C# 语法糖之聊聊 Span 的法糖底层玩法

作者：一线码农聊技术 2023-09-01 10:00:17开发 前端 当年的 C# 一个亮点就是屏蔽了指针，自动内存托管，的底层可以让程序员更加专注于业务，玩法现如今策略变了，法糖C# 要变得更加高性能，的底层既然要做高性能那必然少不了指针，玩法而指针又是法糖面向 托管层 编程的程序员最怕的东西，所以就尽可能的的底层封装，弄一套属于自己的玩法托管指针玩法。

把 Span 归于语法糖，法糖可能有些偏了，的底层但偏了就偏了，玩法哈哈，法糖只要是的底层分享就好，C# 发展至今，玩法已经是一门非常重的语言了，所有想要的它都要，即可以：

1. 面向过程编程
2. 面向对象编程
3. 面向函数式编程
4. 面向异步编程
5. 面向泛型编程

既能做到 高开发效率 ，又能做到 高性能编程。

这里的 Span 就归结于 高性能编程 这个范畴了。

一：Span 是什么

当年的 C# 一个亮点就是屏蔽了指针，自动内存托管，可以让程序员更加专注于业务，现如今策略变了，C# 要变得更加高性能，既然要做高性能那必然少不了指针，而指针又是面向 托管层 编程的程序员最怕的东西，所以就尽可能的封装，弄一套属于自己的托管指针玩法。

Span 即属于托管指针玩法 的一个典型代表，如果你用 ILSpy 去看它的 struct 结构,本质上就两个成员，一个叫 _pointer，一个叫 _length，参考如下代码：

public readonly ref struct Span<T>    {         internal readonly ByReference<T> _pointer;        private readonly int _length;    }

pointer 是 指定起点， length 是 控制边界，如果用 C 来模拟，大概就是这个样子。

struct Span {     void* ptr; int length;};

画个图大概就是这样子。

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二：Span 的场景在哪里

有了指针，就可以对 内存 进行原地操作，只要能 原地操作 ，那就可以破掉 语言层面 上的诸多限制，实现接近 C/C++ 级的高性能，有些朋友可能要问了，语言层面有什么限制？比如最典型的 string ，大家都知道 string 是一个 writeoncopy 特性的字符串，只要你动它一下，它就会繁殖，接下来我们就拿 string 举个例子。

1. string 中的数字求 sum

在很久以前你可能会这么做。

static void Main(string[] args)        {             var s = "97 3";            var arr = s.Split(new string[] {  " " }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);            var sum = Convert.ToInt32(arr[0]) + Convert.ToInt32(arr[1]);            Console.WriteLine(sum);        }

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从代码可以看出，对 string 进行 Split 会导致生成多个小 string 对象，那有没有办法不用生成小string呢？这就需要用到托管版的 Span 做原地处理了。

static void Main(string[] args)        {             var s = "97 3";            var position = s.IndexOf(' ');            ReadOnlySpan<char> span = s.AsSpan();            var num1 = int.Parse(span.Slice(0, position));            var num2 = int.Parse(span.Slice(position));            Console.WriteLine(num1 + num2);        }

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Span 的这种做法就是通过 _pointer 指针在内存地址上进行移动来完成，如果看不明白，我可以用 C 来模拟一下。

#include <iostream>struct Span {  int length; void* ptr;};void sum(Span* span);int main(){  Span span; span.ptr = (char*)"97 3"; span.length = strlen((char*)span.ptr); sum(&span);}void sum(Span* span) {  int sum = 0; char* position = strchr((char*)span->ptr, ' '); Span span1; span1.ptr = span->ptr; span1.length = (position - span->ptr) / sizeof(char); Span span2; span2.ptr = position; span2.length = span->length - span1.length - 1; int num1= atoi((char*)span1.ptr); int num2= atoi((char*)span2.ptr); sum = num1 + num2; printf("sum=%d", sum);}

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虽然代码有点多，但逻辑还是很清楚的。

如果大家明白 Span 所封装的底层指针玩法，我想这其实没什么难的，本篇就说到这里吧，希望对你有帮助。

责任编辑：武晓燕 来源： 一线码农聊技术 C#语法糖指针

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