C#高级编程：不安全的代码
不安全的代码
如前面的章节所述，C#非常擅长于隐藏基本内存管理，因为它使用了垃圾收集器和引用。但是，有时需要直接访问内存，例如由于性能问题，要在外部(非.NET环境)的DLL中访问一个函数，该函数需要把一个指针当作参数来传递(许多Windows API函数就是这样)。本节将论述C#直接访问内存内容的功能。
7.3.1 指针
下面把指针当作一个新论题来介绍，而实际上，指针并不是新东西，因为在代码中可以自由使用引用，而引用就是一个类型安全的指针。前面已经介绍了表示对象和数组的变量实际上包含存储相应数据(引用)的内存地址。指针只是一个以与引用相同的方式存储地址的变量。其区别是C#不允许直接访问引用变量包含的地址。有了引用后，从语法上看，变量就可以存储引用的实际内容。
C#引用主要用于使C#语言易于使用，防止用户无意中执行某些破坏内存中内容的操作，另一方面，使用指针，就可以访问实际内存地址，执行新类型的操作。例如，给地址加上4字节，就可以查看甚至修改存储在新地址中的数据。
下面是使用指针的两个主要原因：
向后兼容性。尽管.NET运行库提供了许多工具，但仍可以调用内部的Windows API 函数。 对于某些操作来说，这可能是完成任务的唯一方式。这些API函数都是用C语言编写的，通常要求把指针作为其参数。但在许多情况下，还可以使用DllImport声明，以避免使用指针，例如使用System.IntPtr类。
性能。在一些情况下，速度是最重要的，而指针可以提供最优性能。假定用户知道自己在做什么，就可以确保以最高效的方式访问或处理数据。但是，注意在代码的其他区域中，不使用指针，也可以对性能做必要的改进。请使用代码配置文件，查找代码中的瓶颈，代码配置文件随VS2005一起安装。
但是，这种低级内存访问也是有代价的。使用指针的语法比引用类型更复杂。而且，指针使用起来比较困难，需要非常高的编程技巧和很强的能力，仔细考虑代码所完成的逻辑操作，才能成功地使用指针。如果不仔细，使用指针很容易在程序中引入微妙的难以查找的错误。例如很容易重写其他变量，导致堆栈溢出，访问某些没有存储变量的内存区域，甚至重写.NET运行库所需要的代码信息，因而使程序崩溃。
另外，如果使用指针，就必须为代码获取代码访问安全机制的高级别信任，否则就不能执行。在默认的代码访问安全策略中，只有代码运行在本地机器上，这才是可能的。如果代码必须运行在远程地点，例如Internet，用户就必须给代码授予额外的许可，代码才能工作。除非用户信任您和代码，否则他们不会授予这些许可，第19章将讨论代码访问安全性。
尽管有这些问题，但指针在编写高效的代码时是一种非常强大和灵活的工具，这里就介绍指针的使用。
注意：
这里强烈建议不要使用指针，因为如果使用指针，代码不仅难以编写和调试，而且无法通过CLR的内存类型安全检查(详见第1章)。
1. 编写不安全的代码
因为使用指针会带来相关的风险，所以C#只允许在特别标记的代码块中使用指针。标记代码所用的关键字是unsafe。下面的代码把一个方法标记为unsafe：
unsafe int GetSomeNumber()
{
// code that can use pointers
}
任何方法都可以标记为unsafe—— 无论该方法是否应用了其他修饰符(例如，静态方法、虚拟方法等)。在这种方法中，unsafe修饰符还会应用到方法的参数上，允许把指针用作参数。还可以把整个类或结构标记为unsafe，表示所有的成员都是不安全的：
unsafe class MyClass
{
// any method in this class can now use pointers
}
同样，可以把成员标记为unsafe：
class MyClass
{
unsafe int *pX; // declaration of a pointer field in a class
}
也可以把方法中的一个代码块标记为unsafe：
void MyMethod()
{
// code that doesn't use pointers
unsafe
{
// unsafe code that uses pointers here
}
// more 'safe' code that doesn't use pointers
}
但要注意，不能把局部变量本身标记为unsafe：
int MyMethod()
{
unsafe int *pX; // WRONG
}
如果要使用不安全的局部变量，就需要在不安全的方法或语句块中声明和使用它。在使用指针前还有一步要完成。C#编译器会拒绝不安全的代码，除非告诉编译器代码包含不安全的代码块。标记所用的关键字是unsafe。因此，要编译包含不安全代码块的文件MySource.cs(假定没有其他编译器选项)，就要使用下述命令：
csc /unsafe MySource.cs
或者
csc –unsafe MySource.cs
注意：
如果使用Visual Studio 2005，就可以在项目属性窗口中找到编译不安全代码的选项。
2. 指针的语法
把代码块标记为unsafe后，就可以使用下面的语法声明指针：
int* pWidth, pHeight;
double* pResult;
byte*[] pFlags;
这段代码声明了4个变量，pWidth和pHeight是整数指针，pResult是double型指针，pFlags是byte型的指针数组。我们常常在指针变量名的前面使用前缀p来表示这些变量是指针。在变量声明中，符号*表示声明一个指针，换言之，就是存储特定类型的变量的地址。
提示：
C++开发人员应注意，这个语法与C#中的语法是不同的。C#语句中的int* pX, pY; 对应于C++ 语句中的 int *pX, *pY；在C#中，*符号与类型相关，而不是与变量名相关。
声明了指针类型的变量后，就可以用与一般变量的方式使用它们，但首先需要学习另外两个运算符：
& 表示“取地址”，并把一个值数据类型转换为指针，例如int转换为*int。这个运算符称为寻址运算符。
* 表示“获取地址的内容”，把一个指针转换为值数据类型(例如，*float转换为float)。这个运算符称为“间接寻址运算符”(有时称为“取消引用运算符”)。
从这些定义中可以看出，&和*的作用是相反的。
