C# 之不安全代码

核心提示：主要参考的是C# Language Specification Version 3.0，引子C#是.Net平台上主流的开发语言，C# 之不安全代码，和经典的C/C++不同的是，C#所编写的代码是托管代码，比如：using System;class Test{ static int value = 20; unsafe

主要参考的是C# Language Specification Version 3.0。

引子

C#是.Net平台上主流的开发语言，和经典的C/C++不同的是，C#所编写的代码是托管代码，由GC来管理内存，省去了new/delete的烦恼。但是，由于某些特殊的要求，比如和底层的操作系统接口，访问内存映射设备或者实现对时间要求苛刻的算法时，C#提供了不安全代码。

不安全上下文

不安全代码只能写在不安全上下文中。

通过unsafe 修饰符可以修饰：

class, struct, interface, or delegate

field, method, property, event, indexer, operator, instance constructor, destructor, or static constructor

unsafe-statement-block

指针的类型

在不安全上下文中，指针类型和引用类型或是值类型一样。但是，指针类型可以用在不安全上下文之外的typeof中，虽然这么做不安全。

Type t = typeof(Int32*);返回的是System.Int32*

指针类型是用非托管类型或是void加上*来表示的。

pointer-type:
unmanaged-type　　 *
void　　 *

unmanaged-type:
type

在*前面的指针类型被称为指针类型的引用类型。它表明了指针变量的值指向的变量的类型。

非托管类型不是引用类型，也不包含任何嵌套的引用类型的成员。

非托管类型就是下面的一种：

·　　　　　　　　 sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, ulong, char, float, double, decimal, or bool.

·　　　　　　　　 Any enum-type.

·　　　　　　　　 Any pointer-type.

·　　　　　　　　 Any user-defined struct-type that contains fields of unmanaged-types only.

例子：

Example	Description
byte*	Pointer to byte
char*	Pointer to char
int**	Pointer to pointer to int
int*[]	Single-dimensional array of pointers to int
void*	Pointer to unknown type

和C/C++不同的是，声明多个指针变量需要：

int *p1,*p2;

但是在C#中，int* p1,p2就声明了两个指针变量，并且*是在类型之后，不是在变量名之前。

和引用类型相同的是，指针可以为null（所有位为0），如果访问一个指向null的指针会引发不可预知的结果。

Void* 表示一个指针指向未知类型。因为指向未知类型，所以不能通过*来访为指向的变量，也不能对指针进行数学运算。但是，void*可以转换为任何指针类型，反之亦然。

指针类型是一个单独的类型。指针类型不是继承自System.Object,，并且两者也不能互相转换。同样装箱和拆箱也不适合指针类型。但是不同类型指针之间可以互相转换。

指针类型不能用于类型参数，当泛型方法的类型参数为指针类型会调用失败。

指针类型还可用于易变字段类型。

虽然指针还能通过ref和out来传递，但是会造成不可预知的行为，当指针指向一个已经不存在的本地变量，或是指向一个实际不再固定的固定对象。比如：

using System;

class Test
{
　　　　　 static int value = 20;

　　　　　 unsafe static void F(out int* pi1, ref int* pi2) {
　　　　　　　　　　　 int i = 10;
　　　　　　　　　　　 pi1 = &i;

　　　　　　　　　　　 fixed (int* pj = &value) {
　　　　　　　　　　　　　　　　　 // ...
　　　　　　　　　　　　　　　　　 pi2 = pj;
　　　　　　　　　　　 }
　　　　　 }

　　　　　 static void Main() {
　　　　　　　　　　　 int i = 10;
　　　　　　　　　　　 unsafe {
　　　　　　　　　　　　　　　　　 int* px1;
　　　　　　　　　　　　　　　　　 int* px2 = &i;

　　　　　　　　　　　　　　　　　 F(out px1, ref px2);

　　　　　　　　　　　　　　　　　 Console.WriteLine("*px1 = {0}, *px2 = {1}",
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 *px1, *px2);　　　　　 // undefined behavior
　　　　　　　　　　　 }
　　　　　 }
}

方法可以返回指针类型。

unsafe static int* Find(int* pi, int size, int value) {
　　　　　 for (int i = 0; i < size; ++i) {
　　　　　　　　　　　 if (*pi == value)
　　　　　　　　　　　　　　　　　 return pi;
　　　　　　　　　　　 ++pi;
　　　　　 }
　　　　　 return null;
}

主要有几个操作符：

·　　　　　　　　 *被用作间接访问

·　　　　　　　　 ->被用作通过指针来访为结构的成员

·　　　　　　　　　 []用来做指针的索引器

·　　　　　　　　 &用来获得变量的地址

·　　　　　　　　 ++和—用来自增和自减指针

·　　　　　　　　 +和-用来做指针的算术运算

·　　　　　　　　 ==, !=, <, >, <=, and =>用来比较指针

·　　 stackalloc可以从栈上分配内存

·　 fixed用来临时固定一个变量，所以它的地址总是可以得到的。