手動內存管理要求開發人員管理內存塊的分配和回收。手動內存管理可能既耗時又麻煩。在 C# 中提供了自動內存管理,使開發人員從這個繁重的任務中解脫出來。在絕大多數情況下,自動內存管理可以提高代碼質量和開發人員的工作效率,並且不會對表達能力或性能造成負面影響。
示例
using System; public class Stack { private Node first = null; public bool Empty { get { return (first == null); } } public object Pop() { if (first == null) throw new Exception("Can't Pop from an empty Stack."); else { object temp = first.Value; first = first.Next; return temp; } } public void Push(object o) { first = new Node(o, first); } private class Node { public Node Next; public object Value; public Node(object value): this(value, null) {} public Node(object value, Node next) { Next = next; Value = value; } } }
顯示了一個 Stack
類,它實際上是 Node
實例的一個鏈接表。Node 實例是在 Push
方法中創建的,當不再需要它們時會對其進行垃圾回收。當任何代碼都不再可能訪問某個 Node
實例時,該實例就成為垃圾回收的對象。例如,當從 Stack
中移除某項時,相關的 Node
實例就符合了垃圾回收條件,等待被回收。
示例
class Test { static void Main() { Stack s = new Stack(); for (int i = 0; i < 10; i++) s.Push(i); s = null; } }
顯示了使用 Stack
類的代碼。該代碼創建了一個 Stack
類,並用 10 個元素初始化該類,然後給它賦值 null
。給變量 s
賦了 null 值後,Stack
及關聯的 10 個 Node
實例變得符合垃圾回收條件。垃圾回收器可以立即清除上述實例,但並沒要求它一定做到立即清除。
為 C# 服務的基礎垃圾回收器可以通過在內存中移動對象來工作,而這種移動對於大多數 C# 開發人員是不可見的。對於那些通常滿足於自動內存管理、但有時又需要精確控制或細微性能調整的開發人員,C# 提供了編寫“不安全”代碼的能力。這類代碼可以直接處理指針類型和對象地址。但是,C# 要求程序員固定對象,暫時阻止垃圾回收器移動它們。
從開發人員和用戶的角度,這種“不安全”代碼功能實際上是一種“安全”的功能。在代碼中必須用修飾符 unsafe
清楚地標記出不安全代碼,以便開發人員不可能不經意地使用不安全語言功能,並且編譯器和執行引擎協同工作,確保不安全代碼無法假冒安全代碼。這些限制將不安全代碼的使用僅限於代碼受到信任的情況。
示例
using System; class Test { static void WriteLocations(byte[] arr) { unsafe { fixed (byte* pArray = arr) { byte* pElem = pArray; for (int i = 0; i < arr.Length; i++) { byte value = *pElem; Console.WriteLine("arr[{0}] at 0x{1:X} is {2}", i, (uint)pElem, value); pElem++; } } } } static void Main() { byte[] arr = new byte[] {1, 2, 3, 4, 5}; WriteLocations(arr); } }
顯示了一個名為 WriteLocations
的方法。它含有一個不安全塊,該塊固定了一個數組實例,然後使用指針操作實現逐個地訪問該數組的元素。每個數組元素的索引、值和位置被寫入控制台。下面是一個可能的輸出示例:
arr[0] at 0x8E0360 is 1 arr[1] at 0x8E0361 is 2 arr[2] at 0x8E0362 is 3 arr[3] at 0x8E0363 is 4 arr[4] at 0x8E0364 is 5
當然,確切的內存位置可能因應用程序的不同執行而異。