一：背景

1. 講故事

高級語言玩多了，可能很多人對指針或者匯編都淡忘了，本篇就和大家聊一聊指針，雖然C#中是不提倡使用的，但你能說指針在C#中不重要嗎？你要知道FCL內庫中大量的使用指針，如String,Encoding,FileStream等等數不勝數，如例代碼：

private unsafe static bool EqualsHelper(string strA, string strB){fixed (char* ptr = &strA.m_firstChar){fixed (char* ptr3 = &strB.m_firstChar){char* ptr2 = ptr;char* ptr4 = ptr3;while (num >= 12) {...}while (num > 0 && *(int*)ptr2 == *(int*)ptr4) {...}}}}public unsafe Mutex(bool initiallyOwned, string name, out bool createdNew, MutexSecurity mutexSecurity){byte* ptr = stackalloc byte[(int)checked(unchecked((ulong)(uint)securityDescriptorBinaryForm.Length))]}private unsafe int ReadFileNative(SafeFileHandle handle, byte[] bytes, out int hr){fixed (byte* ptr = bytes){num = ((!_isAsync) ? Win32Native.ReadFile(handle, ptr + offset, count, out numBytesRead, IntPtr.Zero) : Win32Native.ReadFile(handle, ptr + offset, count, IntPtr.Zero, overlapped));}}

對，你覺得的美好世界，其實都是別人幫你負重前行，退一步說，指針的理解和不理解，對你研究底層源碼影響是不能忽視的，指針相對比較抽象，考的是你的空間想象能力，可能現存的不少程序員還是不太明白，因為你缺乏所見即所得的工具，希望這一篇能幫你少走些彎路。

二：windbg助你理解

指針雖然比較抽象，但如果用windbg實時查看內存布局，就很容易幫你理解指針的套路，下面先理解下指針的一些簡單概念。

1. &、* 運算符

&取址運算符，用于獲取某一個變量的內存地址,?*運算符，用于獲取指針變量中存儲地址指向的值，很抽象吧，看windbg。

unsafe{int num = 10;int* ptr = #var num2 = *ptr;Console.WriteLine(num2);}0:000> !clrstack -l OS Thread Id: 0x41ec (0)Child SP IP Call Site 0000005b1efff040 00007ffc766208e2 *** WARNING: Unable to verify checksum for ConsoleApp4.exe ConsoleApp4.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp4\Program.cs @ 25]LOCALS:0x0000005b1efff084 = 0x000000000000000a0x0000005b1efff078 = 0x0000005b1efff0840x0000005b1efff074 = 0x000000000000000a

仔細觀察?LOCALS?中三組鍵值對。

<1>?int* ptr = &num; => 0x0000005b1efff078 = 0x0000005b1efff084

int* ptr叫做指針變量，既然是變量必須得有自己的棧上地址?0x0000005b1efff078?，而這個地址上的值為?0x0000005b1efff084，這不就是num的棧地址嘛，嘿嘿。

<2>?var num2 = *ptr; => 0x0000005b1efff074 = 0x000000000000000a

*ptr?就是用ptr的value?[0x0000005b1efff084]?獲取這個地址指向的值，所以就是10啦。

如果不明白，我畫一張圖，這可是重中之重哦~

2. **運算符

**?也叫二級指針，指向一級指針變量地址的指針，有點意思，如下程序：ptr2指向的就是?ptr的棧上地址， 一圖勝千言。

unsafe{int num1 = 10;int* ptr = &num1;int** ptr2 = &ptr;var num2 = **ptr2;}0:000> !clrstack -l ConsoleApp4.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp4\Program.cs @ 26]LOCALS:0x000000305f5fef24 = 0x000000000000000a0x000000305f5fef18 = 0x000000305f5fef240x000000305f5fef10 = 0x000000305f5fef180x000000305f5fef0c = 0x000000000000000a

