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C#中byte[]和byte*

本文主要是介绍C#中byte[]和byte*,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

C#中,byte数组在很多数据流中具有普遍的适用,尤其是和其他程序语言、其他架构设备、不同通讯协议等打交道时,字节流能够保证数据的传输安全可靠,可以认为是最接近底层的数据类型了,因此对字节数据的操作就很常见和必要了。常见的场景是字节数组的复制,截断等,常规、最简单粗暴的循环系列代码,这里就不啰嗦了,主要总结一些现有类所提供的方法。

一、byte[]的复制

byte[]具有数组的一般特性,复制数据可以使用如下方式:

1. Array.Copy方法

为了显示操作的结果,先写一个打印字节数组的函数:

static void PrintArray(byte[] x)
{
  foreach(byte b in x)
  {
    Console.Write(b + " ");
  }
  Console.WriteLine();
}

这是Array的静态方法,示例代码如下:

byte[] barr = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
byte[] x=new byte[5];
Array.Copy(barr, x, 4);
PrintArray(x);

显示数组x的结果是1 2 3 4 0,红色的来自源字节数组,因为初始化的数组,具有默认值0。这种方法可以从一个数组中复制从索引0开始的部分或全部元素。这种方式可以作为拷贝形式的字节数组截断。

 2. ConstrainedCopy方法

这个也是Array类的静态方法,函数原型为:

public static void ConstrainedCopy (Array sourceArray, int sourceIndex, Array destinationArray, int destinationIndex, int length);

这个函数从指定的源索引开始,复制 Array 中的一系列元素,将它们粘贴到另一 Array 中(从指定的目标索引开始),保证在复制未成功完成的情况下撤消所有更改。

测试代码如下:

byte[] barr = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
byte[] x = new byte[10];
Array.ConstrainedCopy(barr, 2, x, 6, 3);
PrintArray(x);

运行结果为:0 0 0 0 0 0 3 4 5 0,从源数组barr的第2个元素开始拷贝,放入目标数组x的第6个位置,且拷贝长度为3。

3. CopyTo方法

这是继承了ICollection接口的类需要实现的方法,该方法将元字节数组中的所有元素,都拷贝到了目标数组中,其中第二个参数是指定了源字节数组第0个字节在目标数组中的位置,测试代码如下:

byte[] barr = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
byte[] x=new byte[20];
barr.CopyTo(x, 10);
PrintArray(x);

显示的结果是0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,其中红色的是源目标数组中的值。

这种方法相对于第一种方法,更多的是应用于字节流的拼接。

4. Linq扩展方法

还有一种方式是Linq的扩展方法,这种方法比前面两种提供了更加灵活的操作,相关的扩展方法有Skip/Take, SkipLast/TakeLast,测试代码如下:

//需要using System.Linq;
byte[] barr = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
byte[] x=barr.Skip(1).Take(3).ToArray();
PrintArray(x);

显示的结果是2 3 4,Skip是去掉前面的元素,Take是截取多少个数据。也可以是从后面获取,例如:

byte[] x = barr.TakeLast(4).ToArray();

则最后的结果是7 8 9 0,即获取最后的4个元素。

当然,使用linq还可以有很多高级操作,例如我们只需要提取其中的奇数,可以使用:

byte[] x = barr.Where(b => b % 2 == 1).ToArray();

 关于Linq的使用,可以参考其他资料,此处不做展开论述了。

5. Clone方法

Array.Clone方法也可以实现拷贝,但是这种方式太生硬,只能完全复制,而且还需要做强制类型转换,个人不推荐使用。

 

二、byte[]的截断

前面通过复制的方式,可以获取字节数组的部分元素,但是需要一个新的数组,那么有没有在位截断的方法呢?也是有的,使用Array的静态方法Resize:

byte[] barr = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
Array.Resize(ref barr, 5);
PrintArray(barr);

测试结果是1 2 3 4 5。这种方式不需要额外的内存。

 

三、byte[]和byte*的互换

在C#中,偶尔还会碰到byte*的指针类型 ,这就会涉及到了byte*和byte[]之间的转换,以及byte*的复制等问题。

目前发现,从byte[]到byte*,或者反过来,没有直接的转换方法,不能像C语言那样有直接取数组的首地址,毕竟C#是一个强类型语言。

能做的只是分配地址,然后在其中拷贝数据,其中会牵扯到Iunsafe代码,以及ntPtr指针类型,可以将byte*理解为是IntPtr的强制类型转换。

1. 从byte[]到byte*

 测试代码如下:

byte[] barr = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
byte* bp = (byte*)Marshal.AllocHGlobal(5);
PrintPtr(bp, 5);
Marshal.Copy(barr, 3, (IntPtr)bp, 5);
PrintPtr(bp, 5);
Marshal.FreeHGlobal((IntPtr)bp);

其中PrintPtr函数如下:

static void PrintPtr(byte* bp,int n)
{
    for(int i=0;i<n;++i)
        Console.Write(bp[i] + " ");
    Console.WriteLine();
}

程序输出的结果是:

176 63 95 127 17
4 5 6 7 8

因为是堆上分配的,所以其中第一行的值是乱码,第二行的值是通过复制Marshal.Copy将其填充到了byte*所指向的地址。

2.从byte*转byte[]

 同样是使用Marshal的静态方法。测试代码如下:

byte[] barr = new byte[10];
byte* bp = (byte*)Marshal.AllocHGlobal(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
    bp[i] = (byte)i;
Marshal.Copy((IntPtr)bp, barr, 0, 10);
PrintArray(barr);
Marshal.FreeHGlobal((IntPtr)bp);

执行结果是输出0 1 2 3 4 5 6 7 8 9。

四、byte*的复制

byte*的复制,可以理解为是void*类型的复制,即内存数据的复制,在C#中表现为IntPtr所指向的两个内存,那么就有相关的函数可以使用,例如平台调用。

[DllImport("kernel32.dll", EntryPoint = "RtlCopyMemory", CharSet = CharSet.Ansi)]
public extern static long CopyMemory(IntPtr dest, IntPtr source, int size);

测试代码:

IntPtr p1 = Marshal.AllocHGlobal(10);
IntPtr p2 = Marshal.AllocHGlobal(20);
for (int i=0;i<10;i++)
{
    ((byte*)p1)[i] = (byte)i;
}
CopyMemory(p2, p1, 10);
PrintPtr((byte*)p1, 10);
PrintPtr((byte*)p2, 20);

Marshal.FreeHGlobal(p1);
Marshal.FreeHGlobal(p2);

运行的结果是:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 232 85 67 0 92 0 32 186 184 215

第二行后面十个元素是乱码。

有CopyMemory函数,自然也可以使用MoveMemory函数,定义如下:

[DllImport("kernel32.dll", EntryPoint = "RtlMoveMemory", CharSet = CharSet.Ansi)]
public extern static long MoveMemory(IntPtr dest, IntPtr source, int size);

两者的使用方法差不多,但是MoveMemory有个好处是当内存中出现重叠时,结果是唯一的,而CopyMemory似乎不能保证(测试显示效果相同,但是可能测试环境和数据偏少)。

 

这篇关于C#中byte[]和byte*的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!