C# 12 核心要点

第 23 章 跨度<T>和内存<T 跨度<T> 和内存<T

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Span<T> 和 结构是数组、字符串或任何连续的受管或非受管内存块的底层外观。它们的主要用途是帮助进行某些类型的微优化，尤其是编写Memory<T> 低分配代码，最大限度地减少受管内存的分配（从而减轻垃圾回收器的负担），而不必为不同类型的输入重复编写代码。此外，它们还能进行切片处理--在不创建副本的情况下处理数组、字符串或内存块的一部分。

Span<T> 和 在性能热点中特别有用，例如 ASP.NET Core 处理流水线或为对象数据库提供服务的 JSON 分析器。Memory<T>

备注

如果您在应用程序接口中遇到这些类型，但不需要或不关心其潜在的性能优势，您可以按以下方法轻松处理它们：

• 当调用一个期望使用Span<T>,ReadOnlySpan<T>,Memory<T>, 或ReadOnlyMemory<T> 的方法时，请输入一个数组，即T[] 。（这要归功于隐式转换操作符）。

• 要将 span/memory 转换为数组，请调用ToArray 方法。如果T 是char ，ToString 将把 span/memory 转换为字符串。

从 C# 12 开始，您还可以使用集合初始化程序来创建跨。

具体来说，Span<T> 做了两件事：

• 它为托管数组、字符串和指针支持的内存提供了类似数组的通用接口。这样，你就可以自由地使用堆栈分配和非托管内存来避免垃圾回收，而无需重复代码或处理指针。

• 它允许 "切片"：在不复制的情况下，公开跨度中可重复使用的分段。

备注

Span<T> 只包含两个字段，一个指针和一个长度。因此，它只能表示连续的内存块。(如果需要处理非连续内存， 类可用作链表）。ReadOnlySequence<T>

由于Span<T> 可以封装堆栈分配的内存，因此存储或传递实例的方式受到了限制（部分原因是Span<T> 是一个ref 结构）。Memory<T> 作为一个 span，没有这些限制，但它不能封装堆栈分配的内存。Memory<T> 仍然提供了切分的好处。

每个结构体都有一个只读对应结构体（ReadOnlySpan<T> 和ReadOnly​Me⁠mory<T> ）。只读对应结构不仅可以防止无意中的更改，还可以允许编译器和运行时进行更多的自由优化，从而进一步提高性能。

.NET 本身（和 ASP.NET Core）使用这些类型来提高 I/O、Network+、字符串处理和 JSON 解析的效率。

备注

Span<T> 和 执行数组切分的能力，使得旧的 类变得多余。为了帮助过渡，我们提供了从 到所有 span/memory 结构的隐式转换操作符，以及从Memory<T> ArraySegment<T> ArraySegment<T> Memory<T>和ReadOnlyMemory<T> 到ArraySegment<T> 的隐式转换操作符。

跨度和切片

如图 23-1 所示，与数组不同，跨度可以很容易地进行切分，以表示同一基础数据的不同子部分。

举个实际的例子，假设您正在编写一个方法，对一个整数数组求和。微优化的实现方式是避免使用 LINQ，而使用foreach 循环：

int Sum (int[] numbers) { int total = 0; foreach (int i in numbers) total += i; return total; ...