3. ++、--運算符

這種算術操作常常用在數組或者字符串等值類型集合，比如下面代碼：

fixed (int* ptr = new int[3] { 1, 2, 3 }) { }fixed (char* ptr2 = "abcd") { }

首先ptr默認指向數組在堆上分配的首地址，也就是1的內存地址，當ptr++后會進入到下一個整形元素2的內存地址，再++后又進入下一個int的內存地址，也就是3，很簡單吧，我舉一個例子：

unsafe{fixed (int* ptr = new int[3] { 1, 2, 3 }){int* cptr = ptr;Console.WriteLine(((long)cptr++).ToString("x16"));Console.WriteLine(((long)cptr++).ToString("x16"));Console.WriteLine(((long)cptr++).ToString("x16"));}}0:000> !clrstack -lLOCALS:0x00000070c15fea50 = 0x000001bcaac82da00x00000070c15fea48 = 0x00000000000000000x00000070c15fea40 = 0x000001bcaac82dac0x00000070c15fea38 = 0x000001bcaac82da8

一圖勝千言哈，Console中的三個內存地址分別存的值是1,2,3哈， 不過這里要注意的是，C#是托管語言，引用類型是分配在托管堆中，所以堆上地址會存在變動的可能性，這是因為GC會定期回收內存，所以vs編譯器需要你用fixed把堆上內存地址固定住來逃過GC的打壓，在本例中就是?0x000001bcaac82da0 - (0x000001bcaac82da8 +4)。

三：用兩個案例幫你理解

古語說的好，一言不中，千言無用，你得拿一些例子活講活用，好吧，準備兩個例子。

1. 使用指針對string中的字符進行替換

我們都知道string中有一個replace方法，用于將指定的字符替換成你想要的字符，可是C#中的string是不可變的，你就是對它吐口痰它都會生成一個新字符串，????????的是用指針就不一樣了，你可以先找到替換字符的內存地址，然后將新字符直接賦到這個內存地址上，對不對，我來寫一段代碼，把abcgef?替換成?abcdef, 也就是將?g?替換為?d。

unsafe{//把 'g' 替換成 'd'string s = "abcgef";char oldchar = 'g';char newchar = 'd';Console.WriteLine($"替換前:{s}");var len = s.Length;fixed (char* ptr = s){//當前指針地址char* cptr = ptr;for (int i = 0; i < len; i++){if (*cptr == oldchar){*cptr = newchar;break;}cptr++;}}Console.WriteLine($"替換后:{s}");}----- output ------替換前:abcgef 替換后:abcdef 執行結束啦！

看輸出結果沒毛病，接下來用windbg去線程棧上找找當前有幾個string對象的引用地址，可以在break處抓一個dump文件。

從圖中?LOCALS?中的10個變量地址來看，后面9個有帶地址的都是靠近string首地址：?0x000001ef1ded2d48，說明并沒有新的string產生。

2. 指針和索引遍歷速度大比拼

平時我們都是通過索引對數組進行遍歷，如果和指針進行碰撞測試，您覺得誰快呢？如果我說索引方式就是指針的封裝，你應該知道答案了吧，下面來一起觀看到底快多少？？？

為了讓測試結果更加具有觀賞性，我準備遍歷1億個數字， 環境為：netframework4.8, release模式

static void Main(string[] args){var nums = Enumerable.Range(0, 100000000).ToArray();for (int i = 0; i < 10; i++){var watch = Stopwatch.StartNew();Run1(nums);watch.Stop();Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);}Console.WriteLine(" -------------- ");for (int i = 0; i < 10; i++){var watch = Stopwatch.StartNew();Run2(nums);watch.Stop();Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);}Console.WriteLine("執行結束啦！");Console.ReadLine();}//遍歷數組public static void Run1(int[] nums){unsafe{//數組最后一個元素的地址fixed (int* ptr1 = &nums[nums.Length - 1]){//數組第一個元素的地址fixed (int* ptr2 = nums){int* sptr = ptr2;int* eptr = ptr1;while (sptr <= eptr){int num = *sptr;sptr++;}}}}}public static void Run2(int[] nums){for (int i = 0; i < nums.Length; i++){int num = nums[i];}}

有圖有真相哈，直接走指針比走數組下標要快近一倍。

四：總結

希望本篇能給在框架上奔跑的您一個友情提醒，不要把指針忘啦，別人提倡不使用的指針在底層框架可都是大量使用的哦~

總結

以上是生活随笔為你收集整理的追了多年的开发框架，你还认识指针吗？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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