给定对结构的托管引用，如何获取对偏移量字段的托管引用？

Question

我正在尝试在 C# 中实现固定大小的数组，这些数组由 hacky 类型级数字参数化。参见 GitHub

我想实现一个方法，它将像这样工作：

static ref T Ref(this ref TContainer container, int index)
  where T: unmanaged
  where TContainer: unmanaged
  => ref container[index];

现在的问题是：我知道，TContainer 内部由 N 个 T 类型的字段组成。但它实际上并没有实现索引操作（或任何接口）。

我能做的是：

CheckIndex(index);
fixed (TContainer* self = &container) {
    T* data = (T*)self;
    return ref data[index];
}

这与 unsafe 一起编译，但我有两个问题：

像这样检索到的托管引用的生命周期是否会被正确跟踪？
在这种情况下使用 fixed 是否有任何性能成本？（例如 GC 固定、别名问题等）

此外，即使我将参数类型 ref TContainer 替换为 TContainer，上面带有 fixed 和 return ref 的示例也会编译，或者，这应该是同样的，只是将其声明为实例成员而不是扩展方法。它甚至可以在示例测试用例中工作，但我不明白为什么会这样，因为在正常情况下，结构实例方法不能 return ref this.field。

Answer 1

回答您的问题：

是的，因为您在固定时将非托管指针重建回托管指针；托管指针在任何时候都不能无效
不，fixed 使用 very-low 开销机制 - 基本上，fixed 只是将局部变量标记为具有特殊含义；当 GC 运行时，它已经遍历 stack-frames，当它这样做时，它会查找这些局部变量并注意它们的值应被视为固定 [=29] =]

但是！听起来您真正追求的概念是 Span<T>（或 Memory<T>）- Span<T> 基本上是使用托管指针的 "range"。

这是一个不使用 unsafe 的版本：

public static ref T Ref<T, TContainer>(this ref TContainer container, int index)
    where TContainer : unmanaged
    where T : unmanaged
{
    if (index < 0 || Unsafe.SizeOf<T>() * (index + 1) > Unsafe.SizeOf<TContainer>())
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index));
    ref T first = ref Unsafe.As<TContainer, T>(ref container);
    return ref Unsafe.Add<T>(ref first, index);
}

请注意，它仍然是 "unsafe"。

给定对结构的托管引用，如何获取对偏移量字段的托管引用？

Given a managed reference to a struct, how to obtain a managed reference to a field at offset?

c#

return-by-reference

c#-8.0