固定的和活動的變量
&和fixed將變量分為兩類:固定的和活動的。
固定的變量永久的存在並不會被GC的操作影響。(例如局部變量,值參數和間接指針)活動的變量會被GC重新分配位置或是釋放(例如對象中的字段,基礎數據數組)。
&取固定變量的地址是沒有限制的。但是活動變量容易受GC的影響,其地址只能通過fixed來獲得,並且地址僅會在整個fixed語句的周期持續有效。
靜態字段也是活動變量。還有標記為ref或out的也是活動變量,即使這個參數是傳遞給固定參數的。最後,通過間接指針引用的變量總是固定變量。
指針轉換
在不安全上下文中,下面的轉換是隱式的:
l 從任何指針類型到void*
l 從null到任何指針類型
除此之外,下面的轉換都是顯式的:
l 從任何指針類型到另外的指針類型
l 從sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, or ulong到其他類型
l 從任何類型到sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, or ulong
指針轉換並不改變指針的值。也就是說指針轉換前後不影響地址的值。
當轉換發生後,當結果指針沒有按照正確的指針類型排列的話,當訪問結果時結果是無法預知的。
下面的例子:
1 char c = 'A';
2 char* pc = &c;
3 void* pv = pc;
4 int* pi = (int*)pv;
5 int i = *pi; // undefined
6 *pi = 123456; // undefined
7
下面的例子會打印出double的8字節的值:
1 using System;
2 class Test
3 {
4 unsafe static void Main() {
5 double d = 123.456e23;
6 unsafe {
7 byte* pb = (byte*)&d;
8 for (int i = 0; i < sizeof(double); ++i)
9 Console.Write("{0:X2} ", *pb++);
10 Console.WriteLine();
11 }
12 }
13 }
14
打印結果取決於endian。
指針數組
在不安全上下文中,是允許指針數組的,只有幾種用於其轉換是允許的:
l 從任何數組類型到System.Array或是實現了其接口的隱式引用類型轉換同樣適用於指針數組。但是,任何試圖通過System.Array或是實現了其接口訪問數組元素都會引發一個 運行時錯誤,因為指針類型不能轉化為object。
l 從一個一維數組類型S[]到System.Collections.Generic.IList<T>或是到其基接口,任何顯示或是隱式的轉換都是不行的。因為指針類型不能被用作類型參數,還有沒有從指針類型到非指針類型的轉換。
l 從System.Array或是實現了其接口到任何數組類型顯示引用轉換適用於指針數組。
l 從System.Collections.Generic.IList<T>或是到其基接口到一個一維數組類型T[],任何顯示的轉換都是不行的。原因同上面第2條。
還有就是對於foreach語句,不適用於指針數組。相反,下面的語句
foreach (V v in x) embedded-statement
中的x是一個數組類型T[,,…,],n是數組的維度減1,T和V是指針類型,被改寫為:
{
T[,,…,] a = x;
V v;
for (int i0 = a.GetLowerBound(0); i0 <= a.GetUpperBound(0); i0++)
for (int i1 = a.GetLowerBound(1); i1 <= a.GetUpperBound(1); i1++)
…
for (int in = a.GetLowerBound(n); in <= a.GetUpperBound(n); in++) {
v = (V)a.GetValue(i0,i1,…,in);
embedded-statement
}
}
變量a,i0,i1,…對於x或者embedded-statement或者其余部分的代碼是不可見的或是不可訪問的。變量v在embedded-statement中是只讀的。如果沒有顯示轉換從T到V,那麼就會有錯誤。如果x是個null,就會有空引用異常。
表達式中的指針
在不安全上下文中,一個表達式的值可以來自於一個指針類型;但是在上下文之外,會造成編譯時期錯誤。
間接訪問
一元的*表示一個指針,被用來獲得指針指向的值。*用在void*類型表達式或是非指針類型表達式時,會造成編譯期錯誤。
*被用在null指針時是由實現來決定的。不能保證在使用時會拋出System.NullReferenceException。
如果一個非法的值賦給指針,那麼*的行為是不可預知的。
指針成員訪問
在指針成員訪問P->I中,P必須是除了void*之外的類型,I同時必須是一個可訪問的成員。
P->I效果上相同於(*P).I。例如:
using System;
struct Point
{
public int x;
public int y;
public override string ToString() {
return "(" + x + "," + y + ")";
}
}
class Test
{
static void Main() {
Point point;
unsafe {
Point* p = &point;
p->x = 10;
p->y = 20;
Console.WriteLine(p->ToString());
}
}
}
或是:
class Test
{
static void Main() {
Point point;
unsafe {
Point* p = &point;
(*p).x = 10;
(*p).y = 20;
Console.WriteLine((*p).ToString());
}
}
}
指針元素訪問
在指針元素訪問P[E]中,P必須是除了void*之外的類型,同時E必須能隱式的轉換為int, uint, long, or ulong的表達式。
P[E]效果上同*(P + E).例如:
1 class Test
2 {
3 static void Main() {
4 unsafe {
5 char* p = stackalloc char[256];
6 for (int i = 0; i < 256; i++) p[i] = (char)i;
7 }
8 }
9 }
10 又如:
11 class Test
12 {
13 static void Main() {
14 unsafe {
15 char* p = stackalloc char[256];
16 for (int i = 0; i < 256; i++) *(p + i) = (char)i;
17 }
18 }
19 }
20