C#指针使用学习总结

C#中指针的使用

http://www.cnblogs.com/caibq/archive/2011/09/11/Cai_Yao.html
在C#中，有时候希望通过指针来操作内存，这样可以提高效率。我们可以用unsafe关键字修饰含有指针操作的程序段，如下所示：

class Program 
{ 
  static int Main(string[] args) 
  {
      unsafe 
      { 
          // ... 
      } 
  } 
}

unsafe只是编译器指令语法，只是在编译的时候起作用，并不是说unsafe修饰的程序段是unmanaged，他们仍然是managed的。

在C#里定义指针和C++有些不同：

1. C#指针定义的星号只能和类型在一起

     int* p1, p2;    //p1和p2都是int*指针

     而在C++中与之等价的定义是：

     int *p1, *p2;  //C++

     int *p1, p2;   //C++中，p2只是一个普通的int

2. C#指针类型不能是引用类型，不能是含有引用类型的自定义类型或复合类型，只能是预定义类型

    string* pMessage    //错误C#指针定义

    struct ServiceStatus 
    { 
      int State; 
      string Description;  // 引用类型   
    }

    ServiceStatus* pStatus   //错误指针定义
 
3. C#中指针赋值

    在C#里，引用类型也叫Movable类型，由于垃圾回收器和内存布局优化，在堆上分配的内存是不固定的，会被挪动。所不   

    能将堆上分配的地址赋值给C#指针， 如果能将堆上地址固定，就没有问题了，那么如何固定引用类型？C#中有一个关键字 

    fixed可以用在此处。

    byte* pData = &bytes[0];  // 编译错误，数组在C#里是引用类型，属于movable

    byte[] bytes = new byte[24]; 
    fixed (byte* pData = &bytes)   //正确，使用fixed固定 
    { 
       // ... 
    }

    当然，使用fixed不是没有代价的，它会使内存出现碎片。
========

C# 指针之美

http://www.cnblogs.com/xiaotie/archive/2012/07/06/2579853.html
    将C#图像库的基础部分开源了（https://github.com/xiaotie/GebImage）。这个库比较简单，且离成熟还有一段距离，但它是一种新的开发模式的探索：以指针和非托管内存为主的C#程序开发。
    我许多项目都是在这个库基础上的开发，实战证明了它的有效。从今天起，将断断续续（太忙了）的写一系列文章来介绍这种开发方法，介绍基于此的图像编程。本文便是第一篇。
    以指针和非托管内存为主的C#程序开发，无论对.Net程序员来说，还是对传统的C/C++程序员来说，均属异类。然而这种方法在很多场景下是非常有效的，尤其是图像编程，所谓谈笑间，樯橹灰飞烟灭，不外如是。
    既有C/C++的高性能，又能直接管理内存不给GC带来压力，同时又拥有.net开发的大部分优势，可以快速迭代，何乐而不为呢？

一、简洁优美的代码
    本来初稿这节写了好几百字，将C#指针开发与C/C++开发，Java开发、D语言开发等进行对比，阐述理念。不过现在觉得，阐述一个新事物，没有比用例子更直接的了。
    例子：打开一张图像，先将它转化为灰度图像，再进行二值化（变成黑白图像），然后进行染色，将白色的像素变成红色。以上每一个过程都弹出窗体显示出来。
    代码截图更有视觉冲击力：
 
    像诗歌一样简洁和优美，这就是孤的代码。具备C/C++的高性能和C#的行云流水，同时又有IDE的强大生产力相助，说这些话已属多余，看见这样的代码，更应该想到的是：妹纸，今天工作全部搞定，现在有空吗，哥来接你。
    这才是工作，这才是生活。留下时间，看看书，看看漫画，玩玩乐乐。最近在看《偷星九月天》，就拿沧殿来测试这段程序吧：

改编
    程序员A：那帮孙子又新提了几百条需求，老大，你要带我们突围吗？
    程序员B：不是突围，是杀光它们！
 
     下面，请跟随我，来一段短程探险吧。
     （本文中的代码可在 https://github.com/xiaotie/GebImage/tree/develop 处下载。打包下载地址见 集异璧图像与视觉分析库 ）

