這篇文章主要介紹了.Net Core中使用ref和Span
一、前言
其實說到ref，很多同學對它已經有所了解，ref是C# 7.0的語言特性，它為開發人員提供了傳回本機###變數引用和值引用的機制。 Span也是建立在ref語法上的一個複雜的
資料類型，在文章的後半部分，我會有一個例子說明如何使用它。
二、ref關鍵字
不論是ref還是out關鍵，都是一種比較難以理解和操作的語言特性，如來看幾個例子來說明引用與指標的相同性，當然下面的使用方式早在C# 7.0之前就可以使用了：
public static void IncrementByRef(ref int x)
{
x++;
}
public unsafe static void IncrementByPointer(int* x)
{
(*x)++;
}函數分別是使用ref和非安全性指標來完成參數+1。
int i = 30;
IncrementByRef(ref i);
// i = 31
unsafe{
IncrementByPointer(&i);
}
// i = 321.ref locals (引用本地變數)
int i = 42; ref var x = ref i; x = x + 1; // i = 43
2.ref returns (回傳值參考)
ref returns是C# 7中一個強大的特性，下面程式碼是最能體現其特性的，該函數提供了，返回int數組中某一項的引用：
public static ref int GetArrayRef(int[] items, int index) => ref items[index];
三、Span
System.Span是.Net Core核心的一部分，在System.Memory.dl# l 程式集下。目前該特性是獨立的，將來可能會整合到CoreFx中；
#如何使用呢？在.Net Core 2.0 SDK建立的專案下引用如下NuGet套件：<ItemGroup> <PackageReference Include="System.Memory" Version="4.4.0-preview1-25305-02" /> <PackageReference Include="System.Runtime.CompilerServices.Unsafe" Version="4.4.0-preview1-25305-02" /> </ItemGroup>
物件方式。基本上在.NET系統下操作指標都不認為是一件好的事件，當然.NET為我們提供了安全操作單值參考的ref。但是單值只是使用者使用「指標」的一小部分需求；對於指標來說，更常見的情況是操作一系列連續的記憶體空間中的「元素」時。
Span表示為一個已知長度和類型的連續記憶體區塊。許多方面講它非常類似T[]或ArraySegment，它提供安全的存取記憶體區域指標的能力。其實我理解它更將是.NET中操作(void*)指標的抽象,熟悉C/C++開發者應該更明白這意味著什麼。Span的特性如下：
•抽象化了所有連續記憶體空間的型別系統，包括：陣列、非託管指標、堆疊指標、fixed或pinned過的託管數據，以及值內部區域的引用•支援CLR標準物件類型和值類型
•支援泛型
•支援GC,而不像指標需要自己來管理釋放
public struct Span<T> {
ref T _reference;
int _length;
public ref T this[int index] { get {...} }
...
}
public struct ReadOnlySpan<T> {
ref T _reference;
int _length;
public T this[int index] { get {...} }
...
}字串string<a href="http://www.php.cn/wiki/57.html" target="_blank"> content = "content-length:123" ,</a>要轉換將123轉換為整數型，通常的做法是先Substring將與數字字元無關的字串進行截斷，轉換程式碼如下：
string content = "content-length:123";
Stopwatch watch1 = new Stopwatch();
watch1.Start();
for (int j = 0; j < 100000; j++)
{
int.Parse(content.Substring(15));
}
watch1.Stop();
Console.WriteLine("\tTime Elapsed:\t" + watch1.ElapsedMilliseconds.ToString("N0") + "ms");string content = "content-length:123";
ReadOnlySpan<char> span = content.ToCharArray();
span.Slice(15).ParseToInt();
watch.Start();
for (int j = 0; j < 100000; j++)
{
int icb = span.Slice(15).ParseToInt();
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("\tTime Elapsed:\t" + watch.ElapsedMilliseconds.ToString("N0") + "ms");这里将string转换为int的算法利用ReadonlySpan实现，这也是Span的典型使用场景，官方给的场景也是如些，Span适用于多次复用操作连续内存的场景。
转换代码如下：
public static class ReadonlySpanxtension
{
public static int ParseToInt(this ReadOnlySpan<char> rspan)
{
Int16 sign = 1;
int num = 0;
UInt16 index = 0;
if (rspan[0].Equals('-')){
sign = -1; index = 1;
}
for (int idx = index; idx < rspan.Length; idx++){
char c = rspan[idx];
num = (c - '0') + num * 10;
}
return num * sign;
}
}四、最后
上述两段代码100000次调用的时间如下：
String Substring Convert: Time Elapsed: 18ms ReadOnlySpan Convert: Time Elapsed: 4ms
目前Span的相关支持还够，它只是最基础架构，之后CoreFx会对很多API使用Span进行重构和实现。可见.Net Core的性能日后会越来越强大。
以上是.Net Core中如何使用ref和Span
