bytes + index) + ","); 

写法是不是和C指针的写法一样呢。运行结果,可以输出初始化的值。

image

 

比较函数调用,数据传递效率:

编写测试程序:

CodeTimer.Time("结构体的数据传递"10000000, () => { GetValue(para); });

CodeTimer.Time(
"结构体Ref的数据传递"10000000, () => { GetValue(ref para); });

CodeTimer.Time(
"结构体IntPtr的数据传递"10000000, () => { GetValue(intPtr); }); 

其中:

static void GetValue(ST_TERMPARA para) 

    
// ... 
}

static void GetValue(ref ST_TERMPARA para) 

    
// ... 
}

static void GetValue(IntPtr intPtr) 

    
// ... 

 

运行结果:

image

从结果上看,结构体的直接传递耗时最长,因为Struct是个值类型,在进行函数传值时,会在参数上拷贝一份新的Struct对象,而结构体ref的数据传递,由于只需要传递引用该结构体的“指针”,而IntPtr同样本身作为结构体的指针,所以效率上后两者比第一个要高。

另外,从多次的运行结果上来看,Ref比IntPtr的传递效率总是高一些,至于为什么,不是很了解其中的机制,看哪些朋友能够给我些指点,感谢。

posted @ 2011-07-28 11:55 Leepy 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