二、C# 指针基础
    在C#中使用指针，需要在项目属性中选中“Allow unsafe code”：

    接着，还需要在使用指针的代码的上下文中使用unsafe关键字，表明这是一段unsafe代码。
    可以用unsafe {  } 将代码围住，如：

                     unsafe
                     {
                         new ImageArgb32(path).ShowDialog("原始图像")
                             .ToGrayscaleImage().ShowDialog("灰度图像")
                             .ApplyOtsuThreshold().ShowDialog("二值化图像")
                             .ToImageArgb32()
                             .ForEach((Argb32* p) => { if (p->Red == 255) *p = Argb32.RED; })
                             .ShowDialog("染色");
                     }

    也可在方法或属性上加入unsafe关键字，如：

     private unsafe void btnSubmit_Click(object sender, EventArgs e)
 
    也可在class或struct 上加上unsafe 关键字，如：

     public partial unsafe class FrmDemo1 : Form
    指针配合fixed关键字可以操作托管堆上的值类型，如：

    public unsafe class Person
    {
        public int Age;

        public void SetAge(int age)
        {
            fixed (int* p = &Age)
            {
                *p = age;
            }
        }
    }

    指针可以操作栈上的值类型，如：

             int age = 0;
             int* p = &age;
             *p = 20;
             MessageBox.Show(p->ToString());

 
    指针也可以操作非托管堆上的内存，如：

             IntPtr handle = System.Runtime.InteropServices.Marshal.AllocHGlobal(4);
             Int32* p = (Int32*)handle;
             *p = 20;
             MessageBox.Show(p->ToString());
             System.Runtime.InteropServices.Marshal.FreeHGlobal(handle);

    System.Runtime.InteropServices.Marshal.AllocHGlobal 用来从非托管堆上分配内存。System.Runtime.InteropServices.Marshal.FreeHGlobal(handle)用来释放从非托管对上分配的内存。这样我们就可以避开GC，自己管理内存了。

三、几种常用用法
    1、使用Dispose模式管理非托管内存

    如果使用非托管内存，建议用Dispose模式来管理内存，这样做有以下好处： 可以手动dispose来释放内存；可以使用using 关键字开管理内存；即使不释放，当Dispose对象被GC回收时，也会收回内存。

    下面是Dispose模式的简单例子：

View Code
    使用：

            using (UnmanagedMemory memory = new UnmanagedMemory(10))
            {
                int* p = (int*)memory.Handle;
                *p = 20;
                MessageBox.Show(p->ToString());
            }

    2、使用 stackalloc 在栈中分配内存
    C# 提供了stackalloc 关键字可以直接在栈中分配内存，一般情况下，使用栈内存会比使用堆内存速度快，且栈内存不用担心内存泄漏。下面是例子：

             int* p = stackalloc int[10];
             for (int i = 0; i < 10; i++)
             {
                 p[i] = 2 * i + 2;
             }
             MessageBox.Show(p[9].ToString());

    3、模拟C中的union（联合体）类型
     使用 StructLayout 可以模拟C中的union：

         [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
        public struct Argb32
        {
            [FieldOffset(0)]
            public Byte Blue;
            [FieldOffset(1)]
            public Byte Green;
            [FieldOffset(2)]
            public Byte Red;
            [FieldOffset(3)]
            public Byte Alpha;


