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c# - Structlayout 在调试版本中的行为不正确

问题描述

考虑以下程序：

using System.Runtime.InteropServices;
using System;
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        new magic
        {
            S = "Hello",
            C =
            {
                [0] = 'W',
                [1] = 'o',
                [2] = 'r',
                [3] = 'l',
                [4] = 'd',
            }
        };

        Console.WriteLine("Hello");
        Console.ReadKey();    
    }

    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    struct magic
    {
        [FieldOffset(0)]
        public string S;

        [FieldOffset(0)]
        public char[] C;
    }
}

为什么HeWor在使用调试和World（如预期的那样）发布时会打印？使用 .net 4.8 在 VS 2019 上测试

我知道这样做不仅仅是边界，但这背后有什么解释吗？

标签： c#struct

解决方案

对此没有有效的“预期”结果；行为完全未定义；正在发生的事情是您正在分配一个字符串引用S（这也C很明显），然后撒谎并与数组索引器代码交谈，但针对字符串的实例执行。由于这是 interned "Hello"，因此您将覆盖全局 interned "Hello"，但是：数组索引器操作码只知道如何与数组对话，因此偏移量是错误的。字符串和数组的内部布局可能不同（很明显，这取决于运行时、框架版本等），因此它可以（并且很明显）从对象头的错误偏移量开始更新字节。

至于为什么它适用于某些设置：再次，未定义的行为。未定义的行为被允许“工作”，其中空气报价很重要。

如果要正确获取偏移量，请使用fixed或ToSpan()/ ToMemory()。第一个允许将 astring视为 a char*; 第二个允许将 astring视为 a ReadOnlySpan<char>（但您可以使用MemoryMarshal将 a 升级ReadOnlyMemory<char>为Memory<char>）。

例子：

Console.WriteLine("Hello"); // Hello

// note: using MemoryMarshal.* is like using Unsafe.*; you
// are explicitly accepting the consequences if used incorrectly
var span = MemoryMarshal.AsMemory("Hello".AsMemory()).Span;
span[0] = 'W';
span[1] = 'o';
span[2] = 'r';
span[3] = 'l';
span[4] = 'd';
Console.WriteLine("Hello"); // World

// ditto, "unsafe" means you're accepting the consequences
fixed(char* c = "Hello")
{
    c[0] = 'd';
    c[1] = 'l';
    c[2] = 'r';
    c[3] = 'o';
    c[4] = 'W';
}
Console.WriteLine("Hello"); // dlroW

此外，它大概不需要说，但是......不要这样做！

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