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C#(含Unity)unsafe指针快速反射第三篇(数组篇 )

作者:流觞曲水醉江蛟 时间:2023-09-18 阅读数:341 人阅读

C#(含Unity)unsafe指针快速反射第一篇(字段篇 )

C#(含Unity)unsafe指针快速反射第二篇(属性篇 )

C#(含Unity)unsafe指针快速反射第四篇(整合篇 )

C#(含Unity)unsafe指针快速反射第五篇(性能比较篇 )


Unity3D(已完成iL2cpp和Mono的编译)请访问:smopu/unity3d_quick_reflection: 在unity3D中使用指针进行快速反射 (github.com)

.Net Framework 和.Net Core请访问:smopu/CSharp_QuickReflection: C# .Net Framework Quick Reflection 快速反射 (github.com)
看了看各位读者,基本清一色的Unity程序员啊,以后写文章就专门针对Unity写吧

数组篇的内容比较少,我们都知道,数组本质就是一段物理上连续的内存,对于struct类型,所有的值都按顺序放在这段内存里。对于class类型,数组内存里面放的是一个指针,指针再指向堆中的内存。

我们只要找到第一个元素的地址位置,以及每个元素在数组内存中的长度,就能直接用指针访问即可

C#的数组是一个引用类型,和C/C++不同的地方在于,C#的数组存储了类型和数组长度。

对于Unity,我们有API:

UnsafeUtility.PinGCArrayAndGetDataAddress(Array target, out ulong gcHandle);

直接得到第一个元素位置的void*指针,后面的取值赋值跟C语言里面没有什么区别了

假设我们取到的第一个元素的指针变量为startItem

对于int数组

*(int*)(startItem + arrayWrap.elementTypeSize * i) = i; 

我们也可以用Unity的API来读写

主要API是 UnsafeUtility.ReadArrayElement 和 UnsafeUtility.WriteArrayElement

string value = UnsafeUtility.ReadArrayElement<string>(startItem, i);//读取
UnsafeUtility.WriteArrayElement<string>(arrayWrapOutData.startItemOffcet, i, value);//写入

非常方便

对于.Net framework和.Net Core,我们需要自己算元素位置(实际上Unity也能这样做)

.Net framework和.Net Core的数组内存分布如下:

对于一维数组:第一个是类型指针(64位占8字节,32位占4字节),第二个是数组长度(64位占8字节,32位占4字节),再后面就是第一个数组元素

对于多维数组:第一个是类型指针(64位占8字节,32位占4字节),第二个是数组整体长度(64位占8字节,32位占4字节),再后面就是每个维度的长度(4字节),再后面是每个维度的起始位置(4字节)也就是lowerBounds

本篇不考虑lowerBounds,当你直接创建一个多维数组的时候,lowerBounds默认就全是0


我们不使用API自己取值赋值的时候,要自己计算内存地址,跟第一篇的字段反射差不多,先取句柄,然后加上偏移量,再加上当前元素的索引乘以单个元素长度即可。

*pp + arrayWrapOutData.startItemOffcet + arrayWrap.elementTypeSize * i

.Net 5.0 Release 测试结果如下

unity编辑器下执行效果如下

我们可以看到,多维数组用指针访问的效率比原生还高。因为我们指针访问的时候没有越界检查,而多维数组维度越高,越界检查就越多,导致访问速度变慢了。

关于多维数组的反射,我还有一篇文章:C#反射序列化多维数组。读者朋友可以了解一下。

下一篇我将讲解整个反射库。

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