全C#.NET使用結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)共用體

}}C#.NET使用結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)共用體在C語(yǔ)言中，共用體是一種特殊的數(shù)據(jù)類型，允許你使用相同的一段內(nèi)存空間存儲(chǔ)不同的成員數(shù)據(jù)。光看定義有點(diǎn)抽象，我們來(lái)看一個(gè)C語(yǔ)言的共用體示例:#include<stdio.h>uniondata{intn;charch;shortm;｝；intmain(){intmain(){uniondataa;printf(uniondataa;printf("%d,%d\n”,sizeof(a),sizeof(uniondata));a.n0x40;printf("%X,%c,%hX\n",a.n,a.ch,a.m);a.ch'9';printf("%X,%c,%hX\n",a.n,a.ch,a.m);a.m0x2059;printf(a.n0x40;printf("%X,%c,%hX\n",a.n,a.ch,a.m);a.ch'9';printf("%X,%c,%hX\n",a.n,a.ch,a.m);a.m0x2059;printf("%X,%c,%hX\n",a.n,a.ch,a.m);a.n0x3E25AD54;printf("%X,%c,%hX\n",a.n,a.ch,a.m);return0;}}運(yùn)行結(jié)果：4,440,@,4039,9,392059,Y,20593E25AD54,T,AD54要想理解上面的輸出結(jié)果，就得了解共用體各個(gè)成員在內(nèi)存中的分布。此示例中的data各個(gè)成員在內(nèi)存中的分布示意圖如下：a.n-0x40 囪介*9, am=0x2059a,n=0x3E25AD54也就是說共用體的所有成員占用的是同一段內(nèi)存，所占內(nèi)存等于最長(zhǎng)的成員占用的內(nèi)存，修改一個(gè)成員會(huì)影響其它所有成員。而結(jié)構(gòu)體的各個(gè)成員占用的是各自不同的內(nèi)存，所占內(nèi)存大于等于所有成員占用的內(nèi)存的總和（成員之間可能會(huì)存在縫隙），成員相互之間沒有影響。這是共用體和結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別。使用C#實(shí)現(xiàn)共用體和c語(yǔ)言不同的是，C#中沒有共用體的定義。那在C#中如何來(lái)實(shí)現(xiàn)這種定義呢？C#不僅可以實(shí)現(xiàn)共用體，而且可以實(shí)現(xiàn)比C語(yǔ)言更強(qiáng)大的共用體。C語(yǔ)言的共用體每個(gè)成員在共用的內(nèi)存中都必須從相同的起始位置開始存儲(chǔ)，而在C#中可以指定各成員的起始位置（相對(duì)偏移）。好處是，不僅可以節(jié)省內(nèi)存空間，還可以實(shí)現(xiàn)一些自動(dòng)轉(zhuǎn)換操作。

