Những chủ đề tiến bộ trong C# Các mã không an toàn – Phần 1 docx

Những chủ đề tiến bộ trong C# Các mã không an toàn – Phần 1 Có những trường hợp ta cần truy xuất bộ nhớ trực tiếp khi ta muốn truy xuất vào các hàm bên ngoài ( không thuộc .NET) mà đòi hỏi con trỏ được truyền vào như tham số( ví dụ như các hàm API ).hoặc là vì ta muốn truy nhập vào nội dung bộ nhớ để sửa lỗi Trong phần này ta sẽ xem xét cách C# đáp ứng những điều này như thế nào. Con trỏ ( trình bày vắng tắt ) Con trỏ đơn giản là 1 biến lưu địa chỉ của một thứ khác theo cùng 1 cách như là 1 tham chiếu. sự khác biệt là cú pháp C# trong tham chiếu không cho phép ta truy xuất vào địa chỉ bộ nhớ. 3 ưu điểm của con trỏ :  Cải thiện sự thực thi : cho ta biết những gì ta đang làm,đảm bảo rằng dữ liệu được truy xuất hay thao tác theo cách hiệu quả nhất - đó là lí do mà C và C++ cho phép dung con trỏ trong ngôn ngữ của mình.  Khả năng tích hợp với các phần trước ( Backward compatibility ) - đôi khi ta phải sử dụng lại các hàm API cho mục đích của ta.Mà các hàm API được viết bằng C,ngôn ngữ dùng con trỏ rất nhiều, nghĩa là nhiều hàm lấy con trỏ như tham số.Hoặc là các DLL do 1 hãng nào đó cung cấp chứa các hàm lấy con trỏ làm tham số . Trong nhiều trường hợp ta có thể viết các khai báo DLlImport theo cách tránh sử dụng con trỏ , ví dụ như dùng lớp System.IntPtr.  Ta có thể cần tạo ra các địa chỉ vùng nhớ có giá trị cho người dùng - ví dụ nếu ta muốn phát triển 1 ứng dụng mà cho phép người dùng tương tác trực tiếp đến bộ nhớ, như là 1 debugger. Nhược điểm :  Cú pháp để lấy các hàm phức tạp hơn  Con trỏ khó sử dụng  Nếu không cẩn thận ta có thể viết lên các biến khác ,làm tràn stack, mất thông tin, đụng độ  C# có thể từ chối thi hành những đoạn mã không an toàn này (đoạn mã có sử dụng con trỏ) Ta có thể đánh dấu đoạn mã có sử dụng con trỏ bằng cách dùng từ khoá unsafe Ví dụ : dùng cho hàm unsafe int GetSomeNumber() { // code that can use pointers } Dùng cho lớp hay struct unsafe class MyClass { // any method in this class can now use pointers } Dùng cho 1 trường class MyClass { unsafe int *pX; // declaration of a pointer field in a class } Hoặc một khối mã void MyMethod() { // code that doesn't use pointers unsafe { // unsafe code that uses pointers here } // more 'safe' code that doesn't use pointers } Tuy nhiên ta không thể đánh dấu 1 biến cục bộ là unsafe int MyMethod() { unsafe int *pX; // WRONG } Để biên dịch các mã chứa khối unsafe ta dùng lệnh sau : csc /unsafe MySource.cs hay csc -unsafe MySource.cs Cú pháp con trỏ int * pWidth, pHeight; double *pResult; Lưu ý khác với C++ ,kí tự * kết hợp với kiểu hơn là kết hợp với biến - nghĩa là khi ta khai báo như ở trên thì pWidth và pHeight đều là con trỏ do có * sau kiểu int, khác với C++ ta phải khai báo * cho cả hai biến trên thì cả hai mới là con trỏ. Cách dùng * và & giống như trong C++ : & : lấy địa chỉ * : lấy nội dung của địa chỉ Ép kiểu con trỏ thành kiểu Int Vì con trỏ là 1 số int lưu địa chỉ nên ta có thể chuyển tường minh con trỏ thành kiểu int hay ngược lại.Ví dụ: int x = 10; int *pX, pY; pX = &x; pY = pX; *pY = 20; uint y = (uint)pX; int *pD = (int*)y; y là uint.sau đó ta chuyển ngược lại thành biến con trỏ pD 1 lý do để ta phải ép kiểu là Console.WriteLine không có overload nào nhận thông số là con trỏ do đó ta phải ép nó sang kiểu số nguyên int Console.WriteLine("Address is" + pX); // wrong - will give a // compilation error Console.WriteLine("Address is" + (uint) pX); // OK Ép kiểu giữa những kiểu con trỏ Ta cũng có thể chuyển đổi tường minh giữa các con trỏ trỏ đến1 kiểu khác ví dụ : byte aByte = 8; byte *pByte= &aByte; double *pDouble = (double*)pByte; void Pointers Nếu ta muốn giữ 1 con trỏ , nhưng không muốn đặc tả kiểu cho con trỏ ta có thể khai báo co ntrỏ là void: void *pointerToVoid; pointerToVoid = (void*)pointerToInt; // pointerToInt