System.Span<T> , struktura
Ten artykuł zawiera dodatkowe uwagi dotyczące dokumentacji referencyjnej dla tego interfejsu API.
Typ Span<T> jest strukturą ref przydzielaną na stosie, a nie zarządzaną stertą. Typy struktur ref mają wiele ograniczeń, aby upewnić się, że nie mogą być promowane do zarządzanej sterty, w tym, że nie można ich wpisać w polu, nie mogą być przypisane do zmiennych typu Objectlub dynamic do dowolnego typu interfejsu, nie mogą być polami w typie odwołania i nie mogą być używane przez await granice i yield . Ponadto wywołania dwóch metod Equals(Object) i GetHashCode, zgłaszają wartość NotSupportedException.
Ważne
Ponieważ jest to typ tylko stosu, Span<T> jest nieodpowiedni dla wielu scenariuszy, które wymagają przechowywania odwołań do buforów na stercie. Dotyczy to na przykład procedur, które tworzą wywołania metody asynchronicznej. W takich scenariuszach można użyć typów uzupełniających System.Memory<T> i System.ReadOnlyMemory<T> .
W przypadku zakresów reprezentujących niezmienne lub tylko do odczytu użyj polecenia System.ReadOnlySpan<T>.
Pamięć
Obiekt Span<T> reprezentuje ciągły region dowolnej pamięci. Wystąpienie Span<T> jest często używane do przechowywania elementów tablicy lub części tablicy. W przeciwieństwie do tablicy wystąpienie Span<T> może jednak wskazywać pamięć zarządzaną, pamięć natywną lub pamięć zarządzaną na stosie. Poniższy przykład tworzy obiekt Span<Byte> na podstawie tablicy:
// 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
// Create a span over an array.
let array = Array.zeroCreate<byte> 100
let arraySpan = Span<byte> array
let mutable data = 0uy
for i = 0 to arraySpan.Length - 1 do
arraySpan[i] <- data
data <- data + 1uy
let mutable arraySum = 0
for value in array do
arraySum <- arraySum + int value
printfn $"The sum is {arraySum}"
// Output: The sum is 4950
Poniższy przykład tworzy obiekt Span<Byte> z 100 bajtów pamięci natywnej:
// Create a span from native memory.
var native = Marshal.AllocHGlobal(100);
Span<byte> nativeSpan;
unsafe
{
nativeSpan = new Span<byte>(native.ToPointer(), 100);
}
byte data = 0;
for (int ctr = 0; ctr < nativeSpan.Length; ctr++)
nativeSpan[ctr] = data++;
int nativeSum = 0;
foreach (var value in nativeSpan)
nativeSum += value;
Console.WriteLine($"The sum is {nativeSum}");
Marshal.FreeHGlobal(native);
// Output: The sum is 4950
// Create a span from native memory.
let native = Marshal.AllocHGlobal 100
let nativeSpan = Span<byte>(native.ToPointer(), 100)
let mutable data = 0uy
for i = 0 to nativeSpan.Length - 1 do
nativeSpan[i] <- data
data <- data + 1uy
let mutable nativeSum = 0
for value in nativeSpan do
nativeSum <- nativeSum + int value
printfn $"The sum is {nativeSum}"
Marshal.FreeHGlobal native
// Output: The sum is 4950
W poniższym przykładzie użyto słowa kluczowego stackalloc języka C#, aby przydzielić 100 bajtów pamięci na stosie:
// Create a span on the stack.
byte data = 0;
Span<byte> stackSpan = stackalloc byte[100];
for (int ctr = 0; ctr < stackSpan.Length; ctr++)
stackSpan[ctr] = data++;
int stackSum = 0;
foreach (var value in stackSpan)
stackSum += value;
Console.WriteLine($"The sum is {stackSum}");
// Output: The sum is 4950
// Create a span on the stack.
let mutable data = 0uy
let stackSpan =
let p = NativeInterop.NativePtr.stackalloc<byte> 100 |> NativeInterop.NativePtr.toVoidPtr
Span<byte>(p, 100)
for i = 0 to stackSpan.Length - 1 do
stackSpan[i] <- data
data <- data + 1uy
let mutable stackSum = 0
for value in stackSpan do
stackSum <- stackSum + int value
printfn $"The sum is {stackSum}"
// Output: The sum is 4950
Ponieważ Span<T> jest abstrakcją w dowolnym bloku pamięci, metody Span<T> typu i metod z parametrami Span<T> działają na dowolnym Span<T> obiekcie niezależnie od rodzaju pamięci, która hermetyzuje. Na przykład każda z oddzielnych sekcji kodu, które inicjują zakres i obliczają sumę swoich elementów, można zmienić na pojedyncze metody inicjowania i obliczania, jak pokazano w poniższym przykładzie:
public static void WorkWithSpans()
{
// Create a span over an array.
