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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  1. typedef struct _IMAGE_DATA_DIRECTORY {
  2. DWORD VirtualAddress;
  3. DWORD Size;
  4. }
  5. IMAGE_DATA_DIRECTORY, *PIMAGE_DATA_DIRECTORY;
  6. #define IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES 16
  7. typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
  8. WORD Magic;
  9. DWORD NumberOfRvaAndSizes;
  10. IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
  11. }

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:

 
 
 
  1. public struct IMAGE_DATA_DIRECTORY
  2. {
  3. public uint VirtualAddress;
  4. public uint Size;
  5. }
  6. public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER
  7. {
  8. public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16;
  9. public ushort Magic;
  10. public uint NumberOfRvaAndSizes;
  11. public IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
  12. }

如果改用 C#引用类型数组的似定义语法,如

 
 
 
  1. public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER
  2. {
  3. public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16;
  4. public ushort Magic;
  5. public uint NumberOfRvaAndSizes;
  6. public IMAGE_DATA_DIRECTORY[] DataDirectory = 
    new IMAGE_DATA_DIRECTORY[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
  7. }

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

 
 
 
  1. public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER
  2. {
  3. public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16;
  4. public ushort Magic;
  5. public uint NumberOfRvaAndSizes;
  6. public IMAGE_DATA_DIRECTORY[] DataDirectory;
  7. public IMAGE_OPTIONAL_HEADER(IntPtr ptr)
  8. {
  9. Magic = 0;
  10. NumberOfRvaAndSizes = 0;
  11. DataDirectory = new IMAGE_DATA_DIRECTORY[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
  12. }
  13. }

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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