            [FieldOffset(0)]
            public Int32 IntVal;
        }

    这个和指针无关，非unsafe环境下也可使用，有很多用途，比如，序列化和反序列化，求hash值 ……

四、C# 指针操作的几个缺点
    C# 指针操作的缺点也不少。下面一一道来。
    缺点1：只能用来操作值类型
    .Net中，引用类型的内存管理全部是由GC代劳，无法取得其地址，因此，无法用指针来操作引用类型。所以，C#中指针操作受到值类型的限制，其中，最主要的一点就是：值类型无法继承。
    这一点看起来是致命的，其实不然。首先，需要用到指针来提高性能的地方，其类型是很少变动的。其次，在OO编程中有个名言：组合优于继承。使用组合，我们可以解决很多需要继承的地方。第三，最后，我们还可以使用引用类型来对值类型打包，进行继承，权衡两者的比重来完成任务。
    缺点2：泛型不支持指针类型
    C# 中泛型不支持指针类型。这是个很大的限制，在后面的篇幅中，我会引入模板机制来克服这个问题。同理，迭代器也不支持指针，因此，我们需要自己实现迭代机制。
    缺点3：没有函数指针
    幸运的是，C# 中有delegate，delegate 支持支持指针类型，lambda 表达式也支持指针。后面会详细讲解。

五、引入模板机制
    没有泛型，但是我们可以模拟出一套类似C++的模板机制出来，进行代码复用。这里大量的用到了C#的语法糖和IDE的支持。
    先介绍原理：
    partial 关键字让我们可以将一个类的代码分在多个文件，那么可以这样分：第一个文件是我们自己写的代码，第二个文件用来描述模板，第三个文件，用来根据模板自动生成代码。
    三个文件这样取名字的：

    XXXClassHelper 是模板定义文件，XXXClassHelper_Csmacro.cs 是自动生成的模板实现代码。

    ClassHelper文件的例子：

namespace Geb.Image
{
    using TPixel = Argb32;
    using TCache = System.Int32;
    using TKernel = System.Int32;
    using TImage = Geb.Image.ImageArgb32;
    using TChannel = System.Byte;

    public static partial class ImageArgb32ClassHelper
    {
        #region include "ImageClassHelper_Template.cs"
        #endregion
    }

    public partial class ImageArgb32
    {
        #region include "Image_Template.cs"
        #endregion


        #region include "Image_Paramid_Argb_Templete.cs"
        #endregion
    }

    public partial struct Argb32
    {
        #region include "TPixel_Template.cs"
        #endregion
    }
}

    这里用到了using 语法糖。using 关键字，可以为一个类型取别名。使用 VS 的 #region 来定义所使用的模板文件的位置。上面这个文件中，引用了4个模板文件：ImageClassHelper_Template.cs，Image_Template.cs，Image_Paramid_Argb_Templete.cs 和 TPixel_Template.cs。
    只看其中的一个模板文件  Image_Template.cs：

 using TPixel = System.Byte;
 using TCache = System.Int32;
 using TKernel = System.Int32;
 
 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Text;
 
 namespace Geb.Image.Hidden
 {
     public abstract class Image_Template : UnmanagedImage
     {
         private Image_Template()
             : base(1,1)
         {
             throw new NotImplementedException();
         }
 
         #region mixin
 
         public unsafe TPixel* Start { get { return (TPixel*)this.StartIntPtr; } }
 
         public unsafe TPixel this[int index]
         {
             get
             {
                 return Start[index];
             }
             set
             {
                 Start[index] = value;
             }
         }   
   …… 
 
         #endregion
     }
 }

    这个模板文件是编译通过的。也使用了 using 关键字来对使用的类型取别名，同时，在代码中，有一段用 #region mixin 和 #endregion 环绕的代码。只需要写一个工具，将模板文件中 #region mixin 和 #endregion 环绕的代码提取出来，替换到模板定义中 #region include "Image_Template.cs" 和 #endregion 之间，生成第三个文件 ClassHelper_Csmacro.cs 即可实现模板机制。由于都使用了 using 关键字对类型取别名，因此，ClassHelper_Csmacro.cs 文件也是可以编译通过的。在不同的模板定义中，令同样的符号来代表不同的类型，实现了模板代码的公用。
    上面机制可以全部自动化。Csmacro 是我写的一个工具，可以完成上面的过程。将它放在系统路径下，然后在项目的build event中添加pre-build 指令即可。Csmacro 程序在代码包的lib的目录下。

    如此实装，我们就有模板用了！一切自动化，就好像内置的一样。强类型、有编译器进行类型约束，减少出错的可能。调试也很容易，就和调试普通的C#代码一样，不存在C++中的模板的难调试问题。缺点嘛，就是没有C++中模板的语法优美，但是，也看的过去，至少比C中的宏好看多了是吧。
    参照上面对模板的实现，完全可以定义出一套C#的宏出来。没这样做，是因为没这个需求。

