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如果结构包含DateTime字段,为什么LayoutKind.Sequential的工作方式不同?

structlayout marshalling datetime c#

Matthew Watson · 技术社区 · 14 年前

请考虑以下代码(必须在启用“不安全”的情况下编译的控制台应用程序):

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace ConsoleApplication3
{
    static class Program
    {
        static void Main()
        {
            Inner test = new Inner();

            unsafe
            {
                Console.WriteLine("Address of struct   = " + ((int)&test).ToString("X"));
                Console.WriteLine("Address of First    = " + ((int)&test.First).ToString("X"));
                Console.WriteLine("Address of NotFirst = " + ((int)&test.NotFirst).ToString("X"));
            }
        }
    }

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    public struct Inner
    {
        public byte First;
        public double NotFirst;
        public DateTime WTF;
    }
}

现在,如果我运行上面的代码,我将得到类似于以下内容的输出:

结构地址=40f2c
第一个地址=40F2D4
地址NotFirst=40f2c

注意,First的地址与struct的地址不同;但是,NotFirst的地址是

现在注释掉结构中的“DateTime WTF”字段,然后再次运行它。这次,我得到的输出类似于:

结构地址=15F2E0
第一个地址=15F2E0
地址NotFirst=15F2E8

现在“第一” 做具有与结构相同的地址。

[编辑]注意:我已经验证了当您使用Marshal.StructureToPtr()来封送结构时,数据是

[EDIT3]此问题的原始来源来自MSDN C#论坛:

http://social.msdn.microsoft.com/Forums/en-US/csharplanguage/thread/fb84bf1d-d9b3-4e91-823e-988257504b30

6 回复 | 直到 14 年前

Community CDub 7 年前

如果结构包含DateTime字段,为什么LayoutKind.Sequential的工作方式不同?

它与 (surprising) fact that DateTime itself has layout "Auto" (link to SO question by myself)

static class Program
{
    static unsafe void Main()
    {
        Console.WriteLine("64-bit: {0}", Environment.Is64BitProcess);
        Console.WriteLine("Layout of OneField: {0}", typeof(OneField).StructLayoutAttribute.Value);
        Console.WriteLine("Layout of Composite: {0}", typeof(Composite).StructLayoutAttribute.Value);
        Console.WriteLine("Size of Composite: {0}", sizeof(Composite));
        var local = default(Composite);
        Console.WriteLine("L: {0:X}", (long)(&(local.L)));
        Console.WriteLine("M: {0:X}", (long)(&(local.M)));
        Console.WriteLine("N: {0:X}", (long)(&(local.N)));
    }
}

[StructLayout(LayoutKind.Auto)]  // also try removing this attribute
struct OneField
{
    public long X;
}

struct Composite   // has layout Sequential
{
    public byte L;
    public double M;
    public OneField N;
}

样本输出:

64-bit: True
Layout of OneField: Auto
Layout of Composite: Sequential
Size of Composite: 24
L: 48F050
M: 48F048
N: 48F058

如果我们从 OneField ,一切如期而至。例子:

64-bit: True
Layout of OneField: Sequential
Layout of Composite: Sequential
Size of Composite: 24
L: 48F048
M: 48F050
N: 48F058

这些例子与平台编译(因此大小为24,是8的3倍,这并不奇怪),但对于x86,我们看到的是相同的“无序”指针地址。

所以我想我可以断定 一个字段 日期时间 在您的示例中)对包含成员,即使该复合结构本身具有布局 Sequential . 我不确定这是否有问题(甚至是必要的)。

它不再试图保持顺序 当其中一个成员是 Auto

Jonathan S. Shapiro 10 年前

仔细阅读布局规则的规范。 仅当对象在非托管内存中公开时,布局规则才控制布局 . 这意味着编译器可以随意放置字段,直到实际导出对象为止。令我有些惊讶的是,这甚至是固定布局!

做说明此处选择的最终布局,但这与编译器忽略布局规范的原因无关。

包含

在那里!不是很明显!

是

这里推荐固定布局的各种注释通常是很好的建议,但在这种情况下,这并不一定有任何效果,因为包含DateTime字段可以免除编译器执行布局的责任。更糟的是:编译器不是 必修的 尊重布局,但它是尊重布局。这意味着CLR的后续版本在这方面可以自由地有不同的行为。

在我看来,对布局的处理是CLI中的一个设计缺陷。当用户指定一个布局时,编译器不应该绕着它们走。最好把事情简单化,让编译器按要求去做。尤其是在布局方面。”我们都知道,“聪明”是一个四个字母的单词。

Matthew Watson 14 年前

问:“在使用COM DATETIME类型的C/C++结构互操作时,这种行为有什么影响吗?”

答:不,因为在使用封送处理时会考虑布局。(我根据经验证实了这一点。)

问题“有人能解释一下吗?”.

答:我仍然不确定这一点,但是由于没有定义结构的内部表示,编译器可以做它喜欢做的事情。

Ian Ringrose 14 年前

几个因素

CPU缓存可能会更好地工作,如果没有洞在打击

所以C编译器有一些未经文档化的规则,用来尝试获取 最好的 如果您需要知道结构的布局,那么您应该自己指定它,而不是让编译器来决定。

但是LayoutKind.Sequential确实会阻止编译器更改字段的顺序。

Lee Louviere 13 年前

它正确地封送到本机结构中的原因是,数据使用封送值设置的属性复制到本机内存中。

因此,管理结构的安排对原生结构的安排没有影响。只有属性才影响原生结构的排列。

erict 14 年前

如果你要用C/C++来互操作,我会一直使用StuttDebug。我将使用Explicit而不是Sequential,并使用FieldOffset指定每个位置。另外,添加Pack变量。

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Pack=1, CharSet=CharSet.Unicode)]
public struct Inner
{
    [FieldOffset(0)]
    public byte First;
    [FieldOffset(1)]
    public double NotFirst;
    [FieldOffset(9)]
    public DateTime WTF;
}

包变量在C++代码中尤其重要,它可以编译在具有不同字大小的不同系统上。

我也会忽略使用不安全代码时可以看到的地址。只要封送处理正确,编译器做什么并不重要。