c# - 显式结构布局上的未分配字段

Question

我想生成一个 C# sqrt 基准，但一些 sqrt 函数需要一个联合来进行按位计算。

我的工会是这样定义的:

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct U
{
    [FieldOffset(0)]
    public int i;
    [FieldOffset(0)]
    public float x;
}

下一个代码在 u.i 上产生一个未分配的字段错误:

U u;
u.x = x;
u.i = (1 << 29) + (u.i >> 1) - (1 << 22);

我知道当 u.x 也被赋值时 u.i 被赋值，所以是否可以在编译时忽略未赋值字段错误而无需显式 u.i 赋值？

Answer 1

FieldOffset 主要是一种互操作功能；它告诉运行时在 native 上下文中使用时应如何编码结构。在某些情况下(blittable 结构)，它还会影响托管内存布局。应该注意的是，任何明确的结构布局都意味着代码不再可移植。这对您的代码来说可能是问题，也可能不是问题。

重要的是，编译器甚至不会尝试验证一些非常简单的试探法之外的不安全代码；它仍然看到两个字段，而您永远不会分配其中一个字段，因此您违反了 struct 契约(Contract)。这与使用例如访问字段的指针算法。与您明确想要的相比，您犯错并忘记分配字段的可能性要大得多。如果你真的想要，你可以只做一个赋值(或使用构造函数；C# 不是 C，U u = new U(); 通常完全没问题)之前 读取字段。

但在您的情况下，无论如何都没有理由使用联合字段。如果你想像这样进行非托管操作，请使用不安全代码。这就是它的用途。不要滥用互操作特性。当然，无论您选择哪种方式，都不要指望它是便携的。

float x = 42.0f;

(*(int*)((void*)&x)) // The value of `x` reinterpreted as an int

您的 sqrt 近似的完整示例可能如下所示:

unsafe void Main()
{
  sqrt(42).Dump(); // 6.625
  sqrt(9).Dump();  // 3.125
}

unsafe float sqrt(float x)
{
  int* pX = (int*)((void*)&x);

  *pX = (1 << 29) + (*pX >> 1) - (1 << 22);

  return x;
}