    下面是一个完整的例子，为 Person 类和 Cat 类添加模板扩展方法（非扩展方法也可类似添加），由于这个方法有指针，无法用泛型实现：

 void SetAge(this T item,  int* age)
    首先，建一个可编译通过的模板类 Template.cs：

 namespace Introduce.Hide

 {
     using T = Person;
 
     public static class Template
     {
         #region mixin
 
         public static unsafe void SetAge(this T item,  int* age)
         {
             item.Age = *age;
         }
 
         #endregion
     }
 }
 
    我在命名空间中加入了 Hide，只要不引用这个命名空间，这个扩展方法不会出现对程序产生干扰。
    接着，建立 PersonClassHelper.cs 文件：

 namespace Introduce
 {
     using T = Person;
 
     public static partial class PersonClassHelper
     {
         #region include "Template.cs"
         #endregion 
     }
 }

    建立 CatClassHelper.cs 文件：

 namespace Introduce
 {
     using T = Cat;
 
     public static partial class CatClassHelper
     {
         #region include "Template.cs"
         #endregion
     }
 }
 
    为了节省篇幅，我省略了命名空间的引用，实际代码中是有命名空间的引用的。下载包里包含了全部的代码。
    接下来，编译一下，哈哈，编译通过。
    且慢，怎么看不到编译生成的两个 Csmacro.cs 文件呢？

    这两个文件已经生成了，需要手动将它们添加到项目中，只用添加一次即可。添加进来，再编译一下，哈哈，通过。
    这个例子虽小，可不要小看模板啊，在Geb.Image库里，大量使用了模板：

    有了模板，只用维护公共代码。

六、迭代器
    下面来实现迭代器。这里，要放弃使用foreach，返回古老的迭代器模式，来访问图像的每一个像素：

    public unsafe struct ItArgb32Old
    {
        public unsafe Argb32* Current;
        public unsafe Argb32* End;

        public unsafe Argb32* Next()
        {
            if (Current < End) return Current ++;
            else return null;
        }
    }

    public static class ImageArgb32Helper
    {
        public unsafe static ItArgb32Old CreateItorOld(this ImageArgb32 img)
        {
            ItArgb32Old itor = new ItArgb32Old();
            itor.Current = img.Start;
            itor.End = img.Start + img.Length;
            return itor;
        }
    }

    不幸的是，测试性能，这个迭代器比单纯的while循环慢很多。对一个100万像素的图像，将其每一个像素值的Red分量设为200，循环100遍，使用迭代器在我的电脑上耗时242 ms，直接使用循环耗时 72 ms。我测试了很多种方案，均未得到和直接循环性能近似的迭代器实现方案。

    没有办法，只好对迭代器来打折了，只进行部分抽象（这已经不能算迭代器了，但这里仍沿用这个名称）：

     public unsafe struct ItArgb32
     {
         public unsafe Argb32* Start;
         public unsafe Argb32* End;
 
         public int Step(Argb32* ptr)
         {
             return 1;
         }
     }
 
    产生迭代器的代码：

     public unsafe static ItArgb32 CreateItor(this ImageArgb32 img)
     {
         ItArgb32 itor = new ItArgb32();
         itor.Start = img.Start;
         itor.End = img.Start + img.Length;
         return itor;
     }

     使用：

     ItArgb32 itor = img.CreateItor();
     for (Argb32* p = itor.Start; p < itor.End; p+= itor.Step(p))
     {
         p->Red = 200;
     }
 
    测试性能和直接循环性能几乎一样。有人可能要问，你这样有什么优势？和for循环有什么区别？
    这个例子中当然看不出优势，换个例子就可以看出来了。
    在图像编程中，有 ROI（Region of Interest，感兴趣区域）的概念。比如，在下面这张女王出场的画面中，假设我们只对她的头部感兴趣（ROI区域），只对该区域进行处理（标注为红色区域）。