declared as int* mục đích là khi ta cần gọi các hàm API mà đòi hỏi thông số void*. Toán tử sizeof Lấy thông số là tên của kiểu và trả về số byte của kiểu đó ví dụ : int x = sizeof(double); x có giá trị là 8 Bảng kích thước kiểu : sizeof(sbyte) = 1; sizeof(byte) = 1; sizeof(short) = 2; sizeof(ushort) = 2; sizeof(int) = 4; sizeof(uint) = 4; sizeof(long) = 8; sizeof(ulong) = 8; sizeof(char) = 2; sizeof(float) = 4; sizeof(double) = 8; sizeof(bool) = 1; Ta cũng có thể dùng sizeof cho struct nhưng không dùng được cho lớp. Ví dụ PointerPlayaround Ví dụ sau trình bày cách thao tác trên con trỏ và trình bày kết quả, cho phép ta thấy những gì xảy ra trong bộ nhớ và nơi biến được lưu trữ: using System; namespace Wrox.ProCSharp.AdvancedCSharp { class MainEntryPoint { static unsafe void Main() { int x=10; short y = -1; byte y2 = 4; double z = 1.5; int *pX = &x; short *pY = &y; double *pZ = &z; Console.WriteLine( "Address of x is 0x{0:X}, size is {1}, value is {2}", (uint)&x, sizeof(int), x); Console.WriteLine( "Address of y is 0x{0:X}, size is {1}, value is {2}", (uint)&y, sizeof(short), y); Console.WriteLine( "Address of y2 is 0x{0:X}, size is {1}, value is {2}", (uint)&y2, sizeof(byte), y2); Console.WriteLine( "Address of z is 0x{0:X}, size is {1}, value is {2}", (uint)&z, sizeof(double), z); Console.WriteLine( "Address of pX=&x is 0x{0:X}, size is {1}, value is 0x{2:X}", (uint)&pX, sizeof(int*), (uint)pX); Console.WriteLine( "Address of pY=&y is 0x{0:X}, size is {1}, value is 0x{2:X}", (uint)&pY, sizeof(short*), (uint)pY); Console.WriteLine( "Address of pZ=&z is 0x{0:X}, size is {1}, value is 0x{2:X}", (uint)&pZ, sizeof(double*), (uint)pZ); *pX = 20; Console.WriteLine("After setting *pX, x = {0}", x); Console.WriteLine("*pX = {0}", *pX); pZ = (double*)pX; Console.WriteLine("x treated as a double = {0}", *pZ); Console.ReadLine(); } } } Mã gồm 3 biến  int x  short y  double z Cùng với các con trỏ trỏ đến các giá trị này.sau đó ta trình bày giá trị của các biến và kích thước,địa chỉ của nó.Ta dùng đặc tả {0:X} trong Console.WriteLine để địa chỉ bộ nhớ được trình bày theo định dạng số bát phân. Cuối cùng ta dùng con trỏ pX thay đổi giá trị của x thành 20,và thử ép kiểu biến x thành 1 double để xem điều gì sẻ xảy ra Biên dịch mã ,ta có kết quả sau : csc PointerPlayaround.cs Microsoft (R) Visual C# .NET Compiler version 7.00.9466 for Microsoft (R) .NET Framework version 1.0.3705 Copyright (C) Microsoft Corporation 2001. All rights reserved. PointerPlayaround.cs(7,26): error CS0227: Unsafe code may only appear if compiling with /unsafe csc /unsafe PointerPlayaround.cs Microsoft (R) Visual C# .NET Compiler version 7.00.9466 for Microsoft (R) .NET Framework version 1.0.3705 Copyright (C) Microsoft Corporation 2001. All rights reserved. PointerPlayaround Address of x is 0x12F8C4, size is 4, value is 10 [...]...Address of y is 0x12F8C0, size is 2, value is -1 Address of y2 is 0x12F8BC, size is 1, value is 4 Address of z is 0x12F8B4, size is 8, value is 1. 5 Address of pX=&x is 0x12F8B0, size is 4, value is 0x12F8C4 Address of pY=&y is 0x12F8AC, size is 4, value is 0x12F8C0 Address of pZ=&z is 0x12F8A8, size is 4, value is 0x12F8B4 After setting *pX, x = 20 *pX = 20 x treated as a double = 2.6383707347 219 4E-308 . Những chủ đề tiến bộ trong C# Các mã không an toàn – Phần 1 Có những trường hợp ta cần truy xuất bộ nhớ trực tiếp khi ta muốn truy xuất vào các hàm bên ngoài ( không thuộc .NET). trỏ đơn giản là 1 biến lưu địa chỉ của một thứ khác theo cùng 1 cách như là 1 tham chiếu. sự khác biệt là cú pháp C# trong tham chiếu không cho phép ta truy xuất vào địa chỉ bộ nhớ. 3 ưu điểm. các hàm phức tạp hơn  Con trỏ khó sử dụng  Nếu không cẩn thận ta có thể viết lên các biến khác ,làm tràn stack, mất thông tin, đụng độ  C# có thể từ chối thi hành những đoạn mã không an