c# - 如果 C# 指针被认为是 "unsafe,"，这是否意味着 C++ 指针也是 "unsafe"？

Question

我正在用 C# 做一个项目，它可以从线性代数包中获益。我看过外面的那些，但我真的不想付钱，或者我发现它们不是很好。所以我决定自己写。

我读到 C++ 数组比 C# 数组快得多，但在 C# 中使用指针数组可以获得类似的性能，尽管它们被认为是“不安全的”。我很想知道 C++ 指针有何不同，以及“不安全性”是否也适用于 C++，或者它们是否是两个根本不同的东西。

Answer 1

C#(不安全)指针和 C++(原始)指针都具有以下特征:

• 它们允许您引用给定地址空间中的地址。
• 它们允许您对它们执行简单的算术运算(加法和减法)，涉及整数作为偏移量。
• 它们允许您将它们指向的任何内容取消引用为特定类型的数据。
• 错误地使用它们会引发未定义的行为，因此确保您正确使用它们是您的全部责任。

从这个意义上说，无论任何细微差异(如语法、固定等)，C# 指针和 C++ 指针几乎都是相同的编程概念。因此，它们几乎同样适用于静态分析，因此它们同样安全或不安全。因此，C# 将此构造显式调用为 unsafe 的事实并不会使等效的 C++ 构造“安全”。相反，使用“不安全”代码的能力在 C++ 中“始终开启”。

例如，考虑您尝试使用越界索引访问数组的情况:

• 对于 C# 数组，在使用索引器语法时会出现异常，在使用指针和偏移量时会调用未定义的行为。
• 对于 C++ 中的 C 风格数组，您将在使用索引器语法或指针和偏移量时调用未定义的行为(因为这两种语法对于 C 风格数组是等效的)。
• 对于 C++11 std::array，您在使用 array::at 时会遇到异常，并且在使用索引器语法时会调用未定义的行为。