关于本身是结构的字段的LayoutKind.explicit的c＃:. NET行为

.NET behaviour of LayoutKind.explicit for a field which is itself a struct

题

我尝试使用[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]构建一个结构(SA)，该结构的字段是另一个struct(SB)。

首先：我很惊讶我被允许声明没有[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]的其他结构，而在SA中，所有字段都必须具有[FieldOffset(0)]，否则编译器会大喊大叫。这没有多大意义。

这是编译器警告/错误中的漏洞吗？

第二：似乎SB中的所有引用(object)字段都移到了SB的前面。

这种行为在任何地方都有描述吗？
是否依赖于实现？
是否在任何依赖于实现的地方进行了定义？ :)

注意：我不打算在生产代码中使用它。我主要出于好奇而问这个问题。

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// No object fields in SB
// Gives the following layout (deduced from experimentation with the C# debugger):

// | f0 | f4 and i | f8 and j | f12 and k | f16 |

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct SA {
[FieldOffset(0)] int f0;
[FieldOffset(4)] SB sb;
[FieldOffset(4)] int f4;
[FieldOffset(8)] int f8;
[FieldOffset(12)] int f12;
[FieldOffset(16)] int f16;
}
struct SB { int i; int j; int k; }

// One object field in SB
// Gives the following layout:

// | f0 | f4 and o1 | f8 and i | f12 and j | f16 and k |

// If I add an `object` field after `j` in `SB`, i *have* to convert
// `f4` to `object`, otherwise I get a `TypeLoadException`.
// No other field will do.

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct SA {
[FieldOffset(0)] int f0;
[FieldOffset(4)] SB sb;
[FieldOffset(4)] object f4;
[FieldOffset(8)] int f8;
[FieldOffset(12)] int f12;
[FieldOffset(16)] int f16;
}
struct SB { int i; int j; object o1; int k; }

// Two `object` fields in `SB`
// Gives the following layout:

// | f0 | f4 and o1 | f8 and o2 | f12 and i | f16 and j | k |

// If I add another `object` field after the first one in `SB`, i *have* to convert
// `f8` to `object`, otherwise I get a `TypeLoadException`.
// No other field will do.

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct SA {
[FieldOffset(0)] int f0;
[FieldOffset(4)] SB sb;
[FieldOffset(4)] object f4;
[FieldOffset(8)] object f8;
[FieldOffset(12)] int f12;
[FieldOffset(16)] int f16;
}
struct SB { int i; int j; object o1; object o2; int k; }

Is this a loophole in the compiler's warnings/errors ?

不，没有错。允许字段重叠，这就是为什么LayoutKind.Explicit首先存在的原因。它允许在非托管代码中声明联合的等效项，否则C＃不支持。您不能突然停止在结构声明中使用[FieldOffset]，编译器坚持要求您在结构的所有成员上使用它。从技术上来讲不是必需的，而是一个避免错误假设的简单要求。

it seems that all reference (object) fields in SB are moved

是的，这很正常。 CLR以无证件和无法发现的方式布置对象。它使用的确切规则未记录在案，并可能随时更改。对于不同的抖动也不会重复。直到将对象编组，Marshal.StructureToPtr()调用或通过pinvoke编组器隐式布局后，布局才变得可预测。这是唯一的确切布局问题。我在这个答案中写了这种行为的基本原理。