C# StructLayout.Explicit 问题

Posted 2023-02-18

【中文标题】C# StructLayout.Explicit 问题

【英文标题】：C# StructLayout.Explicit Question

【发布时间】：2010-11-14 01:03:16

【问题描述】：

我试图理解为什么下面的第二个示例没有问题，但第一个示例给了我下面的异常。在我看来，这两个例子都应该根据描述给出一个例外。谁能赐教？

未处理的异常： System.TypeLoadException：不能 从加载类型“StructTest.OuterType” 程序集'StructTest，版本= 1.0.0.0， 文化=中立，PublicKeyToken=null' 因为它包含一个对象字段 未正确对齐的偏移量 0 或被非对象字段重叠。 在 StructTest.Program.Main（字符串 [] args) 按任意键继续。 . .

示例 1

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;

namespace StructTest

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
    struct InnerType
    
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 100)]
        char[] buffer;
    

    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    struct OuterType
    
        [FieldOffset(0)]
        int someValue;

        [FieldOffset(0)]
        InnerType someOtherValue;
    

    class Program
    
        static void Main(string[] args)
        
            OuterType t = new OuterType();
            System.Console.WriteLine(t);
        
    

---

示例 2

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;

namespace StructTest

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
    struct InnerType
    
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 100)]
        char[] buffer;
    

    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    struct OuterType
    
        [FieldOffset(4)]
        private int someValue;

        [FieldOffset(0)]
        InnerType someOtherValue;

    

    class Program
    
        static void Main(string[] args)
        
            OuterType t = new OuterType();
            System.Console.WriteLine(t);
        
    

【参考方案1】：

公共语言运行时包含一个验证程序，可确保正在运行的代码（可验证的 IL）不会损坏托管环境中的内存。这可以防止您声明这样一个字段重叠的结构。基本上，您的结构包含两个数据成员。一个整数（4 个字节）和一个本机整数（指针大小）。在您可能正在运行代码的 32 位 CLR 上，char[] 将占用 4 个字节，因此如果您将整数放在距离结构开头不到 4 个字节的位置，您将有重叠的字段。有趣的是，您的两个代码 sn-ps 在 64 位运行时均失败，因为指针大小为 8 个字节。

【讨论】：

我明白了，所以如果我想正确执行此操作，以便在 32 或 64 位机器上正常工作，我需要分别使用 8 和 0 的偏移量，对吗？问题是我真正想要创建的是一个联合，如果我不能使用相同的偏移量，它看起来最终不会是一个。

是的。它适用于偏移量为 8 和 0 的 x64 CLR。​​请注意，虽然代码 sn-p 有效，但如果您在现实世界的应用程序中执行此操作，您可能会与一些非托管的东西交互，这些东西会期望精确的偏移量。如果你将它设置为 8，它可能会在 32 位机器上失败（不是这个 sn-p 本身，而是你正在与之交互的非托管代码）。

顺便说一下，如果它们是 非托管类型，你可以有重叠的字段，但是 .NET 数组是一个引用类型（它不能根据 C# 规范被视为非托管类型）。因此，您不能将引用类型作为 C# 中的联合成员。如果你真的需要这个，你应该考虑使用指针类型之类的东西作为结构成员而不是数组。

谢谢。我正在研究直接在 OuterType 中使用大小为 100 的固定字符的不安全结构，而不是使用 InnerType。听起来这可能是更好的方法。

规则更加晦涩难懂。引用类型的两个字段（甚至完全不相关）可以重叠，在这种情况下，程序集是有效的，但不可验证（因此它将在 FullTrust 中运行）。所以你仍然可以通过重叠对不兼容类型的引用来搞砸事情。我认为“部分重叠”限制的原因是因为它绝对保证将GC吹出水面。而使用完全引用重叠 GC 就可以了，而且当您有一个鉴别器字段来跟踪类型时，它实际上会很有用（节省强制转换运行时类型检查）。

【参考方案2】：

我想我会用我用来创建工会的解决方案来回应——这是我的初衷。我使用了一个不安全的结构和一个固定数组，然后使用一个属性与固定数组进行交互。我相信这应该做我想做的。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;

namespace StructTest


    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    unsafe struct OuterType
    
        private const int BUFFER_SIZE = 100;

        [FieldOffset(0)]
        private int transactionType;

        [FieldOffset(0)]
        private fixed byte writeBuffer[BUFFER_SIZE];

        public int TransactionType
        
            get  return transactionType; 
            set  transactionType = value; 
        

        public char[] WriteBuffer
        
            set
            
                char[] newBuffer = value;

                fixed (byte* b = writeBuffer)
                
                    byte* bptr = b;
                    for (int i = 0; i < newBuffer.Length; i++)
                    
                         *bptr++ = (byte) newBuffer[i];
                    
                
            

            get
            
                char[] newBuffer = new char[BUFFER_SIZE];

                fixed (byte* b = writeBuffer)
                
                    byte* bptr = b;
                    for (int i = 0; i < newBuffer.Length; i++)
                    
                        newBuffer[i] = (char) *bptr++;
                    
                

                return newBuffer;
            
        
    

    class Program
    
        static void Main(string[] args)
        
            OuterType t = new OuterType();
            System.Console.WriteLine(t);