Полное руководство. С# 4.0
Шрифт:
Результатом выполнения этой программы будет выведенное на экран значение 10 переменной х. В данной программе переменная р объявляется как указатель на значе ние типа int, а переменная q — как указатель на указатель типа int.
И последнее замечание: не путайте многоуровневую непрямую адресацию со структурами данных высокого уровня, в том числе связными списками, так как это со вершенно разные понятия. Массивы указателей
Указатели могут быть организованы в массивы, как и любой другой тип данных. Ниже приведен пример объявления массива указателей типа int длиной в три эле мента. int * [] ptrs = new int * [3];
Для того чтобы присвоить адрес переменной var типа int третьему элементу мас сива указателей, достаточно написать следующую
А для того чтобы обнаружить значение переменной var, достаточно написать при веденную ниже строку кода. *ptrs[2] Оператор sizeof
Во время работы с небезопасным кодом иногда полезно знать размер в байтах одного из встроенных в C# типов значений. Для получения этой информации служит оператор sizeof. Ниже приведена его общая форма: sizeof(тип)
где тип обозначает тот тип, размер которого требуется получить. Вообще говоря, опе ратор sizeof предназначен главным образом для особых случаев и, в частности, для работы со смешанным кодом: управляемым и неуправляемым. Оператор stackalloc
Для распределения памяти, выделенной под стек, служит оператор stackalloc. Им можно пользоваться лишь при инициализации локальных переменных. Ниже приведена общая форма этого оператора: тип *р = stackalloc тип[размер]
где р обозначает указатель, получающий адрес области памяти, достаточной для хра нения объектов, имеющих указанный тип, в количестве, которое обозначает размер. Если же в стеке недостаточно места для распределения памяти, то генерируется ис ключение System.StackOverflowException. И наконец, оператор stackalloc мож но использовать только в небезопасном коде.
Как правило, память для объектов выделяется из кучи — динамически распределя емой свободной области памяти. А выделение памяти из стека является исключением. Ведь переменные, располагаемые в стеке, не удаляются средствами "сборки мусора", а существуют только в течение времени выполнения метода, в котором они объявляют ся. После возврата из метода выделенная память освобождается. Преимущество при менения оператора stackalloc заключается, в частности, в том, что в этом случае не нужно беспокоиться об очистке памяти средствами "сборки мусора".
Ниже приведен пример применения оператора stackalloc. // Продемонстрировать применение оператора stackalloc. using System; class UseStackAlloc { unsafe static void Main { int* ptrs = stackalloc int[3]; ptrs[0] = 1; ptrs[1] = 2; ptrs[2] = 3; for(int i=0; i < 3; i++) Console.WriteLine(ptrs[i]); } }
Вот к какому результату приводит выполнение кода из данного примера. 1 2 3 Создание буферов фиксированного размера
Ключевое слово fixed находит еще одно применение при создании одномерных массивов фиксированного размера. В документации на C# такие массивы называются буферами фиксированного размера. Такие буферы всегда являются членами структуры. Они предназначены для создания структуры, в которой содержатся элементы массива, образующие буфер. Когда элемент массива включается в состав структуры, в ней, как правило, хранится лишь ссылка на этот массив. Используя буфер фиксированного раз мера, в структуре можно разместить весь массив. В итоге получается структура, при годная в тех случаях, когда важен ее размер, как, например, в многоязыковом програм мировании, при согласовании данных, созданных вне программы на С#, или же когда требуется неуправляемая структура, содержащая массив. Но буферы фиксированного размера можно использовать только в небезопасном коде.
Для создания буфера фиксированного размера служит следующая общая форма: fixed тип имя_буфера[размер];
где тип обозначает тип данных массива; имя_буфера — конкретное имя буфера фик сированного размера; размер — количество элементов, образующих буфер. Буферы фиксированного размера могут указываться только в структуре.
