Question

这里的简单问题：有没有办法从锯齿状数组转换为双指针？

e.g。将double[][]转换为double**

不幸的是，这不能仅仅通过强制转换（就像它可以在普通的旧C中一样）来完成。使用fixed语句似乎也无法解决问题。在C＃中是否有任何（最好尽可能高效）的方法来实现这一目标？我怀疑解决方案可能不是很明显，尽管我仍然希望有一个直截了当的解决方案。

Answer 1

一点安全。
正如对第一个解决方案的评论中所提到的，嵌套数组可以移动，因此它们也应该被固定。

unsafe
{
    double[][] array = new double[3][];
    array[0] = new double[] { 1.25, 2.28, 3, 4 };
    array[1] = new double[] { 5, 6.24, 7.42, 8 };
    array[2] = new double[] { 9, 10.15, 11, 12.14 };

    GCHandle[] pinnedArray = new GCHandle[array.Length];
    double*[] ptrArray = new double*[array.Length];

    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        pinnedArray[i] = GCHandle.Alloc(array[i], GCHandleType.Pinned);
    }

    for (int i = 0; i < array.Length; ++i)
    {
        // as you can see, this pointer will point to the first element of each array
        ptrArray[i] = (double*)pinnedArray[i].AddrOfPinnedObject();
    }

    // here is your double**
    fixed(double** doublePtr = &ptrArray[0])
    {
        Console.WriteLine(**doublePtr);
    }

    // unpin all the pinned objects,
    // otherwise they will live in memory till assembly unloading
    // even if they will went out of scope
    for (int i = 0; i < pinnedArray.Length; ++i)
        pinnedArray[i].Free();
}

问题的简要说明：

当我们在堆上分配一些对象时，它们可以被移动到垃圾收集的另一个位置。所以，想象下一种情况：你已经分配了一些对象和你的内部数组，它们都被放置在堆上的零代。

现在，一些对象已从范围变为垃圾，一些对象刚被分配。垃圾收集器会将旧对象移出堆中，并将其他对象移近开头，甚至移动到下一代，压缩堆。结果如下：

所以，我们的目标是“固定”堆中的一些对象，这样它们就不会移动了。我们必须实现这一目标？我们有fixed声明和GCHandle.Allocate方法。

首先，GCHandle.Allocate做什么？它在内部系统表中创建新条目，该条目具有对作为参数传递给方法的对象的引用。因此，当垃圾收集器检查堆时，他将检查内部表中的条目，如果他找到一个，他会将对象标记为活动并且不会将其移出堆。然后，他将查看该对象是如何固定的，并且不会在压缩阶段将对象移动到内存中。 fixed语句几乎相同，只是当你离开范围时它会自动“取消”对象。

总结：用fixed固定的每个对象一旦离开范围，将自动“取消固定”。在我们的例子中，它将在循环的下一次迭代中。

如何检查您的对象不会被移动或被垃圾收集：只消耗所有堆的预算以进行零生成并强制GC压缩堆。换句话说：在堆上创建大量对象。在固定物体或“固定”它们之后再做它。

for(int i = 0; i < 1000000; ++i)
{
    MemoryStream stream = new MemoryStream(10);
    //make sure that JIT will not optimize anything, make some work
    stream.Write(new Byte[]{1,2,3}, 1, 2);
}
GC.Collect();

小注意：有两种类型的堆 - 适用于大型物体和小型物体。如果对象很大，则应创建大对象来检查代码，否则小对象不会强制GC启动垃圾收集和压缩。

最后，这里有一些示例代码，展示了使用未固定/未固定指针访问底层数组的危险 - 适用于任何感兴趣的人。

namespace DangerousNamespace
{
    // WARNING!
    // This code includes possible memory access errors with unfixed/unpinned pointers!
    public class DangerousClass
    {
        public static void Main()
        {
            unsafe
            {
                double[][] array = new double[3][];
                array[0] = new double[] { 1.25, 2.28, 3, 4 };
                array[1] = new double[] { 5, 6.24, 7.42, 8 };
                array[2] = new double[] { 9, 10.15, 11, 12.14 };

                fixed (double* junk = &array[0][0])
                {
                    double*[] arrayofptr = new double*[array.Length];
                    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
                        fixed (double* ptr = &array[i][0])
                        {
                            arrayofptr[i] = ptr;
                        }

                    for (int i = 0; i < 10000000; ++i)
                    {
                        Object z = new Object();
                    }
                    GC.Collect();

                    fixed (double** ptrptr = &arrayofptr[0])
                    {
                        for (int i = 0; i < 1000000; ++i)
                        {
                            using (MemoryStream z = new MemoryStream(200))
                            {
                                z.Write(new byte[] { 1, 2, 3 }, 1, 2);
                            }
                        }
                        GC.Collect();
                        // should print 1.25
                        Console.WriteLine(*(double*)(*(double**)ptrptr));
                    }
                }
            }
        }
    }
}

Answer 2

double [] []是double []的数组，而不是double *，所以要获得双**，我们首先需要一个double * []

double[][] array = //whatever
//initialize as necessary

fixed (double* junk = &array[0][0]){

    double*[] arrayofptr = new double*[array.Length];
    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        fixed (double* ptr = &array[i][0])
        {
            arrayofptr[i] = ptr;
        }

    fixed (double** ptrptr = &arrayofptr[0])
    {
        //whatever
    }
}

我不禁想知道这是为了什么，以及是否有比使用双指针更好的解决方案。

Answer 3

我暂时使用zachrrs解决方案（这是我怀疑可能首先需要完成的）。这是一个扩展方法：

public static double** ToPointer(this double[][] array)
{
    fixed (double* arrayPtr = array[0])
    {
        double*[] ptrArray = new double*[array.Length];
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            fixed (double* ptr = array[i])
                ptrArray[i] = ptr;
        }

        fixed (double** ptr = ptrArray)
            return ptr;
    }
}

在C＃中从锯齿状数组转换为双指针

3 个答案: