C#借助FieldOffset属性实现共用体与强制类型转换

C#上还是新手，突然就接触到属性是不是有点超前了呢。先Mark下来。如果对于文章中的问题有更好的解决办法请告诉我。

这两天被C#的强制类型转换弄得有点不习惯。事出如此。

在C#中，我打算读二进制文。文件的结构很简单，一连串的紧密存储的int32值，以二进制方式存放。现在我希望随机读取第n个int32开始的i个值，并读入到数组中。结果查一下C#只能读到byte[]中，要不就是一个个读出来循环放int[]。追求效率的我当然不希望这样，如果能像C++那样将byte[]强制转换成int[]就好了。例如：

char tmp[64];		// 16个int。相当于C#的 byte[] tmp = new int[64];
int* dat;		// dat的指针。相当于C#的 int[] dat;
ifstream IF(...);	// 标准文件输入流。相当于C#的 FileStream FS = new FileStream(...);
IF.read(tmp, 64);	// 读取64个字节。  相当于C#的 FS.Read(tmp,0,64);
dat = (int*)tmp;	// 将tmp数组的首地址转为int类型，则数组以4个字节为一个int转换为int型的数组。
			// 数据在内存上没有任何变化，因为数据本来就是int型的。
                        // 关键是这一步在C#中无法直接实现。
for (int i = 0; i < 16; i++)
    cout << dat[i] << " "; // 输出数据。相当于C#的 Console.Write(dat[i]+" ");

在C#中无法直接实现，为此我想了好些办法，也查了好久，直到我见到了这样的代码：

using System;
using System.IO;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
// 提供各种各样支持 COM 互操作 及平台调用服务的成员
using System.Runtime.InteropServices;

namespace test
{
    class Program
    {
        // StructLayout使设计者可以控制类或结构的数据字段的物理布局
        // Explicit与FieldOffset一起可以控制每个数据成员的精确位置
        [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
        public struct S1
        {
            // FieldOffset控制字段所在的物理位置偏移为0
            [FieldOffset(0)]
            public byte[] a;
            // 同样偏移为0，开始位置与a重叠了。
            [FieldOffset(0)]
            public int[] b;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            S1 s = new S1(); // 要new，不然b会报“使用了可能未赋值的字段”
            s.a=new byte[64];

            FileStream FS = new FileStream("E:\\test.txt", FileMode.Open);
            // 以s.a来接收文件的数据
            FS.Read(s.a,0,64);

            // 自己保证读b的时候不要越界
            for (int i = 0; i < 16; i++) 
                Console.Write(s.b[i]+" "); // 以b来使用数据

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

原理实际上跟C++一样，将一个int[]型的变量指向与byte[]型变量相同的内存区域，跟C++中将dat指向char数组的首地址是一样的。同样，这样的结构体功能与C++的共用体是一样的，即一个结构可以作为多种数据类型，而具体是什么类型视情况而定。

测试所使用的文件就不上传了，有WinHex的可以自己编辑一个，没有的也可以写程序将从0xF到0x0的16个数以二进制方式输出到文件中。文件的内容用WinHex打开以16进制显示应该如下：

C#借助FieldOffset属性实现共用体与强制类型转换

猜你喜欢