C语言中从交错数组到双指针的转换#

有点安全。

unsafe
{
    double[][] array = new double[3][];
    array[0] = new double[] { 1.25, 2.28, 3, 4 };
    array[1] = new double[] { 5, 6.24, 7.42, 8 };
    array[2] = new double[] { 9, 10.15, 11, 12.14 };

    GCHandle[] pinnedArray = new GCHandle[array.Length];
    double*[] ptrArray = new double*[array.Length];

    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        pinnedArray[i] = GCHandle.Alloc(array[i], GCHandleType.Pinned);
    }

    for (int i = 0; i < array.Length; ++i)
    {
        // as you can see, this pointer will point to the first element of each array
        ptrArray[i] = (double*)pinnedArray[i].AddrOfPinnedObject();
    }

    // here is your double**
    fixed(double** doublePtr = &ptrArray[0])
    {
        Console.WriteLine(**doublePtr);
    }

    // unpin all the pinned objects,
    // otherwise they will live in memory till assembly unloading
    // even if they will went out of scope
    for (int i = 0; i < pinnedArray.Length; ++i)
        pinnedArray[i].Free();
}

对问题的简要说明:

当我们在堆上分配一些对象时,它们可以被移动到垃圾收集上的另一个位置。所以,想象下一种情况:您已经分配了一些对象和内部数组,它们都被放置在堆的零代中。

所以,我们的目标是将一些对象固定在堆中,这样它们就不会移动。 要实现这一目标,我们必须做些什么?我们有 fixed 声明及 GCHandle.Allocate

首先,什么 GCHandle.Allocate 做它在内部系统表中创建一个新条目,该条目引用作为参数传递给方法的对象。所以,当垃圾收集器检查堆时,他会检查内部表中的条目,如果他找到条目,他会将对象标记为活动的,并且不会将其移出堆。然后,他将查看此对象是如何固定的,并且在压缩阶段不会移动内存中的对象。 fixed

汇总:已固定的每个对象 固定的 一旦他离开范围,将自动取消固定。在我们的例子中,它将出现在循环的下一次迭代中。

如何检查您的对象不会被移动或垃圾收集:只需消耗堆的所有预算进行零生成,并强制GC压缩堆。换句话说:在堆上创建很多对象。并在固定对象或修复对象后执行此操作。

for(int i = 0; i < 1000000; ++i)
{
    MemoryStream stream = new MemoryStream(10);
    //make sure that JIT will not optimize anything, make some work
    stream.Write(new Byte[]{1,2,3}, 1, 2);
}
GC.Collect();

小提示:有两种类型的堆–大对象堆和小对象堆。如果对象很大,则应该创建大对象来检查代码,否则小对象不会强制GC开始垃圾收集和压缩。

最后,这里是一些示例代码,向任何感兴趣的人演示了使用未固定/未固定指针访问底层数组的危险。

namespace DangerousNamespace
{
    // WARNING!
    // This code includes possible memory access errors with unfixed/unpinned pointers!
    public class DangerousClass
    {
        public static void Main()
        {
            unsafe
            {
                double[][] array = new double[3][];
                array[0] = new double[] { 1.25, 2.28, 3, 4 };
                array[1] = new double[] { 5, 6.24, 7.42, 8 };
                array[2] = new double[] { 9, 10.15, 11, 12.14 };

                fixed (double* junk = &array[0][0])
                {
                    double*[] arrayofptr = new double*[array.Length];
                    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
                        fixed (double* ptr = &array[i][0])
                        {
                            arrayofptr[i] = ptr;
                        }

                    for (int i = 0; i < 10000000; ++i)
                    {
                        Object z = new Object();
                    }
                    GC.Collect();

                    fixed (double** ptrptr = &arrayofptr[0])
                    {
                        for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
                        {
                            using (MemoryStream z = new MemoryStream(200))
                            {
                                z.Write(new byte[] { 1, 2, 3 }, 1, 2);
                            }
                        }
                        GC.Collect();
                        // should print 1.25
                        Console.WriteLine(*(double*)(*(double**)ptrptr));
                    }
                }
            }
        }
    }
}

double[][]是double[]的数组,而不是double*,所以要得到double**,我们首先需要一个double*[]

double[][] array = //whatever
//initialize as necessary

fixed (double* junk = &array[0][0]){

    double*[] arrayofptr = new double*[array.Length];
    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        fixed (double* ptr = &array[i][0])
        {
            arrayofptr[i] = ptr;
        }

    fixed (double** ptrptr = &arrayofptr[0])
    {
        //whatever
    }
}

我暂时采用了zachrrs的解决方案(这是我怀疑首先可能需要做的)。这里是一个扩展方法:

public static double** ToPointer(this double[][] array)
{
    fixed (double* arrayPtr = array[0])
    {
        double*[] ptrArray = new double*[array.Length];
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            fixed (double* ptr = array[i])
                ptrArray[i] = ptr;
        }

        fixed (double** ptr = ptrArray)
            return ptr;
    }
}