Span<T> 范围运算符没有意义

Question

我一辈子都无法理解 Span 的范围运算符背后的逻辑。

我有一个包含 IP 协议的以下字节数组 header:

---------------------------------------------------------------------------------
|   |   |   |   |   |   |   |   |   |   | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 9 |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
---------------------------------------------------------------------------------
|                   other data                  |    src ip     |    dest ip    |
---------------------------------------------------------------------------------

使用范围运算符，我需要使用以下值来提取正确的 4 字节数组：

Span<byte> ipHeader = ethernetFrame.IPHeader;
byte[] sourceIpAddress = ipHeader[12..16].ToArray();
byte[] destinationIpAddress = ipHeader[16..20].ToArray();

如果相反，我使用 Slice 方法，我最终得到：

Span<byte> ipHeader = ethernetFrame.IPHeader;
byte[] sourceIpAddress = ipHeader.Slice(12, 4).ToArray();
byte[] destinationIpAddress = ipHeader.Slice(16, 4).ToArray();

要求我给出比实际结束索引值大 1 的结束值的范围运算符背后的逻辑是什么？

从性能的角度来看我也很好奇（因为这个特定的代码块每分钟运行数百万次），无论如何使用 Slice 会更有效吗？

Answer 1

I cannot for the life of me understand the logic behind the Range operator of a Span.

值得注意的是，这并非特定于 Span - C# 中的范围总是预期具有独占上限。（有关更多信息，请参阅 tutorial。）

What is the logic behind the range operator that requires me to give an end value that's 1 past the actual ending index value?

只是一个独占上限。上限通常是排他的，这有很多好处。例如，请注意您的图片中有两个 | 分隔线？它们位于索引 12 和 16 - 这是之前范围的上限和之后范围的下限。相同的数字在两个地方都有用，所以你不需要开始加一或减一。

请注意，独占上限在 for 循环中也很常见。如果您想手动复制该 src IP 地址，我怀疑您会做类似的事情：

for (int index = 12; index < 16; index++)
{
    // Copy item at index
}

我认为这比使用包含上限更符合习惯：

for (int index = 12; index <= 15; index++)
{
    // Copy item at index
}

它也自然适用于指定为开始和长度的范围：

for (int index = start; index < start + length; index++)
{
    // Copy item at index
}

（或者相反，使用独占上限，您只需从末尾减去开头即可找到长度，无需任何“加一”部分。）

I'm also curious from a performance perspective (because this particular code block runs millions of times per minute), would using Slice be more efficient anyway?

范围运算符已经对跨度进行了切片。构建新的字节数组可能效率低下 - 如果您可以避免这种情况并直接使用跨度，那将会更有效率。

Answer 2

一个有趣的 link 设计决策（包含与排除）可以找到 here。

报告中的结论是：

它允许 a.Length 作为没有 adding/subtracting 的端点 1.
它让一个范围的结尾成为下一个范围的开头而不重叠
它避免了 x..x-1

Span<T> 范围运算符没有意义

Span<T> range operator doesn't make sense

c#

.net

.net-5

c#-8.0