.NET 歡樂程式設計術之型別超級轉換之術??

陳鑫偉發表於2019-07-25
程式設計型別

　　準備工作：先確保 VS 版本大於 2017，且支援C# 7.0 語言版本。然後新建 .Net Core 專案，在 Nuget 包管理上引入微軟霸霸官方包 System.Runtime.CompilerServices.Unsafe。此包提供了非常底層又符合 .Net CLR 的 API，包括操作指標，引用，記憶體的方法。

　　接下來我們就可以利用這個包，去獲取一個字串的記憶體資訊，然後更改這個字串的內容。眾所周知，.Net 中的字串是不可變的，C# 和 .Net 都極大的限制程式設計師不可修改字串的內容，因為一旦修改了字串的內容，將破環 CLR 的規則，使得程式變得不穩定。

　　首先我們定義一個與 String 型別欄位結構完全一樣的型別：

public sealed class MyString
{
    /// <summary>
    /// 字串的長度。
    /// </summary>
    public int _stringLength;

    /// <summary>
    /// 字串第一個字元，它與後續的字元的記憶體是連續的。
    /// </summary>
    public char _firstChar;
}

　　然後我們定義一個字串：

var str = "Dogwei 牛B!";

　　然後我們將這個字串超級轉換為 MyString 型別：

var myStr = System.Runtime.CompilerServices.Unsafe.As<MyString>(str);

　　現在我們可以修改字串的內容了：

var str = "Dogwei 牛B!";

var myStr = System.Runtime.CompilerServices.Unsafe.As<MyString>(str);
        
Unsafe.Add(ref myStr._firstChar, str.IndexOf('牛')) = 'S';

Console.WriteLine(str); // Output : Dogwei SB!

　　怎麼樣，是不是很有意思？我們再來試試修改字串長度：

myStr._stringLength = 6;

Console.WriteLine(str); // Output : Dogwei

myStr._stringLength = 999;

Console.WriteLine(str); // Dogwei SB!        ??翽         鄈淭翽...

　　長度超過字串本來的長度會輸出一串亂碼。

　　同樣轉換之後的方法也是可以執行的：

　

public class Demo
{
    public static void Main()
    {
        var str = "Dogwei 牛B!";

        var myStr = Unsafe.As<MyString>(str);

        myStr.SayHello();
    }
}
public sealed class MyString
{
    /// <summary>
    /// 字串的長度。
    /// </summary>
    public int _stringLength;

    /// <summary>
    /// 字串第一個字元，它與後續的字元的記憶體是連續的。
    /// </summary>
    public char _firstChar;

    public void SayHello()
    {
        var str = Unsafe.As<string>(this);

        var splits = str.Split(' ');

        var name = splits[0];

        var say = splits[1];

        Console.WriteLine($"Hello! my name is {name}, I am {say}.");
    }
}

　　但是執行方法有一個必須要注意的地方，就是執行的方法必須是最終方法！（何為最終方法請查閱微軟官方文件 System.Reflection.MethodInfo.IsFinal）。如果不是最終方法會怎麼樣呢？我們來試試：

　　同上例，Main 方法保持不變，修改 MyString 為如下：

public class MyString
{
    /// <summary>
    /// 字串的長度。
    /// </summary>
    public int _stringLength;

    /// <summary>
    /// 字串第一個字元，它與後續的字元的記憶體是連續的。
    /// </summary>
    public char _firstChar;

    public virtual void SayHello()
    {
        var str = Unsafe.As<string>(this);

        var splits = str.Split(' ');

        var name = splits[0];

        var say = splits[1];

        Console.WriteLine($"Hello! my name is {name}, I am {say}.");
    }
}

　　執行程式後什麼也沒發生，既沒執行，也沒報錯：

 

　　到這裡相信大家也對型別強轉超級之術有一點理解，但是這個“巫術”有一些限制：

　　1：不能轉換為值型別！

　　2：轉換之後必須顯式定義型別，否則將無意義。

 

 

　　下一章我們將講超級轉換之術二代！可以轉換任何物件，且是實際意義轉換。

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