c# - 如何在 C# 中实现 C++ 风格的函数指针？，不使用委托(delegate)

Question

我正在学习 C# 中的指针，并且很好奇是否可以在 C# 中使用 C++ 样式的函数指针。是的，我知道 C# 有自己的函数指针(称为委托(delegate))的等效概念。但我只想知道是否可以在 C# 中使用指针而不使用委托(delegate)来实现相同的目的。

如果在 C# 中使用指针是完全合法的(使用不安全选项)并且指针语义与 C/C++ 几乎相似，那么在我看来，人们也应该能够使用 C/C++ 风格的函数指针。请指导我。是否可以？如果是，怎么办？如果不是，那又是为什么？

请注意 C# 和 C/C++ 中指针用法的相似性，如下例所示

/* Using pointers in C# (Very similar to C/C++) */
using System;

namespace UnsafeCodeApplication
{
   class TestPointer
   {
      public unsafe static void Main()
      {
         int[]  list = {10, 100, 200};
         fixed(int *ptr = list)

         /* let us have array address in pointer */
         for ( int i = 0; i < 3; i++)
         {
            Console.WriteLine("Address of list[{0}]={1}",i,(int)(ptr + i));
            Console.WriteLine("Value of list[{0}]={1}", i, *(ptr + i));
         }

         Console.ReadKey();
      }
   }
}

Answer 1

指出 C# 没有对函数指针的任何内置支持的其他答案是正确的，即使在不安全模式下也是如此。

考虑实现此功能需要做些什么很有趣。碰巧的是，我早在...2010 年就在未发布的 C# 原型(prototype)版本中实现了此功能？那时左右。也许是 2011 年。

我们在审查原型(prototype)后决定，语法不够令人愉快，用例也不够令人信服，无法证明继续使用该功能是合理的。

首先，与委托(delegate)相比，该功能的显着优势是什么？委托(delegate)是类型安全的，并且很好地捕获了对绑定(bind)到其接收者的函数的引用的语义。然而，在某些“系统”场景中——与您首先使用原始内存指针的场景相同——委托(delegate)实在是太重量级了。它们被垃圾收集，它们增加了收集压力，与指针的大小相比它们是一个大对象，它们在每次调用时都有成本，等等。或者，您可能正在构建自己的自定义布局 vtables 以与一些特别讨厌的非托管代码进行互操作，并且您希望调用您刚刚放在 vtable 中的函数指针。等等。

CLR 有必要的指令:calli，一个指针间接调用。但是 C# 中没有任何语法结构会导致 C# 编译器发出此指令。

那么问题是什么？只需添加一些语法即可发出此消息，对吗？

问题是:什么语法？为了确保 CLR 的物理堆栈保持正确对齐，编译器必须知道通过指针调用的方法的签名。当然，我们已经有了一种机制来说明方法的签名是什么:称为委托(delegate)，我们已经拒绝使用这样的东西。此外，请记住，我们在这里谈论的是实际要操作的物理堆栈，而不是 CLR 的抽象计算堆栈。被调用函数的签名必须包括诸如函数指针是 cdecl 还是 syscall 之类的内容。

我们努力想出一些看起来并不可怕的东西，但无论我们尝试哪种方式，它看起来都更可怕。我实际上不记得我们最终为原型(prototype)实现了什么符号；我想我可能已经阻止了它。我可能在我的笔记中的某个地方有它，但不幸的是我现在没有时间看。

该功能仍时不时地出现。 C# 团队的当前管理层有在低级应用程序中使用托管语言的历史，因此如果您有强大的用例，现在可能是再次宣传它的好时机。