Span<T> 是 C# 7.2 引入的重要类型
Span<T>
是 C# 7.2 引入的一个非常重要的类型,它提供了一种低开销、类型安全的方式来操作连续的内存区域。Span<T>
本质上是一个结构体,它封装了一个内存段的引用(通过指针)以及该内存段的长度。由于它直接操作内存,因此性能非常好,同时避免了使用指针时的安全风险,因为它提供了类型安全和边界检查。
主要用途
-
内存操作:
Span<T>
允许你以高效的方式读取、写入或操作内存中的数据,特别适用于处理大量数据或需要高性能的场景,如文件处理、网络通信、图像处理等。 -
数组和字符串操作:你可以将数组或字符串的一部分包装成一个
Span<T>
,然后对这个Span<T>
进行操作,而无需创建新的数组或字符串。 -
跨语言互操作性:
Span<T>
和相关的类型(如Memory<T>
)是 .NET Core 3.0 引入的跨平台内存模型的一部分,旨在提高与本地代码的互操作性,并允许高效地在托管代码和本地代码之间传递数据。
基本用法
int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 }; // 创建一个Span<int>,引用array的前三个元素
Span<int> span = new Span<int>(array, 0, 3); // 遍历Span并打印每个元素
foreach (var item in span)
{ Console.WriteLine(item);
} // 修改Span中的元素(也会修改原始数组)
span[0] = 10; // 再次打印原始数组,第一个元素已被修改
foreach (var item in array)
{ Console.WriteLine(item);
}
注意事项
-
生命周期:
Span<T>
仅仅是对现有内存区域的引用,因此它依赖于该内存区域的生命周期。如果Span<T>
引用的内存区域在Span<T>
还在使用时被释放或修改,那么这会导致未定义行为。 -
栈上分配:
Span<T>
设计为在栈上分配,以最小化内存分配的开销。然而,这意味着你不能将Span<T>
作为类的字段或属性,因为它不能安全地存储在堆上。如果需要跨方法边界传递Span<T>
,可以考虑使用Memory<T>
(它可以在堆上分配)或通过其他方式(如参数传递)来传递。 -
安全:虽然
Span<T>
提供了类型安全和边界检查,但开发者仍需注意确保不会越界访问内存,并且要确保Span<T>
引用的内存区域在Span<T>
生命周期内有效。
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