C#:指向空数组的不安全指针为空？

Question

在 unsafe block 中，我试图获取指向 byte 数组的指针。但是根据声明的数组大小，我得到不同的结果:

unsafe {

    byte[] bytes;

    bytes = new byte[1];
    fixed(void* pBytes = bytes)
    {
        ((int)pBytes).Dump(); //prints e.g. 41797644
    }

    bytes = new byte[0];
    fixed(void* pBytes = bytes)
    {
        ((int)pBytes).Dump(); //prints 0 ?!
    }
}

如果我打开立即窗口并键入 &bytes，我会得到字节数组的实际地址，包括空数组的情况。

为什么 fixed 非托管指针的工作方式不同？

更新:

这是相同的代码以及我从即时窗口中获得的内容:

unsafe {
    byte[] bytes;
    bytes = new byte[1];
    fixed(void* pBytes = bytes)
    {
                       // bytes => 
                       // {byte[1]}
                       //    [0]: 0
                       //
                       // &bytes
                       // 0x0601c34c               //the address of the variable
                       //    bytes: 0x027dc804     //the address of the array
                       //
                       // pBytes
                       // 0x027dc80c               // notice pBytes == (&bytes + 8)
                       //     *pBytes: 0
    }

    bytes = new byte[0];
    fixed(void* pBytes = bytes)
    {
                       // bytes => 
                       // {byte[0]}
                       //
                       // &bytes
                       // 0x0601c34c               //same address of the variable, ofc
                       //    bytes: 0x02aa7ad4     //different address of (new) array 
                       //
                       // pBytes
                       // 0x00000000               // BOINK
                       //     *pBytes: Cannot dereference 'pBytes'. 
                       //              The pointer is not valid.
    }
}

数组对象的地址(&bytes)和数组指针之间的 8 字节差异由对象的 header 解释。

内存中的数组表示为:

     type id  size     elem 0   elem1    ...
----|--------|--------|--------|--------|...
    ^ 4Bytes   4Bytes ^
    |                 `--< pBytes
    `--< &bytes

不安全指针实际上指向实际 数据的开始(即，将编码到非托管上下文的内容)

有没有办法在代码中获取空数组的实际地址？

FWIW，我实际上需要它才能到达数组的 header ，以便即时修改数组的运行时类型。

Answer 1

Why doesn't the fixed unmanaged pointer work the same?

这是个奇怪的问题。为什么你认为它应该？

契约是:当你修复一个包含 n 个元素的数组，其中 n > 0 时，你会得到一个指向缓冲区的指针，你可以从中读取和写入 n 个元素。

现在，当 n 为零时，null 是一个指向缓冲区的指针，您可以从中读取和写入零个元素，因此事实证明，对于 n 的情况，该契约(Contract)实际上得到满足为零。 C# 语言不需要这样做。规范说

The behavior of the fixed statement is implementation-defined if the array expression is null or if the array has zero elements.

因此，实现将完全在其权利范围内，例如，在您的程序中抛出异常。 C# 语言规范实际上根本没有定义你的程序的含义。

您正在尝试使用标签外的 fixed 来做一些极其危险和错误的事情。不要那样做。您应该在数组上使用 fixed 仅用于一件事:获取指向您可以读取和写入的 n 个元素的缓冲区的指针。

Is there a way I could get, in code, the actual address of the empty array?

是的。使用 GCHandle 手动固定。

固定托管对象以获取其地址几乎总是危险和错误的。

I need that to be able to get to the array's header, to modify the array's runtime-type on the fly.

那总是危险和错误的。在任何情况下都不要这样做。