相当于 C++ 在 C# 中的reinterpret_cast

本文关键字：reinterpret cast 中的 C++ 相当于 | 更新日期: 2023-09-27 18:36:11

我想知道 C# 中C++的reinterpret_cast相当于什么！？

这是我的示例：

class Base
{
    protected int counter = 0;
}
class Foo : Base
{
    public int Counter
    {
        get { return counter; }
    }
}
Base b = new Base();
Foo f = b as Foo; // f will be null

我不反对为什么f会为空，因为它应该是。但如果是C++我本可以写Foo f = reinterpret_cast<Foo>(b);并得到我想要的。我可以做些什么来在 C# 中实现相同的目标？

附言。我假设Base和Foo在数据方面是一致的。

[更新]

下面是一个简单的方案，其中reinterpret_cast可能会有所帮助：

考虑编写一个 XXX-RPC 库，在该库中，您无法控制传入的参数或要调用的服务的签名。您的库应该使用给定的参数调用所请求的服务。如果 C# 支持reinterpret_cast我可以简单地将给定的参数reinterpret_cast到预期的参数中并调用服务。

相当于 C++ 在 C# 中的reinterpret_cast

这有效。是的，它和你能想象的一样邪恶和令人敬畏。

static unsafe TDest ReinterpretCast<TSource, TDest>(TSource source)
{
    var sourceRef = __makeref(source);
    var dest = default(TDest);
    var destRef = __makeref(dest);
    *(IntPtr*)&destRef = *(IntPtr*)&sourceRef;
    return __refvalue(destRef, TDest);
}

需要注意的一件事是，如果您要将T[]投到并U[]：

  • 如果T大于 U ，边界检查将阻止您访问超过原始长度的U元素T[]
  • 如果T小于 U ，边界检查将允许您读取最后一个元素（实际上这是一个缓冲区溢出漏洞）

讨论

正如一些答案所指出的那样，.Net 在问题范围内严格执行类型安全。reinterpret_cast本质上是不安全的操作，因此实现一个操作的可能方法是通过反射或序列化，而两者是相关的。

正如您在更新中提到的，可能的用途可能是 RPC 框架。RPC 库通常无论如何都使用序列化/反射，并且有几个可用的库：

  • protobuf-remote
  • msgpack-rpc-cli

所以，你可能不想自己写一个，也许。

如果您的类Base将使用公共属性，则可以使用自动映射器：

class Base
{
    public int Counter { get; set; }
    // ...
}

。

AutoMapper.Mapper.CreateMap<Base, Foo>();
Foo foo = AutoMapper.Mapper.Map<Foo>(b);

根本不需要从Base派生Foo。它只需要具有您有兴趣映射到的属性。但同样，您可能根本不需要两种类型 - 重新思考架构可能是解决方案。

通常，不需要使用reinterpret_cast，通过一个干净的架构，很好地适应.Net框架中使用的模式。如果你仍然坚持拥有这样的东西，这里有一个使用紧凑的序列化库protobuf-net的解决方案。

序列化解决方案

您的课程：

using System;
using System.IO;
using ProtoBuf;
using ProtoBuf.Meta;
[ProtoContract]
[ProtoInclude(3, typeof(Foo))]
class Base
{
    [ProtoMember(1)]
    protected int counter = 0;
    public Base(int c) { counter = c; }
    public Base() { }
}
[ProtoContract]
class Foo : Base
{
    public int Counter { get { return counter; } }
}

以及一个可运行的序列化-反序列化示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Base b = new Base(33);
        using (MemoryStream stream = new MemoryStream())
        {
            Serializer.Serialize<Base>(stream, b);
            Console.WriteLine("Length: {0}", stream.Length);
            stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            Foo f=new Foo();
            RuntimeTypeModel.Default.Deserialize(stream, f, typeof(Foo));
            Console.WriteLine("Foo: {0}", f.Counter);
        }
    }
}

输出

Length: 2
Foo: 33

如果不想在协定中声明派生类型，请参阅此示例...

如您所见，序列化非常紧凑。

如果要使用更多字段，可以尝试字段的隐式序列化：

[ProtoContract(ImplicitFields = ImplicitFields.AllFields)]

通用reinterpret_cast肯定可以通过此序列化解决方案或直接通过反射实现，但目前我不会投入时间。

在

C# 中使用unsafe块和void*可以实现类似的行为：

unsafe static TResult ReinterpretCast<TOriginal, TResult>(this TOriginal original)
    where TOriginal : struct
    where TResult : struct
{
    return *(TResult*)(void*)&original;
}

用法：

Bar b = new Bar();
Foo f = b.ReinterpretCast<Foo>();
f = ReinterpretCast<Foo>(b); // this works as well

未经测试。

结构约束使你的问题无效，我想，但它们是必要的，因为类是由GC管理的，所以你不允许有指向它们的指针。

C# 在类型系统中没有允许您执行此操作的漏洞。 它知道事物是什么类型，并且不允许你转换为不同的类型。 其原因相当明显。 将字段添加到 Foo 时会发生什么？

如果你想要一种 Foo，你需要创建一种 Foo 类型。 更好的方法是创建一个 Foo 类型的构造函数，该构造函数将 Base 作为参数。

这是我

的"实现"

[System.Runtime.CompilerServices.MethodImpl(System.Runtime.CompilerServices.MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public unsafe static TResult ReinterpretCast<TOriginal, TResult>(/*this*/ TOriginal orig)
        //refember ReferenceTypes are references to the CLRHeader
        //where TOriginal : struct
        //where TResult : struct
    {
        return Read<TResult>(AddressOf(orig));
    }

确保在调用它时知道自己的操作，尤其是对于引用类型。

如果 Foo 和 Bar 是结构体，你可以这样做 

    [System.Runtime.InteropServices.StructLayout(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Explicit)]
    public class MyFooBarHelper
    {
        [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(0)] public Foo theFoo;
        [System.Runtime.InteropServices.FieldOffset(0)] public Bar theBar;            
    }

但我不确定这是否适用于对象。

由于 b 只是 Base 的一个实例，因此您永远无法将其转换为 Foo 的非空实例。 也许界面可能更适合您的需求？

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