以IP地址的存儲(chǔ)為例，IP地址是以4段數(shù)字來(lái)表示的（如0）,每一段是一個(gè)字節(jié)（Byte），長(zhǎng)度是2八8，最大值是255。我們可以用很多類型來(lái)表示IP地址，比如字符串、整型、自定義類和結(jié)構(gòu)等。但如果我們有時(shí)要訪問或修改其中一段，怎樣存儲(chǔ)最為方便呢？我們可以使用C#的顯示布局結(jié)構(gòu)體來(lái)實(shí)現(xiàn)類似C語(yǔ)言中的共用體，以方便靈活地操作IP地址的每一段。實(shí)現(xiàn)方式如下：usingSystem.Runtime.InteropServices;[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]publicstructIpAddress//FieldOffset表示偏移的位置（以字節(jié)為單位）//sizeof(int)=[FieldOffset(O)][FieldOffset(0)][FieldOffset(1)][FieldOffset(2)][//sizeof(int)=[FieldOffset(O)][FieldOffset(0)][FieldOffset(1)][FieldOffset(2)][FieldOffset(3)]publicIpAddress(intaddress):this(){//給Address賦值時(shí)，所有成員的值都會(huì)自動(dòng)被修改Address=address;publicoverridestringToString()=>$"{Byte1}.{Byte2}.{Byte3}.{Byte4}";}這里我們使用了StructLayout特性標(biāo)注了IpAddress，聲明其內(nèi)存分布是顯示(Explicit)的，然后使用FieldOffset特性來(lái)標(biāo)注成員在共用內(nèi)存中相對(duì)起始位置的偏移量(以字節(jié)為單位)。如此我們就用C#實(shí)現(xiàn)了和C語(yǔ)言一樣的共用體。可能你不能馬上體會(huì)這樣實(shí)現(xiàn)的妙處，讓來(lái)我們來(lái)看一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。假設(shè)我要在IP段內(nèi)隨機(jī)生成一個(gè)IP，比如前兩段不變，后兩段隨機(jī)，形如：192.163.X.X。使用上面定義好的“共用體”，我們可以這樣做：varip=newIpAddress(newRandom().Next());Console.WriteLine($"{ip}={ip.Address}");ip.Byte1=192;ip.Byte2=168;Console.WriteLine($"{ip}={ip.Address}");輸出結(jié)果：22=206314628722=2063182016這樣不僅節(jié)省內(nèi)存，而且可以很靈活方便地讀取和修改IP中的某一段。由于成員Address和其它成員共用內(nèi)存，所以修改一個(gè)成員，其余就自動(dòng)修改。共用體作為另一個(gè)共用體的成員

既然〃共用體”是值類型，那么共用體自然也可以作為作為另一個(gè)共用體的成員。讓我們來(lái)看一個(gè)較為復(fù)雜的例子，使用共用體實(shí)現(xiàn)由協(xié)議、IP和端口三部分組成的服務(wù)端地址的表示，形如：協(xié)議:〃IP:端口。usingSystem;usingSystem.Runtime.InteropServices;[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]publicstructIpAddress{[FieldOffset(O)[FieldOffset(O)][FieldOffset(O)][FieldOffset(l)][FieldOffset(2)][FieldOffset(3)]publicintAddresspublicbyteBytel;publicbyteByte2;publicbyteByte3;publicbyteByte4;publicIpAddress(intaddress):this(){Address=address;}publicoverridestringToString()=>$"{Byte1}.{Byte2}.{Byte3}.{Byte4}";}publicenumProtocol:byte{http,https,ftp,sftp,tcp};[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]publicstructServer[FieldOffset(0)]publicIpAddressAddress;

[FieldOffset(4)]publicushortPort;[FieldOffset(6)][FieldOffset(6)][FieldOffset(O)[FieldOffset(O)]publiclongPayload;publicServer(IpAddressaddr,ushortport,Protocolprot):this(){Address=addr;Port=port;Protocol=prot;}publicServer(longpayload){//參數(shù)長(zhǎng)度可能不足填滿每個(gè)成員，所以這里先對(duì)成員設(shè)初始值A(chǔ)ddress=newIpAddress(0);Port=80;Protocol=Protocol.http;//填值Payload=payload;}publicServerCopy()=>newServer(Payload);publicoverridestringToString()=>$"{Protocol}://{Address}:{Port}”;

}我們來(lái)用一段測(cè)試代碼驗(yàn)證一下這個(gè)Server結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存使用情況：varip=newIpAddress(newRandom().Next());Console.WriteLine($"Size:{Marshal.SizeOf(ip)}bytes.Value:{ip.Address}={ip}");vars1=newServer(ip,8080,Protocol.https);vars2=newServer(s1.Payload);s2.Address.Byte1=100;s2.Protocol=Protocol.ftp;Console.WriteLine($"Size:{Marshal.SizeOf(s1)}bytes.Value:{s1.Address}={s1}");Console.WriteLine($"Size:{Marshal.SizeOf(s2)}bytes.Value:{s2.Address}={s2}");輸出結(jié)果：Size:4bytes.V