浅析C#引用类型数组

在 C/C++ 代码中，大量掺杂着包括普通类型和数组的结构，如定义 PE 文件头结构的 IMAGE_OPTIONAL_HEADER 结构定义如下：

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typedef struct _IMAGE_DATA_DIRECTORY { 
  
  
  
DWORD VirtualAddress; 
  
  
  
DWORD Size; 
  
  
  
} 
  
  
  
IMAGE_DATA_DIRECTORY, *PIMAGE_DATA_DIRECTORY; 
  
  
  
#define IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES 16 
  
  
  
typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER { 
  
  
  
WORD Magic; 
  
  
  
DWORD NumberOfRvaAndSizes; 
  
  
  
IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]; 
  
  
  
} 
 
 
 

在 C/C++ 中这样在结构中使用数组是完全正确的，因为这些数组将作为整个结构的一部分，在对结构操作时直接访问结构所在内存块。但在 C# 这类语言中，则无法直接如此使用，因为数组是作为一种特殊的C#引用类型数组存在的，如定义：

 
 
 

  
  
  
public struct IMAGE_DATA_DIRECTORY 
  
  
  
{ 
  
  
  
public uint VirtualAddress; 
  
  
  
public uint Size; 
  
  
  
} 
  
  
  
public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER 
  
  
  
{ 
  
  
  
public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16; 
  
  
  
public ushort Magic; 
  
  
  
public uint NumberOfRvaAndSizes; 
  
  
  
public IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]; 
  
  
  
} 
 
 
 

如果改用 C#引用类型数组的似定义语法，如

 
 
 

  
  
  
public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER 
  
  
  
{ 
  
  
  
public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16; 
  
  
  
public ushort Magic; 
  
  
  
public uint NumberOfRvaAndSizes; 
  
  
  
public IMAGE_DATA_DIRECTORY[] DataDirectory = 
new IMAGE_DATA_DIRECTORY[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]; 
  
  
  
} 
 
 
 

因为结构内是不能够有引用类型的初始化的，这与 class 的初始化工作不同。如此一来只能将数组的初始化放到构造函数中，而且结构还不能有无参数的缺省构造函数，真是麻烦，呵呵

 
 
 

  
  
  
public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER 
  
  
  
{ 
  
  
  
public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16; 
  
  
  

  
  
  
public ushort Magic; 
  
  
  

  
  
  
public uint NumberOfRvaAndSizes; 
  
  
  

  
  
  
public IMAGE_DATA_DIRECTORY[] DataDirectory; 
  
  
  

  
  
  
public IMAGE_OPTIONAL_HEADER(IntPtr ptr) 
  
  
  
{ 
  
  
  
Magic = 0; 
  
  
  
NumberOfRvaAndSizes = 0; 
  
  
  

  
  
  
DataDirectory = new IMAGE_DATA_DIRECTORY[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES]; 
  
  
  
} 
  
  
  
} 
 
 
 

这样一来看起来似乎能使了，但如果使用 Marshal.SizeOf(typeof(IMAGE_OPTIONAL_HEADER)) 看看就会发现，其长度根本就跟 C/C++ 中定义的长度不同。问题还是在于结构中数组，虽然看起来此数组是定义在结构内，但实际上在此结构中只有一个指向 IMAGE_DATA_DIRECTORY[] 数组类型的指针而已，本应保存在 DataDirectory 未知的数组内容，是在托管堆中。
于是问题就变成如何将C#引用类型数组，放在一个值类型的结构中。

标题名称：浅析C#引用类型数组
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