c#将数组类型转换为另一种数组类型，无需复制和迭代答案

【问题标题】：c# convert array type to another array type without copying and iteratingc#将数组类型转换为另一种数组类型，无需复制和迭代
【发布时间】：2021-04-07 08:47:23
【问题描述】：

我正在尝试将存储为 uint[] 的 UTF-32 编码字符串解码为 string 类型。

为此，我想使用System.Text.Encoding.UTF32.GetString 方法。但是，此函数的重载采用 Byte[] 或 Byte*。我不介意在这种特殊情况下使用 unsafe （但是来自 C，我不知道这样做的后果）

我想出了一种方法，将整个数组直接或间接复制到另一个byte[] 类型的数组。在这个问题中，我只想知道是否可以将uint[] 转换为byte[]（或byte*，如果不能转换为byte[]）无需复制。

【问题讨论】：

标签： c# casting

【解决方案1】：

如果您使用 .NET Core 2.1+ / .NET Standard 2.1+，您可以使用 MemoryMarshal.AsBytes 在您的阵列上获取 Span<byte>，然后有一个 Encoding.GetString overload 需要 ReadOnlySpan<byte>。

Span<byte> bytes = MemoryMarshal.AsBytes(uintArray.AsSpan());
string str = Encoding.UTF32.GetString(bytes);

我相信您已经知道，请确保您的机器的字节序与您正在使用的 UTF32Encoding 实例的字节序匹配！例如

var encoding = new UTF32Encoding(bigEndian: !BitConverter.IsLittleEndian, byteOrderMark: false);

【讨论】：

Span<T> 仅在 .NET Framework >= 5.0 中可用，我没有，我不想向用户推送，我希望有 .NET Framework > = 4.0
Span<T> 也可在 .NET Core 2.1+ / .NET Standard 2.1+ 中使用——仍然超出 .NET Framework 的范围，但仍然存在 3 年之久！（请注意，它是“.NET 5”——“.NET Framework”是旧版运行时，在 4.8 版停止）
@canton7 Span<T> 可能可用，但Encoding 缺少有用的方法，这意味着：您最终不得不在跨度上使用fixed。 NetFX 没有实现 netstandard2.1，也永远不会——只有 netstandard2.0，即使那也是一个巨大的 hack。不过，我完全同意这是正确的方法。
@MarcGravell Encoding.GetString(ROS) 也在 .NET Core 2.1 中引入。我从未声称任何这些在 .NET Framework 中有效，仅在 .NET Core 2.1+ / .NET Standard 2.1+ 中有效
@canton7 是的，完全理解 - 我只是在 OP 的前提下赞扬“我不想强迫用户，我希望 .NET Framework >= 4.0”以及 .NET Core 2.1/.NET Standard 2.1 上的 cmets；我也完全相信我们会尽可能放弃 netfx：blog.marcgravell.com/2020/01/…

【解决方案2】：

如果可能，您应该绝对在 canton7 here 的同一问题上使用 span 方法。

这个答案只是为了补充问题中的一些信息，具体来说：

我不介意在这种特殊情况下使用 unsafe（但是来自 C，我不知道这样做的后果）

此信息相关的主要时间是：

跨度在您的目标平台中不可用（或无法与您正在使用的 API 一起使用）
您正在通过 P/Invoke 与非托管库交谈

只是添加一些术语：byte* 是一个 非托管 指针（“不安全”），ref byte 是一个托管指针（“安全”，相对请讲）。跨度基本上是“托管指针，加上长度”；所以：Span<byte>（或ReadOnlySpan<byte>）与一对byte*和int（长度）大致相当（在非管理土地上）。巨大的区别在于垃圾收集器理解托管指针（包括跟踪它们所接触的内容，并在决定移动内存时修复它们），并且甚至不查看 非托管指针（它们只是不透明的本机整数） - 所以：保持一切托管可以避免很多问题。

因此，如果您获得 unmanaged 指向数据的指针，那么您的工作就是确保数据在您移动时不会被移动使用它，这会使您的指针无效。为此，您通常使用fixed 关键字，即（在unsafe 块中）：

uint[] data = ...
fixed (uint* u32ptr = data)
{
    // we can coerce pointers:
    byte* bptr = (byte*)u32ptr;

    // TODO: and now we can use that byte* (along with data.Length * sizeof(uint))
    // to pass to e.g. Encoding methods
    return Encoding.UTF32.GetString(bptr, data.Length * sizeof(uint));
}

重要的是不要以可以转义 fixed 块的方式存储这样的指针（此处为u32ptr 或bptr）。例如，将其存储在字段中。只要你不这样做那个，你就没事：垃圾收集器知道如何解释fixed，并且知道当线程在里面时它不能移动data地区; fixed 是一种非常低成本的临时固定数据方式。有一种 second 方式，用于更长的运行需求 - 通常是因为您将 managed 内存交给了 unmanaged API，然后该 API 会保存指针作为一个字段比在fixed 区域内使用的P/Invoke 调用更长 - GCHandle 类型为GCHandleType.Pinned - 但通常应该避免这种情况。

【讨论】：