Net framework 5, а также среды Visual Studio 2012 и C#

432
Глава.16 .Массивы
небезопасный доступ к массивам 
и массивы фиксированного размера
Небезопасный доступ к массиву является крайне мощным средством, так как именно 
такой доступ дает возможность работать:
‰
с элементами управляемого массива, расположенными в куче (как показано 
в предыдущем разделе);
‰
с элементами массива, расположенными в неуправляемой куче (пример 
SecureString
из главы 14 демонстрирует небезопасный метод доступа к мас-
сиву, возвращаемому методом 
SecureStringToCoTaskMemUnicode
класса 
System.
Runtime.InteropServices.Marshal
);
‰
с элементами массива, расположенными в стеке потока.
Если производительность для вас критична, управляемый массив можно вместо 
кучи разместить в стеке потока. Для этого вам потребуется инструкция 
stackalloc
языка C# (ее принцип действия напоминает функцию 
alloca
языка C). Она позво-
ляет создавать одномерные массивы элементов значимого типа с нулевой нижней 
границей. При этом значимый тип не должен содержать никаких полей ссылочного 
типа. По сути, вы выделяете блок памяти, с которым можно работать при помощи не-
безопасных указателей, поэтому адрес этого буфера нельзя передавать большинству 
FCL-методов. Выделенная в стеке память (массив) автоматически освобождается 
после завершения метода. Именно за счет этого и достигается выигрыш в произво-
дительности. При этом для компилятора C# должен быть задан параметр 
/unsafe
.
Метод 
StackallocDemo
демонстрирует пример использования инструкции 
stackalloc
:
using System;
public static class Program {
public static void Main() {
StackallocDemo();
InlineArrayDemo();
}
private static void StackallocDemo() {
unsafe {
const Int32 width = 20;
Char* pc = stackalloc Char[width]; // В стеке выделяется 
// память под массив
String s = "Jeffrey Richter"; // 15 символов
for (Int32 index = 0; index < width; index++) {
pc[width - index - 1] =
(index < s.Length) ? s[index] : '.';
}

---

433
Небезопасный.доступ.к.массивам.и.массивы.фиксированного.размера
// Следующая инструкция выводит на экран ".....rethciR yerffeJ"
Console.WriteLine(new String(pc, 0, width));
}
}
private static void InlineArrayDemo() {
unsafe {
CharArray ca; // Память под массив выделяется в стеке
Int32 widthInBytes = sizeof(CharArray);
Int32 width = widthInBytes / 2;
String s = "Jeffrey Richter"; // 15 символов
for (Int32 index = 0; index < width; index++) {
ca.Characters[width - index - 1] =
(index < s.Length) ? s[index] : '.';
}
// Следующая инструкция выводит на экран ".....rethciR yerffeJ"
Console.WriteLine(new String(ca.Characters, 0, width));
}
}
}
internal unsafe struct CharArray {
// Этот массив встраивается в структуру
public fixed Char Characters[20];
}
Так как массивы относятся к ссылочным типам, поле массива, определенное 
в структуре, содержит указатель или ссылку на этот массив; при этом сам он рас-
полагается вне памяти структуры. Впрочем, существует возможность встроить 
массив непосредственно в структуру. Вы это видели в показанном коде на примере 
структуры 
CharArray
. При этом должны соблюдаться следующие условия:
‰
тип должен быть структурой (значимым типом), встраивать массивы в класс 
(ссылочный тип) нельзя;
‰
поле или структура, в которой оно определено, должно быть помечено моди-
фикатором 
unsafe
;
‰
поле массива должен быть помечено модификатором 
fixed
;
‰
массив должен быть одномерным и с нулевой нижней границей;
‰
элементы массива могут принадлежать только к типам: 
Boolean
, 
Char
, 
SByte
, 
Byte
, 
Int32
, 
UInt32
, 
Int64
, 
UInt64
, 
Single
и 
Double
.
Встроенные массивы обычно применяются в сценариях, работающих с не-
безопасным кодом, в котором неуправляемая структура данных также содержит 
встроенный массив. Впрочем, никто не запрещает использовать их и в других слу-
чаях, например, как показано ранее в методе 
InlineArrayDemo
, который по-своему 
решает ту же задачу, что и метод 
StackallocDemo
.

---