var array = new byte[100];
var arraySpan = new Span<byte>(array);
InitializeSpan(arraySpan);
Console.WriteLine($"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
open System
open System.Runtime.InteropServices
open FSharp.NativeInterop
// Package FSharp.NativeInterop.NativePtr.stackalloc for reuse.
let inline stackalloc<'a when 'a: unmanaged> length : Span<'a> =
let voidPointer = NativePtr.stackalloc<'a> length |> NativePtr.toVoidPtr
Span<'a>(voidPointer, length)
let initializeSpan (span: Span<byte>) =
let mutable value = 0uy
for i = 0 to span.Length - 1 do
span[i] <- value
value <- value + 1uy
let computeSum (span: Span<byte>) =
let mutable sum = 0
for value in span do
sum <- sum + int value
sum
let workWithSpans () =
// Create a span over an array.
let array = Array.zeroCreate<byte> 100
let arraySpan = Span<byte> array
initializeSpan arraySpan
printfn $"The sum is {computeSum arraySpan:N0}"
// Create an array from native memory.
let native = Marshal.AllocHGlobal 100
let nativeSpan = Span<byte>(native.ToPointer(), 100)
initializeSpan nativeSpan
printfn $"The sum is {computeSum nativeSpan:N0}"
Marshal.FreeHGlobal native
// Create a span on the stack.
let stackSpan = stackalloc 100
initializeSpan stackSpan
printfn $"The sum is {computeSum stackSpan:N0}"
// The example displays the following output:
// The sum is 4,950
// The sum is 4,950
// The sum is 4,950
Tablice
Gdy opakowuje tablicę, Span<T> może opakowować całą tablicę, tak jak w przykładach w sekcji Pamięć . Ponieważ obsługuje fragmentowanie, Span<T> może również wskazywać dowolny ciągły zakres w tablicy.
Poniższy przykład tworzy wycinkę środkowych pięciu elementów tablicy całkowitej 10 elementów. Zwróć uwagę, że kod podwaja wartości każdej liczby całkowitej w wycinku. Jak pokazują dane wyjściowe, zmiany wprowadzone przez zakres są odzwierciedlane w wartościach tablicy.
using System;
var array = new int[] { 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 };
var slice = new Span<int>(array, 2, 5);
for (int ctr = 0; ctr < slice.Length; ctr++)
slice[ctr] *= 2;
// Examine the original array values.
foreach (var value in array)
Console.Write($"{value} ");
Console.WriteLine();
// The example displays the following output:
// 2 4 12 16 20 24 28 16 18 20
module Program
open System
[<EntryPoint>]
let main _ =
let array = [| 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20 |]
let slice = Span<int>(array, 2, 5)
for i = 0 to slice.Length - 1 do
slice[i] <- slice[i] * 2
// Examine the original array values.
for value in array do
printf $"{value} "
printfn ""
0
// The example displays the following output:
// 2 4 12 16 20 24 28 16 18 20
Wycinki
Span<T> zawiera dwa przeciążenia Slice metody, które tworzą wycinkę bieżącego zakresu, który rozpoczyna się od określonego indeksu. Dzięki temu można traktować dane w Span<T> zestawie fragmentów logicznych, które mogą być przetwarzane zgodnie z potrzebami przez fragmenty potoku przetwarzania danych z minimalnym wpływem na wydajność. Na przykład, ponieważ nowoczesne protokoły serwera są często oparte na tekście, manipulowanie ciągami i podciągami jest szczególnie ważne. String W klasie główna metoda wyodrębniania podciągów to Substring. W przypadku potoków danych, które opierają się na obszernej manipulacji ciągami, jego użycie oferuje pewne kary za wydajność, ponieważ:
- Tworzy nowy ciąg do przechowywania podciągów.
- Kopiuje podzbiór znaków z oryginalnego ciągu do nowego ciągu.
Tę operację alokacji i kopiowania można wyeliminować przy użyciu metody Span<T> lub ReadOnlySpan<T>, jak pokazano w poniższym przykładzie:
using System;
class Program2
{
static void Run()
{
string contentLength = "Content-Length: 132";
var length = GetContentLength(contentLength.ToCharArray());
Console.WriteLine($"Content length: {length}");
}
private static int GetContentLength(ReadOnlySpan<char> span)
{
var slice = span.Slice(16);
return int.Parse(slice);
}
}
// Output:
// Content length: 132
module Program2
open System
let getContentLength (span: ReadOnlySpan<char>) =
let slice = span.Slice 16
Int32.Parse slice
let contentLength = "Content-Length: 132"
let length = getContentLength (contentLength.ToCharArray())
printfn $"Content length: {length}"
// Output:
// Content length: 132
Opinia
Dostępne już wkrótce: W 2024 r. będziemy stopniowo wycofywać zgłoszenia z serwisu GitHub jako mechanizm przesyłania opinii na temat zawartości i zastępować go nowym systemem opinii. Aby uzyskać więcej informacji, sprawdź: https://aka.ms/ContentUserFeedback.
Prześlij i wyświetl opinię dla