Span是C#7.0引入的,它旨在高效使用和管理一段连续的内存。


很多人第一次接触它的时候,想不出它的具体使用场景。

我第一次接触的时候就会想这个和数组使用有啥区别么?

首先看一个例子

static void Main(string[] args)
{
    var str = "123456";
    var array = str.ToCharArray();
    Console.WriteLine(array);
    var span = new Span<char>(array);
    AddOne(span);
    Console.WriteLine(array);
}

private static void AddOne(Span<char> span)
{
    for (var index = 0; index < span.Length; index++)
    {
        var slice = span.Slice(index,1);

        var value = (byte)span[index]+1;
        slice.Fill((char)value);
    }
}

这里是将一个字符串的每一位数字加1

image-20191215155531968

结果如图所示。

这个并没有体现span优势,但是如果我们现在期望只对原始字符串的某些子串进行处理呢?

很多人会想到使用substring,但是substring会返回一个新的字符串,这里就会增加内存开销。

那么使用数组如何?新建一个数组然后拷贝值过去,仍然是增加内存开销。

基于原数组处理呢?那就需要对AddOne方法添加重载,传入起始位置和长度。

那么span怎么做呢?如下图所示,使用slice切片即可

static void Main(string[] args)
{
    var str = "123456";
    var array = str.ToCharArray();
    Console.WriteLine(array);
    var span = new Span<char>(array);
    //传入一个slice即可
    AddOne(span.Slice(2,2));
    Console.WriteLine(array);
}

image-20191215160113211

换言之Span的高效,不仅在于其只是一段连续内存的”视图”,而且,对于所有的处理方法可以和子集的处理方法统一API接口。(这里你可以类比下指针的功能,而span相对于指针的优势在于不需要length,而且内存可以GC)

这里对连续的内存对象的密集型操作是一个极大的优势


参考文档:

  • [Span Struct (System) - Microsoft Docs](https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.span-1?view=netcore-3.1)
  • C# - All About Span: Exploring a New .NET Mainstay - Microsoft Docs
  • [C# 7 Series, Part 10: Span and universal memory management – Mark Zhou's Tech Blog](https://blogs.msdn.microsoft.com/mazhou/2018/03/25/c-7-series-part-10-spant-and-universal-memory-management/)

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