    对ROI区域创建一个迭代器，用来迭代ROI中的每一行：

    public unsafe struct ItRoiArgb32
    {
        public unsafe Argb32* Start;
        public unsafe Argb32* End;
        public int Width;
        public int RoiWidth;

        public int Step(Argb32* ptr)
        {
            return Width;
        }

        public ItArgb32 Itor(Argb32* p)
        {
            ItArgb32 it = new ItArgb32();
            it.Start = p;
            it.End = p + RoiWidth;
            return it;
        }
    }
 
    这个ROI迭代器又可以产生一个ItArgb32迭代器，来迭代该行中的像素。
    产生ROI迭代器的代码如下，为了简化代码，我这里没有进行ROI的验证：

        public unsafe static ItRoiArgb32 CreateRoiItor(this ImageArgb32 img,
            int x, int y, int roiWidth, int roiHeight)
        {
            ItRoiArgb32 itor = new ItRoiArgb32();
            itor.Width = img.Width;
            itor.RoiWidth = roiWidth;
            itor.Start = img.Start + img.Width * y + x;
            itor.End = itor.Start + img.Width * roiHeight;
            return itor;
        }

    性能测试表明，使用ROI迭代器进行迭代和直接进行循环，性能一致。
    为一副图像添加ROI字段，设置ROI值来控制不同的处理区域，然后用ROI迭代器进行迭代，比直接使用循环要方便得多。

七、风情万种的Lambda表达式
    接下来，来看看C#指针最有风情的一面——Lambda表达式。
    C# 里 delegate 支持指针，下面这种写法是没有问题的：

 void ActionOnPixel(TPixel* p);
    对于图像处理，我定义了许多扩展方法，ForEach是其中的一种，下面是它的模板定义：

        public unsafe static UnmanagedImage ForEach(this UnmanagedImage src, ActionOnPixel handler)

        {
            TPixel* start = (TPixel*)src.StartIntPtr;
            TPixel* end = start + src.Length;
            while (start != end)
            {
                handler(start);
                ++start;
            }
            return src;
        }

    让我们用lambda表达式对图像迭代，将每像素的Red分量设为200吧，一行代码搞定：

img.ForEach((Argb32* p) => { p->Red = 200; });
    用ForEach测试，对100万像素的图像设置Red通道值为200，循环100次，我的测试结果是 400 ms，约是直接循环的 4-5 倍。可见这是个性能不高的操作（其实也够高了，100万象素，循环100遍，耗时400ms），可以在对性能要求不是特别高时使用。

八、与C/C++的比较
    我测试了很多场景，C# 下指针性能约是 C/C++ 的 70-80%，性能差距，可以忽略。

    相对于C/C++来说，C#无法直接操作硬件是其遗憾，这种情况，可以使用C/C++写段小程序来弥补，不过，我还没遇到这种场景。很多情况都可以P/Invoke解决。
    做图像的话，很多时候需要使用显卡加速，如使用CUDA或OpenCL，幸运的是，C#也可以直接写CUDA或OpenCL代码，但是功能可能会受到所用的库的限制。也可以用传统方式写CUDA或OpenCL代码，再P/Invoke调用。如果用传统的C/C++开发的话，也需要做同样的工作。

和C比较：

    这套方案比C的抽象程度高，我们有模板，有lambda表达式，还有一大票的语法糖。在类库上，比C的类库完善的多。我们还有反射，有命名空间等等一大票的东西。

和C++比较：
    这套方案的抽象程度比C++要低一些。毕竟，值类型无法继承，模板机制比C++ 差一点。但是在生产力上比C++要高很多。抛开C++那一大票陷阱不说，以秒计算的编译速度就够让C++程序员流口水的。当我们在咖啡馆里约会喝咖啡时，C++程序员还正端着一杯咖啡坐在电脑前等待程序编译结束。

九、接下来的工作
    接下来的工作主要有两个：
    内联工具：C# 的内联还不够强大。需要一个内联工具，对想要内联的方法使用特性标记一下，在编译结束后，在IL代码层面内联。
    翻译工具：移动开发是个痛。如何将C#的代码翻译成C/C++的代码，在缺乏.Net的运行时下运行？

