淺談C#數(shù)組結(jié)構(gòu)
在 C# 代碼中，大量摻雜著包括普通類型和C#數(shù)組結(jié)構(gòu)，如定義 PE 文件頭結(jié)構(gòu)的 IMAGE_OPTIONAL_HEADER 結(jié)構(gòu)定義如下：
- typedef struct _IMAGE_DATA_DIRECTORY {
- DWORD VirtualAddress;
- DWORD Size;
- } IMAGE_DATA_DIRECTORY, *PIMAGE_DATA_DIRECTORY;
- #define IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES16
- typedef struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
- WORDMagic;
- //...
- DWORD NumberOfRvaAndSizes;
- IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
- } IMAGE_OPTIONAL_HEADER32, *PIMAGE_OPTIONAL_HEADER32;
在C#中這樣在結(jié)構(gòu)中使用數(shù)組是完全正確的，因?yàn)檫@些數(shù)組將作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的一部分，在對(duì)結(jié)構(gòu)操作時(shí)直接訪問結(jié)構(gòu)所在內(nèi)存塊。但在 C# 這類語言中，則無法直接如此使用，因?yàn)閿?shù)組是作為一種特殊的引用類型存在的，如定義：
- public struct IMAGE_DATA_DIRECTORY
- {
- public uint VirtualAddress;
- public uint Size;
- }
- public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER
- {
- public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16;
- public ushort Magic;
- //...
- public uint NumberOfRvaAndSizes;
- public IMAGE_DATA_DIRECTORY DataDirectory[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
- }
這樣定義C#數(shù)組結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤，會(huì)在編譯時(shí)獲得一個(gè) CS0650 錯(cuò)誤：
語法錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的數(shù)組聲明符。若要聲明托管數(shù)組，秩說明符應(yīng)位于變量標(biāo)識(shí)符之前，如果改用 C# 中引用類型的類似定義語法，如：
- public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER
- {
- public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16;
- public ushort Magic;
- //...
- public uint NumberOfRvaAndSizes;
- public IMAGE_DATA_DIRECTORY[] DataDirectory =
new IMAGE_DATA_DIRECTORY[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];- }
則得到一個(gè) CS0573 錯(cuò)誤：結(jié)構(gòu)中不能有實(shí)例字段初始值設(shè)定項(xiàng)
因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)內(nèi)是不能夠有引用類型的初始化的，這與 class 的初始化工作不同。如此一來只能將數(shù)組的初始化放到構(gòu)造函數(shù)中，而且結(jié)構(gòu)還不能有無參數(shù)的缺省構(gòu)造函數(shù)，真是麻煩。
- public struct IMAGE_OPTIONAL_HEADER
- {
- public const int IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES = 16;
- public ushort Magic;
- public uint NumberOfRvaAndSizes;
- public IMAGE_DATA_DIRECTORY[] DataDirectory;
- public IMAGE_OPTIONAL_HEADER(IntPtr ptr)
- {
- Magic = 0;
- NumberOfRvaAndSizes = 0;
- DataDirectory = new IMAGE_DATA_DIRECTORY[IMAGE_NUMBEROF_DIRECTORY_ENTRIES];
- }
- }
這樣一來看起來似乎能使了，但如果使用 Marshal.SizeOf(typeof(IMAGE_OPTIONAL_HEADER)) 看看就會(huì)發(fā)現(xiàn)，其長(zhǎng)度根本就跟 C/C++ 中定義的長(zhǎng)度不同。問題還是在于結(jié)構(gòu)中數(shù)組，雖然看起來此數(shù)組是定義在結(jié)構(gòu)內(nèi)，但實(shí)際上在此結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)指向 IMAGE_DATA_DIRECTORY[] 數(shù)組類型的指針而已，本應(yīng)保存在 DataDirectory 未知的數(shù)組內(nèi)容，是在托管堆中。以上介紹C#數(shù)組結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤。
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