Číst v angličtině

Sdílet prostřednictvím


System.Span<T> – struktura

Tento článek obsahuje doplňující poznámky k referenční dokumentaci pro toto rozhraní API.

Typ Span<T> je struktura odkazu , která je přidělena v zásobníku, nikoli ve spravované haldě. Typy ref struktur mají řadu omezení, aby se zajistilo, že je nelze upřednostnět na spravovanou haldu, včetně toho, že není možné je zadávat do rámečku, nedají se přiřadit k proměnným typu nebo Objectdynamic k žádnému typu rozhraní, nemůžou být pole v referenčním typu a nelze je použít napříč await hranicemi a yield hranicemi. Kromě toho volání dvou metod Equals(Object) , a GetHashCode, vyvolat NotSupportedException.

Důležité

Vzhledem k tomu, že se jedná o typ pouze zásobníku, Span<T> není vhodný pro mnoho scénářů, které vyžadují ukládání odkazů na vyrovnávací paměti v haldě. To platí například u rutin, které provádí asynchronní volání metod. V takových scénářích můžete použít doplňkové System.Memory<T> typy a System.ReadOnlyMemory<T> typy.

Pro rozsahy, které představují neměnné nebo jen pro čtení struktury, použijte System.ReadOnlySpan<T>.

Memory (Paměť)

A Span<T> představuje souvislou oblast libovolné paměti. Instance Span<T> se často používá k uložení prvků pole nebo části pole. Na rozdíl od pole ale Span<T> instance může odkazovat na spravovanou paměť, nativní paměť nebo paměť spravovanou v zásobníku. Následující příklad vytvoří Span<Byte> z pole:

// Create a span over an array.
var array = new byte[100];
var arraySpan = new Span<byte>(array);

byte data = 0;
for (int ctr = 0; ctr < arraySpan.Length; ctr++)
    arraySpan[ctr] = data++;

int arraySum = 0;
foreach (var value in array)
    arraySum += value;

Console.WriteLine($"The sum is {arraySum}");
// Output:  The sum is 4950

Následující příklad vytvoří Span<Byte> z 100 bajtů nativní paměti:

// Create a span from native memory.
var native = Marshal.AllocHGlobal(100);
Span<byte> nativeSpan;
unsafe
{
    nativeSpan = new Span<byte>(native.ToPointer(), 100);
}
byte data = 0;
for (int ctr = 0; ctr < nativeSpan.Length; ctr++)
    nativeSpan[ctr] = data++;

int nativeSum = 0;
foreach (var value in nativeSpan)
    nativeSum += value;

Console.WriteLine($"The sum is {nativeSum}");
Marshal.FreeHGlobal(native);
// Output:  The sum is 4950

Následující příklad používá klíčové slovo stackalloc jazyka C# k přidělení 100 bajtů paměti v zásobníku:

// Create a span on the stack.
byte data = 0;
Span<byte> stackSpan = stackalloc byte[100];
for (int ctr = 0; ctr < stackSpan.Length; ctr++)
    stackSpan[ctr] = data++;

int stackSum = 0;
foreach (var value in stackSpan)
    stackSum += value;

Console.WriteLine($"The sum is {stackSum}");
// Output:  The sum is 4950

Vzhledem k tomu Span<T> , že je abstrakce nad libovolným blokem paměti, metody Span<T> typu a metod s Span<T> parametry pracují s libovolným Span<T> objektem bez ohledu na druh paměti, který zapouzdřuje. Například každý z samostatných částí kódu, které inicializují rozsah a vypočítají součet jeho prvků, lze změnit na jednu inicializaci a výpočetní metody, jak ukazuje následující příklad:

public static void WorkWithSpans()
{
    // Create a span over an array.
    var array = new byte[100];
    var arraySpan = new Span<byte>(array);

    InitializeSpan(arraySpan);
    Console.WriteLine($"The sum is {ComputeSum(arraySpan):N0}");

    // Create an array from native memory.
    var native = Marshal.AllocHGlobal(100);
    Span<byte> nativeSpan;
    unsafe
    {
        nativeSpan = new Span<byte>(native.ToPointer(), 100);
    }

    InitializeSpan(nativeSpan);
    Console.WriteLine($"The sum is {ComputeSum(nativeSpan):N0}");

    Marshal.FreeHGlobal(native);

    // Create a span on the stack.
    Span<byte> stackSpan = stackalloc byte[100];

    InitializeSpan(stackSpan);
    Console.WriteLine($"The sum is {ComputeSum(stackSpan):N0}");
}

public static void InitializeSpan(Span<byte> span)
{
    byte value = 0;
    for (int ctr = 0; ctr < span.Length; ctr++)
        span[ctr] = value++;
}

public static int ComputeSum(Span<byte> span)
{
    int sum = 0;
    foreach (var value in span)
        sum += value;

    return sum;
}
// The example displays the following output:
//    The sum is 4,950
//    The sum is 4,950
//    The sum is 4,950

Pole

Když zabalí matici, Span<T> může zabalit celou matici stejně jako v příkladech v části Paměť . Protože podporuje řezy, Span<T> může také odkazovat na libovolnou souvislou oblast v rámci pole.

Následující příklad vytvoří řez prostředních pěti prvků celočíselného pole 10 prvků. Všimněte si, že kód zdvojnásobí hodnoty každého celého čísla v řezu. Jak ukazuje výstup, změny provedené rozsahem se projeví v hodnotách pole.

using System;

var array = new int[] { 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 };
var slice = new Span<int>(array, 2, 5);
for (int ctr = 0; ctr < slice.Length; ctr++)
    slice[ctr] *= 2;

// Examine the original array values.
foreach (var value in array)
    Console.Write($"{value}  ");
Console.WriteLine();

// The example displays the following output:
//      2  4  12  16  20  24  28  16  18  20

Řezy

Span<T> obsahuje dvě přetížení Slice metody, která tvoří řez z aktuálního rozsahu, který začíná na zadaném indexu. To umožňuje zpracovávat data v Span<T> sadě logických bloků dat, které je možné zpracovat podle potřeby částmi kanálu zpracování dat s minimálním dopadem na výkon. Například vzhledem k tomu, že moderní serverové protokoly jsou často textové, je manipulace s řetězci a podřetězci obzvláště důležitá. String Ve třídě je hlavní metoda pro extrakci podřetěžců Substring. Pro datové kanály, které se spoléhají na rozsáhlou manipulaci s řetězci, nabízí jeho použití určité pokuty za výkon, protože:

  1. Vytvoří nový řetězec pro uložení podřetězce.
  2. Zkopíruje podmnožinu znaků z původního řetězce do nového řetězce.

Toto přidělení a operaci kopírování lze odstranit pomocí nebo Span<T> ReadOnlySpan<T>, jak ukazuje následující příklad:

using System;

class Program2
{
    static void Run()
    {
        string contentLength = "Content-Length: 132";
        var length = GetContentLength(contentLength.ToCharArray());
        Console.WriteLine($"Content length: {length}");
    }

    private static int GetContentLength(ReadOnlySpan<char> span)
    {
        var slice = span.Slice(16);
        return int.Parse(slice);
    }
}
// Output:
//      Content length: 132