C# 为什么结构的sizeof是不安全的

报告明确指出

对于所有其他类型，包括结构，sizeof运算符只能 不能在不安全的代码块中使用

更准确的说法是：

未指定将成员打包到结构中的顺序

出于对齐目的，开头可能有未命名的填充 在一个结构中，在一个结构中，在结构的末尾

用作填充的位的内容是不确定的

当应用于具有结构类型的操作数时，结果是该类型变量中的总字节数，包括任何填充

但是，CLR将如何处理以下结构：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 1, Pack = 1)]
public struct MyStruct
{
    [FieldOffset(0)] public byte aByte;
}

public struct MyEmptyStruct { }

在

MyStruct

中，我们通过

StructLayout

属性明确地执行布局、大小以及如何打包。这个结构应该在内存中有一个1字节的大小

另一方面，

MyEmptyStruct

为空，我们可以假设内存中的大小为0字节-即使这样的结构很可能不会被使用，这仍然是一个有趣的情况

当试图使用

sizeof（MyStruct）

和

sizeof（myemptystuct）

计算这些结构的大小时，编译器抛出以下错误：

“*”没有预定义的大小，因此sizeof只能 在不安全的环境中使用

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我想知道为什么在这种情况下使用

sizeof

被认为是不安全的。这个问题不是为了寻求解决办法，也不是为了寻找计算结构大小的正确方法，而是为了关注原因。

问题中有很多错误的假设，我将逐一解决：

在MyStruct中，我们明确地执行布局

你没有。[StructLayout]属性只有在封送结构值时才真正有效。StructureToPtr（），也由pinvoke封送员使用。只有这样，才能保证封送的值具有请求的布局。CLR保留其认为合适的布局结构的权利。它将对齐结构成员，以便使用结构的代码尽可能快，必要时插入空字节。如果这样的填充字节留有足够的空间，它甚至会交换成员以获得更小的布局。除了使用调试器查看访问结构成员的机器代码之外，这是完全不可发现的。某些[StructLayout]属性确实会影响布局LayoutKind。Explicit实际上支持声明联合。映射算法的确切细节没有文档记录，可能会发生更改，并且在很大程度上取决于目标机器的体系结构

结果是该类型变量的总字节数，包括任何填充

事实并非如此，实际结构可以小于声明的结构。可以通过将成员交换到填充中来实现

这个结构应该在内存中有一个1字节的大小

这种情况很少发生。本地变量也在内存中对齐，在32位处理器上对齐4字节，在64位处理器上对齐8字节。除非结构存储在数组中，否则它在堆栈上或堆上的对象内部实际上需要4或8个字节。此对齐非常重要，原因与成员对齐非常重要相同

MyEmptyStruct为空，我们可以假设内存中的大小为0字节

即使结构为空，变量始终至少有1个字节。这避免了诸如具有占用零字节的非空数组之类的歧义。还有其他语言的规则，比如C++ + < /P> 为什么在这种情况下使用sizeof被认为是不安全的

需要明确的是，在原语值类型上使用sizeof并不需要不安全，因为.NET2。但对于结构，sizeof（）可能直接用于寻址内存，例如将其添加到IntPtr中。使用sizeof（）可能是错误的选择，应该改为Marshal.sizeof（）。我猜在结构上使用sizeof（）的实用性很低，因为一个结构应该总是很小的，并且以错误的方式攻击intptr的几率很高，以至于他们让它变得不安全

我想知道为什么在这种情况下使用sizeof被认为是不安全的

马修·沃森的评论一针见血。你打算用安全代码处理这些信息吗？它对任何东西都没有用处（*）。它不会告诉您需要为封送分配多少非托管字节；这是

Marshal.SizeOf

。它只对指针运算有用，那么为什么它应该在安全子集中呢

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（*）说句公道话，safe

sizeof

可以接受包含托管类型的结构，这里有一些奇怪的角落用法。例如，假设您有一个通用集合类，该类将分配一组数组，并希望确保这些数组不会移动到大型对象堆中；如果您可以采用包含托管对象的结构的大小，那么您可以非常轻松地编写此代码，并且不需要任何指针算法。但事实仍然是，

sizeof

是专门为指针算法设计的，而不是为了让您可以对数组的垃圾收集启发式进行结束运行。

Skeet在这里的回答是：很好。我还没有看到它不安全的原因。我猜编译器需要它来强化这样一个概念，即

sizeof（struct）

将根据x86/x64设置等而变化，因此这样做有点不安全。但是仅仅询问结构的大小并不是不安全的，正如获取和使用指向内存块的指针是不安全的一样。这不是上面链接的问题的重复-另一个问题问你为什么不能得到a的大小