C#:将泛型指针转换为数组

Question

我想将 byte* 转换为 byte[]，但我也希望有一个可重用的函数来执行此操作:

public unsafe static T[] Create<T>(T* ptr, int length)
{
    T[] array = new T[length];

    for (int i = 0; i < length; i++)
        array[i] = ptr[i];

    return array;
}

不幸的是，我得到一个编译器错误，因为 T 可能是“.NET 托管类型”，我们不能有指向那些的指针。更令人沮丧的是，没有可以将 T 限制为“非托管类型”的泛型类型约束。是否有内置的 .NET 函数来执行此操作？有什么想法吗？

Answer 1

可以匹配您尝试执行的操作的方法是 Marshal.Copy , 但它没有采用适当的参数来制作通用方法。

虽然不可能编写具有通用约束的通用方法来描述可能的情况，但并不是每种类型都可以使用“不安全”的方式进行复制。有一些异常(exception)；类就是其中之一。

这是一个示例代码:

    public unsafe static T[] Create<T>(void* source, int length)
    {
        var type = typeof(T);
        var sizeInBytes =  Marshal.SizeOf(typeof(T));

        T[] output = new T[length];

        if (type.IsPrimitive)
        {
            // Make sure the array won't be moved around by the GC 
            var handle = GCHandle.Alloc(output, GCHandleType.Pinned);

            var destination = (byte*)handle.AddrOfPinnedObject().ToPointer();
            var byteLength = length * sizeInBytes;

            // There are faster ways to do this, particularly by using wider types or by 
            // handling special lengths.
            for (int i = 0; i < byteLength; i++)
                destination[i] = ((byte*)source)[i];

            handle.Free();
        }
        else if (type.IsValueType)
        {
            if (!type.IsLayoutSequential && !type.IsExplicitLayout)
            {
                throw new InvalidOperationException(string.Format("{0} does not define a StructLayout attribute", type));
            }

            IntPtr sourcePtr = new IntPtr(source);

            for (int i = 0; i < length; i++)
            {
                IntPtr p = new IntPtr((byte*)source + i * sizeInBytes);

                output[i] = (T)System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStructure(p, typeof(T));
            }
        }
        else 
        {
            throw new InvalidOperationException(string.Format("{0} is not supported", type));
        }

        return output;
    }

    unsafe static void Main(string[] args)
    {
        var arrayDouble = Enumerable.Range(1, 1024)
                                    .Select(i => (double)i)
                                    .ToArray();

        fixed (double* p = arrayDouble)
        {
            var array2 = Create<double>(p, arrayDouble.Length);

            Assert.AreEqual(arrayDouble, array2);
        }

        var arrayPoint = Enumerable.Range(1, 1024)
                                   .Select(i => new Point(i, i * 2 + 1))
                                   .ToArray();

        fixed (Point* p = arrayPoint)
        {
            var array2 = Create<Point>(p, arrayPoint.Length);

            Assert.AreEqual(arrayPoint, array2);
        }
    }

该方法可以是泛型的，但它不能采用泛型类型的指针。这不是问题，因为指针协变有帮助，但不幸的是，这会阻止泛型参数类型的隐式解析。然后您必须明确指定 MakeArray。

我为结构添加了一个特例，其中最好有指定 struct layout 的类型.这在您的情况下可能不是问题，但如果指针数据来自 native C 或 C++ 代码，则指定布局类型很重要(CLR 可能会选择重新排序字段以获得更好的内存对齐)。

但是如果指针完全来自托管代码生成的数据，那么您可以删除检查。

此外，如果性能是个问题，有比逐字节复制数据更好的算法。 (引用memcpy的无数实现)