.NET的基元類型包括什么及Unmanaged和Blittable類型詳解
在討論.NET的類型系統(tǒng)的時(shí)候,我們經(jīng)常提到“基元類型(Primitive Type)”的概念,我發(fā)現(xiàn)很多人并沒有真正理解基元類型就究竟包含哪些(比如很多人覺得字符串是基元類型)。除了明確界定基元類型外,本篇文章還會(huì)簡單介紹額外兩種關(guān)于類型的概念——Unmanaged類型和Blittable類型。
一、Primitive Type二、Unmanaged Type三、Blittable Type
一、Primitive Type.NET下的基元類型(Primitive Type)如下14個(gè)。我們可以這樣來記:長度(字節(jié)數(shù))分別為1、2、4、8的有/無符號的整數(shù);外加兩個(gè)基于指針寬度(下x86=4; x64=8)的整數(shù),計(jì)10個(gè)。長度(字節(jié)數(shù))分別為4和8的單精度和雙精度浮點(diǎn)數(shù),計(jì)2個(gè)。外加布爾類型和字符類型, 計(jì)2個(gè)。所以我們熟悉的String(string)和Decimal(decimal)并不是基元類型。
整數(shù)(10):Byte(byte)/SByte(sbyte), Int16(short)/UInt16(ushort), Int32(int)/UInt32(uint), Int64(long)/UInt64(ulong), IntPtr(nint)/UIntPtr(nuint)浮點(diǎn)(2):Float(float), Double(double)布爾(1):Boolean(bool)字符(1):Char(char)對于某個(gè)指定的Type對象,我們可以利用它的IsPrimitive屬性確定它是否為基元類型。
public abstract class Type{ public bool IsPrimitive { get; }}Type對象的IsPrimitive屬性值最終來源于RuntimeTypeHandle類型如下這個(gè)內(nèi)部靜態(tài)方法IsPrimitive。從該方法的實(shí)現(xiàn)和CorElementType的枚舉成員也可以看出,枚舉值2-13,外加CorElementType.I(IntPtr)和CorElementType.U(UIntPtr)這14個(gè)類型屬于基元類型的范疇,這與上面的列表是一致的。
public struct RuntimeTypeHandle{ [SecuritySafeCritical] internal static bool IsPrimitive(RuntimeType type) {CorElementType corElementType = GetCorElementType(type);if (((int)corElementType < 2 || (int)corElementType > 13) && corElementType != CorElementType.I){ return corElementType == CorElementType.U;}return true; }}[Serializable]internal enum CorElementType : byte{ End = 0, Void = 1, Boolean = 2, Char = 3, I1 = 4, U1 = 5, I2 = 6, U2 = 7, I4 = 8, U4 = 9, I8 = 10, U8 = 11, R4 = 12, R8 = 13, String = 14, Ptr = 15, ByRef = 16, ValueType = 17, Class = 18, Var = 19, Array = 20, GenericInst = 21, TypedByRef = 22, I = 24, U = 25, FnPtr = 27, Object = 28, SzArray = 29, MVar = 30, CModReqd = 31, CModOpt = 32, Internal = 33, Max = 34, Modifier = 64, Sentinel = 65, Pinned = 69}二、Unmanaged Type顧名思義,Unmanaged類型可以理解不涉及托管對象引用的值類型。如下的類型屬于Unmanaged 類型的范疇:
14種基元類型+Decimal(decimal)
枚舉類型
指針類型(比如int*, long*)
只包含Unmanaged類型字段的結(jié)構(gòu)體
如果要求泛型類型是一個(gè)Unmananged類型,我們可以按照如下的方式使用unmanaged泛型約束。我在《如何計(jì)算一個(gè)實(shí)例占用多少內(nèi)存?》提到過,只有Unmananged類型采用使用sizeof操作符計(jì)算大小。
public static unsafe int SizeOf<T>() where T : unmanaged{ return sizeof(T);}三、Blittable TypeBlittable是站在基于P/Invoke的互操作(InterOp)角度對傳遞的值是否需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換(Marshaling)而作的分類。Blittable類型要求在托管內(nèi)存和非托管內(nèi)存具有完全一致的表示。如果某個(gè)參數(shù)為Blittable類型,在一個(gè)P/Invoke方法調(diào)用非托管方法的時(shí)候,該參數(shù)就無需要作任何的轉(zhuǎn)換。與之類似,如果調(diào)用方法的返回值是Blittable類型,在回到托管世界后也無需轉(zhuǎn)換。如下的類型屬于Blittable類型范疇:
除Boolean(bool)和Char(char)之外的12種基元類型,因?yàn)椴紶栔礣rue在不同的平臺(tái)可能會(huì)表示成1或者-1,對應(yīng)的字節(jié)數(shù)可能是1、2或者4,字符涉及不同的編碼(Unicode和ANSI),所以這兩種類型并非Blittable類型;Blittable基元類型的一維數(shù)組;采用Sequential和Explicitly布局的且只包含Blittable類型成員的結(jié)構(gòu)或者類,因?yàn)椴捎眠@兩種布局的對象最終會(huì)按照一種確定的格式轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的C風(fēng)格的結(jié)構(gòu)體。如果采用Auto布局,CLR會(huì)按照少占用內(nèi)存的原則對字段成員重新排序,意味著其內(nèi)存結(jié)構(gòu)是不確定的。順便強(qiáng)調(diào)一下,DateTime/DateTimeOffset都采用Auto布局(如下所示),Guid雖然是一個(gè)默認(rèn)采用Sequential布局的結(jié)構(gòu)體,但是最終映射在內(nèi)存種的字節(jié)依賴于字節(jié)序(Endianness),所以具有這三種類型字段的結(jié)構(gòu)體或者類都不是Blittable類型。
[Serializable][StructLayout(LayoutKind.Auto)]public struct DateTime{ }[Serializable][StructLayout(LayoutKind.Auto)]public struct DateTimeOffset{ }只有Blittable類型的實(shí)例才能調(diào)用GCHandle的靜態(tài)方法Alloc為其創(chuàng)建一個(gè)Pinned類型的GC句柄。以如下的代碼為例,類Foobar的兩個(gè)屬性都是Blittable類型,我們通過標(biāo)注在類型上的StructLayoutAttribute將布局類型顯式設(shè)置成Sequential使其稱為了一個(gè)Blittable類型。
GCHandle.Alloc(new Foobar(), GCHandleType.Pinned);[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]public class Foobar{ public int Foo { get; set; } public double Bar { get; set; }}如果Foobar類定義成如下的形式,都不能使其稱為一個(gè)Blittable類型。前者默認(rèn)采用Auto布局,后者的Bar屬性并不是Blittable類型。如果將這樣Foobar對象作為參數(shù)按照上面的方式調(diào)用GCHandle. Alloc方法,會(huì)直接拋出ArgumentException異常,并提示“Object contains non-primitive or non-blittable data. (Parameter 'value')”。
public class Foobar{ public int Foo { get; set; } public double Bar { get; set; }}[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]public class Foobar{ public int Foo { get; set; } public DateTime Bar { get; set; }}到此這篇關(guān)于.NET的基元類型包括什么及Unmanaged和Blittable類型詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān).NET的基元類型內(nèi)容請搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)!
