C# 中是不是可以使用基于堆栈的数组？

Posted 2023-02-21

【中文标题】C# 中是不是可以使用基于堆栈的数组？

【英文标题】：Are stack based arrays possible in C#?C# 中是否可以使用基于堆栈的数组？

【发布时间】：2011-01-28 04:52:50

【问题描述】：

假设，假设（阅读：我不认为我真的需要这个，但我很好奇这个想法突然出现在我的脑海中），一个人想要在堆栈上本地留出一个内存数组，而不是在堆上.例如，这样的事情：

private void someFunction()

    int[20] stackArray; //C style; I know the size and it's set in stone

我猜答案是否定的。我所能找到的只是基于堆的数组。如果有人需要这个，会有任何解决方法吗？有没有办法以“值类型”的方式留出一定数量的顺序内存？还是具有命名参数的结构是唯一的方法（就像 XNA 中的 Matrix struct 有 16 个命名参数 (M11-M44)）？

【参考方案1】：

你想要的是stackalloc;不幸的是，你只能在不安全的代码中使用它，这意味着它不会在有限的权限上下文中运行。

您还可以为每种元素类型创建一个包含必要数量的变量的结构，但您需要为每个想要使用的“数组”大小创建一个新类型

【讨论】：

嗯，原始的 LinkedList 怎么样？在你的结构集上一个/下一个相同类型的结构上......你没有得到 ICollection 语义，但对于 IEnumerable 来说可能就足够了......

感谢您的回复。是的，基于结构的 LinkedLists 可能吗？你知道为什么 .NET 中没有基于安全堆栈的数组选项吗？

@Frank：你不能这样做 - 当我尝试编译递归结构时，我得到一个'CS0523：结构成员 导致结构布局中的循环'

@thecoop 如果你让你的节点可以为空怎么办？

Nullable<T> 仍然是一个结构，所以它不会工作。想想看 - 当你声明一个递归结构时，你基本上是在要求 CLR 为无限的结构列表分配空间。

【参考方案2】：

我能想到的最接近基于堆栈的数组的东西是手动嵌套结构；对于大小为 N^M 的数组，代码大小为 O(MN)，访问时间为 O(M)；可以方便地缩放 M 和 N（例如，可以将 4096 元素数组处理为六层嵌套 4 元素结构、四层嵌套 8 元素结构或三层嵌套 16 元素结构、两层嵌套64 元素结构等）如果想要对 16 元素数组进行三层深度嵌套（可能是最实用的折衷方案），可以定义一个包含 f0 到 f15 字段的 16 元素结构，以及使用以下方法的访问方法switch/case 来选择一个元素。然后可以定义一个 16 元素的结构，一个 16 元素的结构，等等。

一般来说，使用标准数组比使用值类型结构来模拟数组要好，但有时将数组类的东西作为值类型会是有利的。值类型数组的优势在 .net 中往往会受到限制，但是，在处理通过引用操作值类型时存在一些限制。虽然如果可以通过编写“MyArrayishThing[1][2][3]”简单地从上述数组中访问元素 0x123 会很好，但这对于读取和写入来说效率低下（因为子表达式 MyArrayishThing[1 ] 将制作包含 256 个数组元素的结构的副本）。相反，有必要通过引用可以访问其中元素 2 的例程传递 MyArrayishThing[1] 并通过引用访问其中元素 3 的例程传递它。可以有效地做到这一点，但代码最终看起来相当讨厌。