Structlayout在调试版本中行为不正确

Question

请考虑以下程序：

using System.Runtime.InteropServices;
using System;
public class Program
{
    public static void Main()
    {
        new magic
        {
            S = "Hello",
            C =
            {
                [0] = 'W',
                [1] = 'o',
                [2] = 'r',
                [3] = 'l',
                [4] = 'd',
            }
        };

        Console.WriteLine("Hello");
        Console.ReadKey();    
    }

    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    struct magic
    {
        [FieldOffset(0)]
        public string S;

        [FieldOffset(0)]
        public char[] C;
    }
}

为什么HeWor在进行调试和发布时World（如预期的那样）进行打印？在.NET 4.8的VS 2019上测试

我知道这样做不仅是界限，但背后有什么解释吗？

Answer 1

没有有效的“预期”结果。行为是完全不确定的；发生的情况是，您要为分配一个字符串引用S（这也是C显而易见的），然后撒谎并与数组索引器代码对话，但针对字符串实例执行。由于这是被拘禁的人"Hello"，因此您将覆盖全局被拘禁的人"Hello"，但是：数组索引器操作码只知道如何与数组进行通讯，从而导致偏移量错误。字符串和数组的内部布局可以不同（并且显然是不同的，具体取决于运行时，框架版本等），因此它可以（并且显然确实）从错误的对象标头偏移开始更新字节。

至于为什么它可以在某些设置上运行：再次，未定义的行为。在空气报价很重要的地方，允许未定义的行为“起作用”。

如果要正确获取偏移量，请使用fixed或ToSpan()/ ToMemory()。第一个允许将a string视为char*; 第二个允许将a string视为a ReadOnlySpan<char>（但您可以使用MemoryMarshal将a升级ReadOnlyMemory<char>为Memory<char>）。

例子：

Console.WriteLine("Hello"); // Hello

// note: using MemoryMarshal.* is like using Unsafe.*; you
// are explicitly accepting the consequences if used incorrectly
var span = MemoryMarshal.AsMemory("Hello".AsMemory()).Span;
span[0] = 'W';
span[1] = 'o';
span[2] = 'r';
span[3] = 'l';
span[4] = 'd';
Console.WriteLine("Hello"); // World

// ditto, "unsafe" means you're accepting the consequences
fixed(char* c = "Hello")
{
    c[0] = 'd';
    c[1] = 'l';
    c[2] = 'r';
    c[3] = 'o';
    c[4] = 'W';
}
Console.WriteLine("Hello"); // dlroW

此外，它可能并不真的需要说，但... 不这样做！