    这两个工作都不紧要。C#内联效果不好的地方（这种情况很少），可以手动内联。至于移动开发嘛，在哥的一云三端大计中，C# 的定位是云图像开发（C#+CUDA），三端中，桌面运用是用C#和Flash开发，Web和移动应用使用Flash开发，没有C#的事情。

    C/C++ 呢？更没有它们的位置啦！不对，还是有的。用它们来开发Flash应用的核心算法！够另类吧！
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在c#中使用指针

http://blog.csdn.net/susan19890313/article/details/7365996
版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。
   如果想在c#中使用指针，首先对项目进行配置：在解决方案资源管理器中右击项目名选择属性（或在项目菜单中选择consoleApplication属性(consoleApplication为项名)），在生成选项卡中 选中“允许不安全代码”，如下图：

      然后将有关指针，地址的操作放在unsafe语句块中。使用unsafe关键字是来告诉编译器下面的代码是不安全的。
unsafe关键字的使用：
 （1）放在函数前，修饰函数，说明在函数内部或函数的形参涉及到指针操作
       unsafe static void FastCopy(byte[] src, byte[] dst, int count)
{
    // Unsafe context: can use pointers here.
}
      不安全上下文的范围从参数列表扩展到方法的结尾，因此指针作为函数的参数时须使用unsafe关键字
         unsafe static void FastCopy ( byte* ps, byte* pd, int count ) {...}
（2）将有关指针的操作放在由unsafe声明的不安全块中
       unsafe
      {   
         // Unsafe context: can use pointers here. 
      }
 
示例：
[csharp] view plain copy
using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Linq;  
using System.Text;  
  
namespace ConsoleApplication1  
{    
    class Program  
    {    
          
        static void Main(string[] args)  
        {  
  
            int i = 1;  
            unsafe   
            {   
                Increment(&i); //将函数调用放在unsafe中是因为实参是指针类型  
            }  
              
            Console.WriteLine(i+"\n");  
  
            //演示如何使用指针来操作字符串  
            string s = "Code Project is cool";  
            Console.Write("the original string : ");  
            Console.WriteLine("{0}\n", s);  
  
            char[] b = new char[100];  
            s.CopyTo(0, b, 0, 20);//public void CopyTo (int sourceIndex,char[] destination,int destinationIndex,int count)  
            //将指定数目的字符从此实例中的指定位置复制到 Unicode 字符数组中的指定位置。  
  
            Console.Write("the encoded string : ");  
  
            unsafe   
            {  
                fixed (char* p = b)   
                {   
                    NEncodeDecode(p);   
                }  
            }  
            for (int t = 0; t < 20; t++)  
                Console.Write(b[t]);  
            Console.WriteLine("\n");  
  
            Console.Write("the decoded string : ");  
            unsafe  
            {   
                fixed (char* p = b)   
                {   
                    NEncodeDecode(p);   
                }   
            }  
            for (int t = 0; t < 20; t++)  
                Console.Write(b[t]);  
            Console.WriteLine();  
  
        }    
  
        unsafe public static void Increment(int* p)  
        {  
  
            *p = *p + 1;  
        }  
  
        unsafe public static void NEncodeDecode(char* s)  
        {//将一段字符串通过异或运算进行编码解码的操作。如果您将一段字符串送入这个函数这个字符串将会被编码，  
        //如果您将一段已经编码的字符送入这个函数，这段字符串将会被解码。  
            int w;  
            for (int y = 0; y < 20; y++)  
            {  
                w = (int)*(s + y);  
                w = w ^ 5;//^为按位异或。  
                *(s + y) = (char)w;  
            }  
  
