c# - 返回指向类型参数的不安全指针

Question

我正在尝试定义一个返回指向泛型类型参数的指针的属性，如下所示:

public class MemWrapper<T> where T: struct
{
    readonly IntPtr pointerToUnmanagedHeapMem;

    // ... do some memory management also ...

    public unsafe T* Ptr
    {
        get {return (T*)(pointerToUnmanagedHeapMem);}
    }
}

编译器提示无法声明指向托管类型 T 的指针或获取其地址或大小 (CS0208)。奇怪的是，如果我用一个具体的结构手动替换泛型类型参数，那就是

public class MyStructMemWrapper
{
    readonly IntPtr pointerToUnmanagedHeapMem;

    // ... do some memory management also ...

    public unsafe MyStruct* Ptr
    {
        get {return (MyStruct*)(pointerToUnmanagedHeapMem);}
    }
}

一切编译正常。但是我必须为我使用的每个结构创建一个专门版本的包装器。那么，为什么泛型甚至关心它正在类型转换什么样的不安全指针？

背景信息:我正在使用一个 native dll，它依次调用我的 c# 回调函数并将我最通用的用户数据结构作为指针传递给它(更准确地说:伪装成 IntPtr ).为了能够完全传递 GC 稳定指针，我在非托管堆上分配我的用户数据结构。因此，我必须注意最后再次释放内存。

因为这当然是一个忠实的 c# 程序员所能承受的极限，我正在创建一个包装类(围绕堆分配和结构指针的使用)，它尽可能地将我与丑陋的东西区分开来东西。为了尽可能容易地为非托管堆上的结构赋值，我想定义上述属性。

public struct MyStruct {public double x;}

// ...

MemWrapper<MyStruct> m = new MemWrapper<MyStruct>();

unsafe
{
    // ideally I would like to get rid of the whole 
    // bloody unsafe block and directly write m.x = 1.0
    m.Ptr->x = 1.0;
}

当然，unsafe 属性只是一个很小的便利改进(相对于直接返回非特定 IntPtr 并将其从外部转换为不安全指针)，因此可能不值得不惜一切代价。但现在问题摆在桌面上，我想了解它。

编辑: 问题似乎是，我假设该结构仅由值类型组成，这使我可以确定其大小，从而将其分配到堆上。在专用版本中，结构的组成确实为编译器所知。

然而，在通用版本中，结构也可以由引用(即托管)类型组成，尽管由于上述原因我永远不会这样做。除非我能够编写一个通用约束，例如“其中 T:结构由值类型组成”，否则我似乎不走运......

Answer 1

泛型和指针不能很好地协同工作，但这实际上非常适合“ref return”:

public class MemWrapper<T> where T : struct
{
    readonly IntPtr pointerToUnmanagedHeapMem;

    // ... do some memory management also ...

    public unsafe ref T Ptr
    {
        get { return ref Unsafe.AsRef<T>(pointerToUnmanagedHeapMem.ToPointer()); }
    }
}

备选方案 Ptr语法:

public unsafe ref T Ptr => ref Unsafe.AsRef<T>(pointerToUnmanagedHeapMem.ToPointer());

请注意，这需要最新版本的 Unsafe ;我在这里使用:

<PackageReference Include="System.Runtime.CompilerServices.Unsafe" Version="4.4.0" />

请注意，您现在不需要 unsafe在消费代码中 - 只有一个属性触及 pointerToUnmanagedHeapMem .

消费代码:

var wrapper = ... // some MemWrapper<T>
ref Foo foo = ref wrapper.Ptr;
Console.WriteLine(foo.SomeProperty); // not foo->SomeProperty
SomeInnerMethod(ref foo); // pass down to other ref Foo methods

没有非托管指针；代码现在在 .Ptr 之外完全“安全” .

注意:如果您需要谈论多个连续项目:Span<T>/Memory<T>是你的 friend 。