構造体へのポインタのFieldOffsetを固定バイト配列と同じ値に設定

Question

私はstackoverflowに新しいです。私はC＃構造体とそのレイアウトに関する質問があります。

はのは、以下の構造体を想定してみましょう：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)] 
public unsafe struct Link 
{ 
    // some primitive data (2 integers for example) 
} 

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack = 1)] 
public unsafe struct Node 
{ 
    [FieldOffset(0)] 
    public int LinkCount; 
    [FieldOffset(4)] 
    public Link* Links; 
    [FieldOffset(4)] 
    private fixed byte _linksData[10 * sizeof(Link)]; 
} 

その理由は、私はIO-パフォーマンスのためのblittable型タイプを必要とするということです。 私は数GBの大きさの非常に大きな（ノード当たり最大10のリンク）グラフに対処しなければなりません。 グラフはノード構造体の配列として表されます。 上記のような設定では、グラフファイルからバイトポインタ（もちろんバイトバッファを指しています）に100 MBを読み込み、それをNode *型のポインタにキャストすることを期待していました非常に良好な性能をもたらす。 最初に私のNode-structには、Link（Link0、...、Link10）型の別々の変数が10個しかありませんでした。しかし、コンパイル時にこれを設定可能にして、上記のNode-structにつなげるとよいでしょう。

私は望んでいたのは、リンクは同じフィールド位置を持っているので、_linksDataと同じメモリ位置を指しているだけです。 しかし、実際にはLinksポインタは常にnullポインタです。

私の質問は： リンクが_linksDataと同じメモリ位置を指す方法はありますか、別の構造体に埋め込まれた構造体の固定サイズの配列を持つ別の方法がありますか？事前にすべての答えを

おかげ - マルクス

はベンフォークトの記事を読んだ後、私はクラスに構造体を変更する必要なく、類似した何かをしようと試みました。以下は、どのように私のために働いています：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack = 1)] 
public unsafe struct Node 
{ 
    [FieldOffset(0)] 
    public int LinkCount; 
    [FieldOffset(4)] 
    private fixed byte _linksData[10 * sizeof(Link)]; 

    public Link* GetLinks() 
    { 
     fixed(byte* pLinksData = _linksData) 
     { 
      return (Link*)pLinksData; 
     } 
    } 
} 

Answer 1

実際にはポインタを格納しようとしていないと思います。ちょうど10個の要素にアクセスするための正しい型付けされた方法があります。どのように：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack = 1)] 
public unsafe struct Node 
{ 
    [FieldOffset(0)] 
    public int LinkCount; 
    [FieldOffset(4)] 
    private fixed byte _linksData[10 * sizeof(Link)]; 

    public Link* Links { get { return _linksData; } }; 
} 

いいえ、.NETは内部ポインタをサポートしていますが、C＃はサポートしていませんので、動作しません。固定したりスタックに配置したりすると、.NETオブジェクトへのポインタしか持てません。ここに該当するかどうかはわかりません。

:(

フルにラッパー時間

：私はクラスにNodeを変更しなければならなかった

public class LinkCollection 
{ 
    Node peer; 
    public LinkCollection(Node node) { peer = node; } 
    void CheckIndex(int index) { if (index < 0 || index >= 10) throw new ArgumentOutOfRangeException(); } 
    public Link default[int index] { 
     get { CheckIndex(index); return peer.GetLink(index); } 
     set { CheckIndex(index); peer.SetLink(index, value); } 
    } 
} 

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack = 1)] 
public unsafe class Node 
{ 
    [FieldOffset(0)] 
    public int LinkCount; 
    [FieldOffset(4)] 
    private fixed byte _linksData[10 * sizeof(Link)]; 

    unsafe Link GetLink(int index) { fixed(Link* plink = (Link*)&_linksData[0]) return plink[index]; } 
    unsafe void SetLink(int index, Link newvalue) { fixed(Link* plink = (Link*)&linksData[0]) plink[index] = newvalue; } 
    public LinkCollection Links { get { return new LinkCollection(this); } }; 
} 

注... P /呼び出しはまだかかわらず、ほとんど同じに行動しなければならない

。

これをしたくない場合は、拡張メソッドが答えになる可能性があります。

Answer 2

あなたはマーシャルblitable型のみです。これにより、IntPtr、string、byte、char int、float、double、decimal、および符号なしのインスタンスに制限されます。興味のある他のデータ構造体へのポインタを定義することはできません。これは現在サポートされていません。

Marhsalerは、最終的なインスタンスがどれくらいのスペースを取るかを知る必要があり、停止する時期を知る必要があります。マネージ型へのポインタを定義するときには、ポインターをマーシャリングする必要があります。これは、マネージ型になっているので、常にコピーバックされるためです。これらの問題はある程度解決できますが、私が知る限り、これは現在サポートされていません。おそらく.NET 4.5はいくつかの新しい機能をもたらします。

EDIT1：

は、あなたがのIntPtrとしてポインタを残して、単に自分で重い物を持ち上げる（マーシャリング）を行うために拡張メソッドを使用することができ、あなたの構造から何かを得るために。元のリンクが固定されているかどうかはわかりません。これは、リンクが移動不能（管理されていないデータまたは固定された管理オブジェクトのいずれか）ではないことを前提としています。

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Runtime.InteropServices; 


unsafe class Program 
{ 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     Link[] arr = new Link[] { 
      new Link(1), 
      new Link(2), 
      new Link(3), 
      new Link(4), 
     }; 

     fixed (Link* pLinks = arr) // for demo purposes create a node instance 
     { 
      var nde = new Node 
      { 
       LinkCount = arr.Length, 
       Links = new IntPtr(pLinks) // Marshal as IntPtr is safe, later the data can be retrieved via an Extension method. 
      }; 

      foreach (var link in nde.GetLinks()) 
      { 
       Console.WriteLine("Link {0}", link.I); 
      } 
     }; 
    } 
} 

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)] 
public unsafe struct Link 
{ 
    // some primitive data (2 integers for example) 
    public int I; 

    public Link(int i) 
    { 
     I = i; 
    } 
} 

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack = 1)] 
public unsafe struct Node 
{ 
    [FieldOffset(0)] 
    public int LinkCount; 
    [FieldOffset(4)] 
    public IntPtr Links; // this assumes that the Links is some unsafe buffer which is not under GC control or it is pinned 
} 


static class LinkExtensions 
{ 
    public static IEnumerable<Link> GetLinks(this Node node) 
    { 
     for (int i = 0; i < node.LinkCount; i++) // very efficient if you want to traverse millions of nodes without marshalling all of them at once 
     { 
      // alternatively you can also use a memcpy (PInvoke to msvcrt.dll) to fill in the data from a given offset. 
      // it is up to you to decide which is faster 
      yield return (Link)Marshal.PtrToStructure(node.Links + IntPtr.Size * i, typeof(Link)); 
     } 
    } 
}