        }  
    }  
}  

输出结果：
 
关键字fixed简介：
   fixed语句只能出现在不安全的上下文中。
   C# 编译器只允许在 fixed 语句中分配指向托管变量的指针，无法修改在 fixed 语句中初始化的指针
    fixed 语句禁止垃圾回收器重定位可移动的变量。 当你在语句或函数之前使用fixed时，你是在告诉.Net平台的垃圾回收器，在这个语句或函数执行完毕前，不得回收其所占的内存空间。
 示例：
（1）
// assume class Point { public int x, y; }  pt is a managed variable, subject to garbage collection.
Point pt = new Point();
// Using fixed allows the address of pt members to be taken, and "pins" pt so it isn't relocated.（pin  v 固定住）
fixed ( int* p = &pt.x )
{
    *p = 1;
}
（2）用数组或字符串的地址初始化指针：
          fixed (int* p = arr) ...  // equivalent to p = &arr[0]
          fixed (char* p = str) ... // equivalent to p = &str[0]
（3）只要指针的类型相同，就可以初始化多个指针：
        fixed (byte* ps = srcarray,pd = dstarray) {...}
      要初始化不同类型的指针，只需嵌套 fixed 语句：
                fixed (int* p1 = &p.x)
   {
      fixed (double* p2 = &array[5])
    {       
      // Do something with p1 and p2.
   }
  } 
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C#中指针使用总结

http://www.cnblogs.com/jasonlny/p/3203439.html

C#为了类型安全，默认并不支持指针。但是也并不是说C#不支持指针，我们可以使用unsafe关键词，开启不安全代码(unsafe code)开发模式。在不安全模式下，我们可以直接操作内存，这样就可以使用指针了。在不安全模式下，CLR并不检测unsafe代码的安全，而是直接执行代码。unsafe代码的安全需要开发人员自行检测。

一、Vs2010中开启unsafe code 的方式

在方法、类、代码块中使用unsafe关键词，如：

unsafe static void Main(string[] args){ //代码}

unsafe
{
//代码块
}

然后再项目上点击鼠标右键，选择“属性”，在“生成”选项卡中选中“允许不安全代码”

二、C#可以定义为指针的类型有
sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, ulong, char, float, double, decimal, bool，
struct(结构体)，结构体中只能包括非托管类型。

三、C#指针操作符
操作符 说明
* 取值运算符
 
& 取址运算符
-> 通过指针处理结构体中的数据（获取或赋值）
++与– 指针增、减操作
fixed 用户暂时固定托管代码中引用类型的位置。
Stackallc 分配内存
例如分配内存

char* cptr = stackalloc char[26];

for (int i = 0; i < 26;i++ )
{
    cptr[i] = (char) (i+65);
}
for (int i = 0; i < 26;i++ )
{
    Console.WriteLine(string.Format("{0}:{1}",(int)&cptr[i],cptr[i]));
}

至于释放内存，我在msdn上搜索了一下，c#并没有提供释放内存的函数。而msdn给的解释是：分配的内存会在方法结束后自动释放。
fixed的应用会在下面的类与指针中做说明。

四、C#指针的定义
定义指针 说明
int* p 整形指针
int** p 指向整形指针的指针
char* c 指向字符的指针
int*[] arr 整形一维数组指针

五、指针的使用

1.整形指针的使用

int i=10;
int* iptr = &i;    //将i的地址赋值给iptr
Console.WriteLine((int)&iptr);  //取iptr得地址
Console.WriteLine(*iptr);     //取iptr指向的值
2.结构体指针

struct Location
{
    public int X;
    public int Y;
}
unsafe static void Main(string[] args)
{
    Location location;
    location.X = 10;
    location.Y = 5;
    Location* lptr = &location;
    Console.WriteLine(string.Format("location 地址{0},lptr地址{1},lptr值{2}",(int)&location,(int)lptr,*lptr));
    Console.WriteLine(string.Format("location.x的地址{0}，location.x的值{1}",(int)&(lptr->X),lptr->X));
    Console.WriteLine(string.Format("location.y的地址{0}，location.y的值{1}", (int)&(lptr->Y), lptr->Y));
 }

以上代码输出结构体的地址和值。我们在操作地址时，可以直接看到结构体的内存分配。

3.指针与参数

public static unsafe int* Add(int* x,int* y)
{
    int sum = *x + *y;
    return ∑
}

int i = 2, j = 3;
Console.WriteLine(*Add(&i,&j));