Для того чтобы стала очевиднее польза от буферов фиксированного размера, рас смотрим ситуацию, в которой программе ведения счетов, написанной на C++, тре буется передать информацию о банковском счете. Допустим также, что учетная запись каждого счета организована так, как показано ниже. Name Строка длиной 80 байтов, состоящая из 8-разрядных символов в коде ASCII Balance Числовое значение типа double длиной 8 байтов ID Числовое значение типа long длиной 8 байтов
В программе на C++ каждая структура содержит массив Name, тогда как в програм ме на C# в такой структуре хранится лишь ссылка на массив. Поэтому для правильного представления данных из этой структуры в C# требуется буфер фиксированного раз мера, как показано ниже. // Использовать буфер фиксированного размера. unsafe struct FixedBankRecord { public fixed byte Name[80]; // создать буфер фиксированного размера public double Balance; public long ID; }
Когда буфер фиксированного размера используется вместо массива Name, каждый экземпляр структуры FixedBankRecord будет содержать все 80 байтов массива Name. Именно таким образом структура и организована в программе на C++. Следовательно, общий размер структуры FixedBankRecord окажется равным 96, т.е. сумме ее членов. Ниже приведена программа, демонстрирующая этот факт. // Продемонстрировать применение буфера фиксированного размера. using System; // Создать буфер фиксированного размера. unsafe struct FixedBankRecord { public fixed byte Name[80]; public double Balance; public long ID; } class FixedSizeBuffer { // Пометить метод Main как небезопасный. unsafe static void Main { Console.WriteLine("Размер структуры FixedBankRecord: " + sizeof(FixedBankRecord)); } }
Эта программа дает следующий результат. Размер структуры FixedBankRecord: 96
Размер структуры FixedBankRecord оказывается в точности равным сумме ее чле нов, но так бывает далеко не всегда со структурами, содержащими буферы фиксиро ванного размера. Ради повышения эффективности кода общая длина структуры мо жет быть увеличена для выравнивания по четной границе, например по границе слова. Поэтому общая длина структуры может оказаться на несколько байтов больше, чем сумма ее членов, даже если в ней содержатся буферы фиксированного размера. Как правило, аналогичное выравнивание длины структуры происходит и в C++. Следует, однако, иметь в виду возможные отличия в этом отношении.
И наконец, обратите внимание на то, как в данной программе создается буфер фик сированного размера вместо массива Name. public fixed byte Name[80]; // создать буфер фиксированного размера
Как видите, размер массива указывается после его имени. Такое обозначение обычно принято в C++ и отличается в объявлениях массивов в С#. В данном операторе распре деляется по 80 байтов памяти в пределах каждого объекта типа FixedBankRecord. Обнуляемые типы
Начиная с версии 2.0, в C# внедрено средство, обеспечивающее изящное решение типичной и не очень приятной задачи распознавания и обработки полей, не содержа щих значения, т.е. неинициализированных полей. Это средство называется обнуляемым типом. Для того чтобы стала более понятной суть данной задачи, рассмотрим пример простой базы данных заказчиков, в которой хранится запись с именем, адресом, иден тификационным номером заказчика, номером счета-фактуры и текущим остатком на счету. В подобной ситуации может быть вполне создан элемент данных заказчика, в ко тором одно или несколько полей не инициализированы. Например, заказчик может просто запросить каталог продукции, и в этом случае номер счета-фактуры не потре буется, а значит, его поле окажется неиспользованным.
Раньше для обработки неиспользуемых полей приходилось применять заполняю щие значения или дополнительные поля, которые просто указывали, используется поле или нет. Безусловно, заполняющие значения пригодны лишь в том случае, если они подставляются вместо значения, которое в противном случае окажется недействи тельным, но так бывает далеко не всегда. А дополнительные поля, указывающие, ис пользуется поле или нет, пригодны во всех случаях, но их ввод и обработка вручную до ставляют немало хлопот. Оба эти затруднения позволяет преодолеть обнуляемый тип. Основы применения обнуляемых типов