追了多年的開發框架，你還認識指針嗎？

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一：背景 1. 講故事高級語言玩多了，可能很多人對指針或者彙編都淡忘了，本篇就和大家聊一聊指針，雖然C 中是不提倡使用的，但你能說指針在C 中不重要嗎？你要知道FCL內庫中大量的使用指針，如等等數不勝數，如例代碼：對，你覺得的美好世界，其實都是別人幫你負重前行，退一步說，指針的理解和不理解，對 ...

一：背景

1. 講故事

高級語言玩多了，可能很多人對指針或者彙編都淡忘了，本篇就和大家聊一聊指針，雖然C#中是不提倡使用的，但你能說指針在C#中不重要嗎？你要知道FCL內庫中大量的使用指針，如String,Encoding,FileStream等等數不勝數，如例代碼：


	private unsafe static bool EqualsHelper(string strA, string strB)
	{
		fixed (char* ptr = &strA.m_firstChar)
		{
			fixed (char* ptr3 = &strB.m_firstChar)
			{
				char* ptr2 = ptr;
				char* ptr4 = ptr3;
				while (num >= 12) {...}
				while (num > 0 && *(int*)ptr2 == *(int*)ptr4) {...}
			}
		}
	}

	public unsafe Mutex(bool initiallyOwned, string name, out bool createdNew, MutexSecurity mutexSecurity)
	{
		byte* ptr = stackalloc byte[(int)checked(unchecked((ulong)(uint)securityDescriptorBinaryForm.Length))]
	}
   
    private unsafe int ReadFileNative(SafeFileHandle handle, byte[] bytes, out int hr)
    {
        fixed (byte* ptr = bytes)
		{
			num = ((!_isAsync) ? Win32Native.ReadFile(handle, ptr + offset, count, out numBytesRead, IntPtr.Zero) : Win32Native.ReadFile(handle, ptr + offset, count, IntPtr.Zero, overlapped));
		}
   }

對，你覺得的美好世界，其實都是別人幫你負重前行，退一步說，指針的理解和不理解，對你研究底層源碼影響是不能忽視的，指針相對比較抽象，考的是你的空間想象能力，可能現存的不少程式員還是不太明白，因為你缺乏所見即所得的工具，希望這一篇能幫你少走些彎路。

二：windbg助你理解

指針雖然比較抽象，但如果用windbg實時查看記憶體佈局，就很容易幫你理解指針的套路，下麵先理解下指針的一些簡單概念。

1. &、* 運算符

&取址運算符，用於獲取某一個變數的記憶體地址, *運算符，用於獲取指針變數中存儲地址指向的值，很抽象吧，看windbg。

            unsafe
            {
                int num = 10;
                int* ptr = &num;
                var num2 = *ptr;
                Console.WriteLine(num2);
            }

0:000> !clrstack -l
OS Thread Id: 0x41ec (0)
        Child SP               IP Call Site
0000005b1efff040 00007ffc766208e2 *** WARNING: Unable to verify checksum for ConsoleApp4.exe
ConsoleApp4.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp4\Program.cs @ 25]
    LOCALS:
        0x0000005b1efff084 = 0x000000000000000a
        0x0000005b1efff078 = 0x0000005b1efff084
        0x0000005b1efff074 = 0x000000000000000a

仔細觀察 LOCALS 中三組鍵值對。

<1> `int* ptr = &num; => 0x0000005b1efff078 = 0x0000005b1efff084`

int* ptr叫做指針變數，既然是變數必須得有自己的棧上地址 0x0000005b1efff078 ，而這個地址上的值為 0x0000005b1efff084，這不就是num的棧地址嘛，嘿嘿。

<2> `var num2 = *ptr; => 0x0000005b1efff074 = 0x000000000000000a`

*ptr 就是用ptr的value [0x0000005b1efff084] 獲取這個地址指向的值，所以就是10啦。

如果不明白，我畫一張圖，這可是重中之重哦~

2. **運算符

** 也叫二級指針，指向一級指針變數地址的指針，有點意思，如下程式：ptr2指向的就是 ptr的棧上地址，一圖勝千言。


    unsafe
    {
        int num1 = 10;
        int* ptr = &num1;
        int** ptr2 = &ptr;
        var num2 = **ptr2;
    }


0:000> !clrstack -l
ConsoleApp4.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp4\Program.cs @ 26]
    LOCALS:
        0x000000305f5fef24 = 0x000000000000000a
        0x000000305f5fef18 = 0x000000305f5fef24
        0x000000305f5fef10 = 0x000000305f5fef18
        0x000000305f5fef0c = 0x000000000000000a

3. ++、--運算符

這種算術操作常常用在數組或者字元串等值類型集合，比如下麵代碼：

    fixed (int* ptr = new int[3] { 1, 2, 3 }) { }
    fixed (char* ptr2 = "abcd") { }

首先ptr預設指向數組在堆上分配的首地址，也就是1的記憶體地址，當ptr++後會進入到下一個整形元素2的記憶體地址，再++後又進入下一個int的記憶體地址，也就是3，很簡單吧，我舉一個例子：

        unsafe
        {
            fixed (int* ptr = new int[3] { 1, 2, 3 })
            {
                int* cptr = ptr;
			    Console.WriteLine(((long)cptr++).ToString("x16"));
				Console.WriteLine(((long)cptr++).ToString("x16"));
				Console.WriteLine(((long)cptr++).ToString("x16"));
            }
        }

0:000> !clrstack -l
    LOCALS:
        0x00000070c15fea50 = 0x000001bcaac82da0
        0x00000070c15fea48 = 0x0000000000000000
        0x00000070c15fea40 = 0x000001bcaac82dac
        0x00000070c15fea38 = 0x000001bcaac82da8

一圖勝千言哈，Console中的三個記憶體地址分別存的值是1,2,3哈，不過這裡要註意的是，C#是托管語言，引用類型是分配在托管堆中，所以堆上地址會存在變動的可能性，這是因為GC會定期回收記憶體，所以vs編譯器需要你用fixed把堆上記憶體地址固定住來逃過GC的打壓，在本例中就是 0x000001bcaac82da0 - (0x000001bcaac82da8 +4)。

三：用兩個案例幫你理解

古語說的好，一言不中，千言無用，你得拿一些例子活講活用，好吧，準備兩個例子。

1. 使用指針對string中的字元進行替換

我們都知道string中有一個replace方法，用於將指定的字元替換成你想要的字元，可是C#中的string是不可變的，你就是對它吐口痰它都會生成一個新字元串，

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