4.类与指针，因为类是托管类型，我们知道类受到“垃圾收集”的影响，它的内存地址是不固定的。而且类是引用类型，是不能声明为指针类型的。而指针分配内存后，不受“垃圾收集”影响，地址是固定的。所以为了使用类中的数据，我们需要临时固定类的地址。这就用到fixed关键词，用fixed后，就可以操作类中的值类型了。

class People
{
    public int Age;   //值类型，不可以是属性
    public void ShowAge()
    {
        Console.WriteLine(Age);
    }
}

People people = new People();
people.Age = 10;
fixed(int* agePtr=&people.Age)
{
    *agePtr += 1;
}
people.ShowAge();  //11

通过以上的方法，我们可以操作值类型，也可以获得值类型的地址。但如何获取类的内存地址？我们可以使用GCHandle,来自System.Runtime.InteropServices命名空间。GCHandle提供从非托管内存访问托管对象的方法。如下：

object p = new People();
GCHandle h = GCHandle.Alloc(p, GCHandleType.Pinned);
IntPtr addr = h.AddrOfPinnedObject(); 
Console.WriteLine(addr.ToString());
h.Free();
六、C#中使用指针的总结
1.引用类型不能定义为指针
2.msdn上说enum可以定义为指针，可是我真不知道它的用处是什么。所以在指针的类型中并没有出现enum类型。
3.c#中的指针操作远远不如c/c++，如果想学习指针的话，还是用c/c++
4.微软并不推荐使用unsafe code模式，也不推荐使用指针。在msdn官方文档中，唯一一句赞美C#指针的话就是“合理的使用指针，可以提高程序的执行速度”。但是什么是“合理的使用”？我下载了msdn上的几个关于C#指针的实例代码，发现用的最多的是调用api函数，在api函数中，有大量的指针参数。
5.fixed的使用可能产生存储碎片，因为它们不能移动。如果确实需要固定对象，固定对象的时间应该越短越好。
6.可以使我们了解非托管类型的内存分配。
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对于.Net中C#指针的研究

      在C/C++中，对于指针的使用是很普遍的，可以这么说，如果没有指针的运用，都不知道程序如何来写。在.Net中，同样也是可以使用指针的，不过必须通过开启不安全的代码来使用。在默认情况下，新建的项目是不允许使用不安全的代码，这样，就必须通过设置项目来开启使用，通过设置项目“属性”的“生成”来达到：

image

勾选“允许不安全代码”的选项就OK了。

1、unsafe

要使用指针，还不必须在你的方法体或者是某个作用域中添加unsafe关键字，如：

unsafe static void Main(string[] args) 
{ 

// 不安全代码编写

}
或者：

unsafe
{

// 不安全代码编写

}
 
2、stackalloc

      关键字stackalloc是用于申请栈内存。stackalloc类似于C库中的_alloca。通过使用stackalloc可以自动启用CLR中的缓冲区溢出检测功能。当函数执行完毕后，内存会被自动回收。

      使用它的目的通过它来实现对栈内存的使用，从而减少对堆的使用，减少系统开销。

如下参考程序：

int* array = stackalloc int[10]; 
for (int index = 0; index < 10; index++) 
{ 
    array[index] = index; 
} 
for (int index = 0; index < 10; index++) 
{ 
    Console.WriteLine(array[index].ToString()); 
} 
代替了程序：int[] array = new int[10];  等同于System.Array的数据存在堆中，这里通过指针的方式减少系统的开销。
 
3、IntPtr 和 ref

IntPtr是.Net提供的托管指针，ref是C#语言中的关键字，和IntPtr没有关系，尽管它们使用起来很类似。区别在于，使用ref可以引用Class，共同点它们都可以引用值类型，包括Struct结构体等等。
 
接着，编写一个Struct结构体：

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]  
    public struct ST_TERMPARA 
    { 
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 6)] 
        public byte[] szAcqID_n_9F01;                /**<(TERM)收单行标识*/    
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 5)] 
        public byte[] szAddTermCap_b_9F40;        /**<(TERM)附加终端性能*/    
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2)] 
        public 
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