Язык программирования C#9 и платформа .NET5

Если вы решили задействовать данное средство языка С#, тогда придется информировать компилятор C# о своих намерениях, разрешив проекту поддерживать "небезопасный код". Создайте новый проект консольного приложения по имени UnsafeCode и включите поддержку небезопасного кода, добавив в файл UnsafeCode.csproj следующие строки:

 <PropertyGroup>
  <AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>
 </PropertyGroup>

Для установки этого свойства в Visual Studio предлагается графический пользовательский интерфейс. Откройте окно свойств проекта. В раскрывающемся списке Configuration (Конфигурация) выберите вариант All Configurations (Все конфигурации), перейдите на вкладку Build (Сборка) и отметьте флажок Allow unsafe code (Разрешить небезопасный код), как показано на рис. 11.1.

Ключевое слово unsafe

Для работы с указателями в C# должен быть специально объявлен блок "небезопасного кода" с использованием ключевого слова unsafe (любой код, который не помечен ключевым словом unsafe, автоматически считается "безопасным"). Например, в следующем файле Program.cs объявляется область небезопасного кода внутри операторов верхнего уровня:

 using System;
 using UnsafeCode;

 Console.WriteLine("***** Calling method with unsafe code *****");

 unsafe
 {
  // Здесь работаем с указателями!
 }
 // Здесь работа с указателями невозможна!

В дополнение к объявлению области небезопасного кода внутри метода можно строить "небезопасные" структуры, классы, члены типов и параметры. Ниже приведено несколько примеров (типы Node и Node2 в текущем проекте определять не нужно):

 // Эта структура целиком является небезопасной и может
 // использоваться только в небезопасном контексте.
 unsafe struct Node
 {
  public int Value;
  public Node* Left;
  public Node* Right;
 }

 // Эта структура безопасна, но члены Node2* - нет.
 // Формально извне небезопасного контекста можно
 // обращаться к Value, но не к Left и Right.
 public struct Node2
 {
  public int Value;

  // Эти члены доступны только в небезопасном контексте!
  public unsafe Node2* Left;
  public unsafe Node2* Right;
 }

Методы (статические либо уровня экземпляра) также могут быть помечены как небезопасные. Предположим, что какой-то статический метод будет использовать логику указателей. Чтобы обеспечить возможность вызова данного метода только из небезопасного контекста, его можно определить так:

 static unsafe void SquareIntPointer(int* myIntPointer)
 {
  // Возвести значение в квадрат просто для тестирования.
  *myIntPointer *= *myIntPointer;
 }

Конфигурация метода требует, чтобы вызывающий код обращался к методу SquareIntPointer следующим образом:

 unsafe
 {
  int myInt = 10;

   // Нормально, мы находимся в небезопасном контексте.
  SquareIntPointer(&myInt);
  Console.WriteLine("myInt: {0}", myInt);
 }

 int myInt2 = 5;

  // Ошибка на этапе компиляции!
  // Это должно делаться в небезопасном контексте!
 SquareIntPointer(&myInt2);
 Console.WriteLine("myInt: {0}", myInt2);

Если вы не хотите вынуждать вызывающий код помещать такой вызов внутрь небезопасного контекста, то можете поместить все операторы верхнего уровня в блок unsafe. При использовании в качестве точки входа метода Main можете пометить Main ключевым словом unsafe. В таком случае приведенный ниже код скомпилируется:

 static unsafe void Main(string[] args)
 {
  int myInt2 = 5;
  SquareIntPointer(&myInt2);
  Console.WriteLine("myInt: {0}", myInt2);
 }

Запустив такую версию кода, вы получите следующий вывод:

 myInt: 25

На заметку! Важно отметить, что термин "небезопасный" был выбран небезосновательно. Прямой доступ к стеку и работа с указателями может приводить к неожиданным проблемам с вашим приложением, а также с компьютером, на котором оно функционирует. Если вам приходится иметь дело с небезопасным кодом, тогда будьте крайне внимательны.

Работа с операциями * и &

После установления небезопасного контекста можно строить указатели и типы данных с помощью операции *, а также получать адрес указываемых данных посредством операции &. В отличие от С или C++ в языке C# операция * применяется только к лежащему в основе типу, а не является префиксом имени каждой переменной указателя. Например, взгляните на показанный далее код, демонстрирующий правильный и неправильный способы объявления указателей на целочисленные переменные: