c# - 需要固定相邻的固定大小的缓冲区吗？

Question

我一直致力于将一个旧的 C++ 应用程序移植到 C#，但我不确定我的解决方案是否真的可行。

最令人头疼的是应用程序的文件格式本质上只是一些(相当大的)结构转储到文件中。有趣的部分是无论系统如何，格式都要求整数以大端顺序排列。因此，我拼凑了一个实用方法来翻转字节顺序，并使用大量固定大小的缓冲区构建了复制 C++ 布局的结构。此时导入就像将文件复制到内存并使用 Marshal.PtrToStructure 一样简单。 ，这比手动读取它要容易得多，但不允许我在构造时翻转字节顺序。

因此，格式在很大程度上依赖于短变量，无论是单独的还是在固定缓冲区中。在将许多许多固定语句放在一起以固定缓冲区以进行翻转的过程中，我有一个令人不安的想法。

除非我弄错了，否则仅固定一个缓冲区会导致整个结构被固定(将结构的一部分从其余部分重新定位是没有意义的)。所以，我尝试过这样的事情:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
public unsafe struct Example
{
    short value1;
    fixed short value2[10];
    short value3;
    fixed short value4[20];

    public void FlipEndianness()
    {
        fixed (short* ptr = &value1)
        {
            Utility.FlipShorts(ptr, 32);
        }
    }
}

这个想法是实用程序方法在指针和计数上工作，遍历指针，就好像它是一个数组一样——我最初写它是为了翻转缓冲区，但我在这里看到了值。从理论上讲，它似乎工作正常——所有变量都在一次调用中翻转，没有那么大惊小怪。我需要知道的是我的概念是否真的安全。手动固定一切都将是一个巨大的痛苦 - 我是否提到过这些结构是巨大的？

固定一个变量是否会固定整个结构并使这种欺骗行为成为可能，或者我到目前为止很幸运，这还没有造成内存困惑？到目前为止，我的测试说是的，但我不能肯定地说。我宁愿不要让这个爆炸发生在我身上。

Answer 1

据我所知，没有任何资源可以告诉您在 C# 中这样做是安全的。但是你会摆脱它，GC 中没有任何机制可以保持固定的结构字段并仍然允许结构中的其他字段移动。像这样的 fixed 语句会创建一个固定的 interior 指针，GC 足够聪明，可以从中发现对象根。内部指针只在 C++/CLI 的文献中提到过，CLI 是一种允许直接用 interior_ptr<> 声明一个的语言。关键词。请注意，这不一定适用于其他 CLR 实现，例如 Mono。 YMMV。 C++/CLI 在其他方面是更好的武器，至少您可以使用原始的 C 或 C++ 声明而不必在 C# 中重写它。您将拥有指向 native 结构的稳定指针。

首先这应该不是问题，只有当结构是在 GC 堆上分配的引用类型的一部分时才需要实际的对象固定。不知道您的代码是什么样子，但明智的方法是在读取和转换数据的方法中保留这样的结构作为局部变量。这样的值类型分配在栈上，有一个稳定的地址。

请注意，此代码中存在大量不安全，编译器和运行时都无法对您错误地使用神奇的 32 值做任何事情。优化文件数据转换代码很少有用，读取数据的成本比解释数据高几个数量级。如此之多，以至于使用反射来找回字段是合理的，这样你就永远不会出错。 Jon Skeet 的 EndianBinaryReader 也应该被提及。