C# Разделить массив байт без выделения памяти

Question

Есть readonly byte[], необходимо разделить его на два массива без выделения новой памяти. Как я сделал бы это на С++: Создал один пойнтер на начало массива с размерностью в половину исходного. Создал второй пойнтер с оффсетом в размерность предыдущего и размерностью до конца исходного. Всё, я просто переразметил память без перезаписи и выделения новой. Примерно так:

    public unsafe void Divide(ref byte[] data, out byte[] secondHalf)
    {
        byte* fistHalf   = byte[data.Length / 2];
        byte* secondHalf = byte[data.Length / 2];
        fistHalf   = &data;
        secondHalf = &data + data.Length / 2;
    }

(очень приближённо, я ещё не понял, как указатели работают в C#)

Как это сделать в С# мне не очевидно совсем. Нашёл, что в С# тоже можно работать с указателями в unsafe, но это мове тон.

Answer 1

Воспользуйтесь Span. примерно так:

    int[] data = new int[]
{
    //
};
Span<int> spanFromData = data;
 
Span<int> first = spanFromData.Slice(0, 10);    
Span<int> last = spanFromData.Slice(10, 20);

В этом случае не будет выделения памяти. ReadOnlySpan предназначен для неизменяющихся данных

Answer 2

Разделить массив байт без выделения памяти

Это невозможно, но без этого можно прекрасно обойтись.

Массив - это некий класс в памяти, который помимо данных содержит еще информацию о длине массива, типе хранимых данных и другую служебную информацию. Вы хотите из одного класса экземпляра класса получить два, при этом чтобы данные остались на месте. Но ведь в месте разделения данных надо записать служебную информацию для второго массива, что в любом случае приведет к копированию данных.

Далее, о том, где взять память для храния данных в C# решает Garbage Collector. Он хорошо оптимизирован, и ему стоит доверять в плане выделения и освобождения памяти.

Для ручной работы с памятью есть unsafe код, и он кстати - не моветон, его просто не стоит использовать без причины, так как это может ухудшить поддерживаемость кода, да и смысл наличия GC при этом теряется. Но бывают случаи, когда unsafe реально оправдан, например при использовании векторных вычислений (intrinsics), хотя разработчики .NET извернулись и здесь, и вполне можно обойтись без unsafe без потерь в производительности, хоть и не во всех ситуациях.

Если ваша задача в том, чтобы обрабатывать массив по частям, то подойдет решение ниже.

Во-первых, писать байты в служебную область массива вам не позволит CLR, потому что она бережно защищает ваши данные и память от повреждения. Как можно выехать из данной ситуации.

К примеру у вас есть массив байт.

byte[] data = Enumerable.Range(0, 10).ToArray(); // [ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ]

И вы хотите обработать сначала первую часть этого массива, потом вторую и при этом не копируя данные. Метод стар как мир.

private void DoSomething(byte[] array, int start, int length)
{
   for (int i = start; i < start + length; i++)
   {
       array[i] = array[i] * 2;
   }
}

И вызвать

DoSomething(data, 0, 5);
DoSomething(data, 5, 5);
Console.WriteLine(string.Join(", ", data)); // 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18

То есть вызываемый метод вносит изменения прямо в оригинальный массив, а не вкакую-то свою копию. Обратите внимание, я даже ref не использую.

Никаких указателей не требуется, так как массив - это и есть ссылка на данные в куче. Никакого копирования данных при выполнении выше указанного кода не произойдет.

Кстати, ref - это для значимых типов имеет смысл. Значимая часть в массиве - это сама ссылка на массив, то есть переменная, которая на него ссылается.

БЛОГ НА HUSL

C# Разделить массив байт без выделения памяти

Ответы (2 шт):