Question

为什么：

short a=0;
Console.Write(Marshal.SizeOf(a));

显示2

但如果我看到IL代码，我会看到：

/*1*/   IL_0000:  ldc.i4.0    
/*2*/   IL_0001:  stloc.0     
/*3*/   IL_0002:  ldloc.0     
/*4*/   IL_0003:  box         System.Int16
/*5*/   IL_0008:  call        System.Runtime.InteropServices.Marshal.SizeOf
/*6*/   IL_000D:  call        System.Console.Write

第1行的LDC表示：

将0推入堆栈 int32 。

因此必须占用4个字节。

但sizeOf显示2字节...

我在这里缺少什么？短片实际占用了多少字节？

我听说有一个填充到4个字节的情况，因此处理起来会更快。是这样的吗？

（请忽略syncRoot和GC根标志字节i＆＃39; m只询问2对4）

Answer 1

CLI规范非常明确地允许在堆栈上的数据类型。短16位整数不是其中之一，因此这些整数类型在加载到堆栈时会转换为32位整数（4个字节）。

分区III.1.1包含所有细节：

1.1数据类型

虽然CTS定义了富类型系统，但CLS指定了可用于语言的子集   在互操作性方面，CLI本身处理的是一组更简单的类型。这些类型包括用户定义的值   类型和内置类型的子集。该子集统称为“基本CLI类型”，包含   以下类型：


完整数字类型的子集（int32，int64，native int和F）。

对象引用（O），不区分引用的对象类型。

指针类型（native unsigned int和&），与指向的类型无区别。


请注意，可以为对象引用和指针类型指定值null。这在整个CLI中定义为零（所有位为零的位模式）。

1.1.1数字数据类型



CLI仅对数字类型int32（4字节有符号整数）int64（8字节）进行操作   有符号整数），native int（原生大小整数）和F（原生大小的浮点数）   号）。但是，CIL指令集允许实现其他数据类型：



短整数：评估堆栈仅保存4或8字节整数，但其他位置   （参数，局部变量，静态，数组元素，字段）可以保存1或2字节整数。为了   堆栈操作的目的是bool和char类型   分别作为无符号1字节和2字节整数处理。从这些位置加载到   stack通过以下方式将它们转换为4字节值：


对unsigned int8，unsigned int16，bool和char;
类型进行零扩展
对类型int8和int16进行符号扩展;

零扩展，用于无符号间接和元素加载（ldind.u*，ldelem.u*等）;;和

sign-extends用于签名的间接和元素加载（ldind.i*，ldelem.i*等）。




存储整数，布尔值和字符（stloc，stfld，stind.i1，stelem.i2等）会截断。使用conv.ovf.*指令检测此截断何时导致值无法正确表示原始值。

[注意：短（即1字节和2字节）整数在所有体系结构上作为4字节数加载，并且这些4字节数始终跟踪不同于8字节数。这有助于代码的可移植性，确保默认的算术行为（即，当没有执行conv或conv.ovf指令时）将在所有实现上具有相同的结果。]

转换产生短整数值的指令实际上会在堆栈上留下int32（32位）值，但保证只有低位有意义（即，更高有效位全部为零）已签名转化的未签名转化或签名扩展名。要正确模拟完整的短整数运算集，需要在div，rem，shr之前转换为短整数，比较   和条件分支指令。

......等等。

在推测性地说，这个决定可能是为了简化建筑或者为了速度（或两者兼而有之）。与使用16位整数相比，现代32位和64位处理器可以更有效地使用32位整数，并且因为所有可以用2个字节表示的整数也可以用4个字节表示，这种行为是合理的

使用2字节整数而不是4字节整数才真正有意义的是，如果你更关心内存使用而不是执行速度/效率。在这种情况下，你需要拥有一大堆这些值，可能包含在一个结构中。那就是你关心Marshal.SizeOf的结果。

Answer 2

通过查看available LDC instructions可以很容易地说出发生了什么。请注意可用的有限操作数类型集，有无版本可用于加载类型为short的常量。只是int，long，float和double。这些限制在其他地方可见，例如Opcodes.Add指令同样受限制，不支持添加其中一个较小类型的变量。

IL指令集是以这种方式有意设计的，它反映了简单的32位处理器的功能。想到的处理器类型是RISC类型，它们在九十年代就有它们的干草日。许多32位cpu寄存器只能操作32位整数和IEEE-754浮点类型。 Intel x86内核不是一个很好的例子，虽然非常常用，但它是一种CISC设计，实际上支持在8位和16位操作数上加载和算术运算。但这更像是一次历史性事故，它使程序的机械翻译变得简单，从8位8080和16位8086处理器开始。但是这种能力并不是免费的，操纵16位值实际上需要额外的cpu周期。

使IL与32位处理器功能完美匹配显然使得实现抖动的人的工作变得更加简单。存储位置仍然可以更小，但只需要支持加载，存储和转换。只有在需要的时候，您才能获得＆＃39; a＆＃39;变量是一个局部变量，无论如何都在堆栈帧或cpu寄存器上占用32位。只有内存存储需要被截断为正确的大小。

在代码段中没有歧义。变量值需要加框，因为Marshal.SizeOf（）接受类型 object 的参数。盒装值通过类型句柄标识值的类型，它将指向System.Int16。 Marshal.SizeOf（）具有内置的知识，知道它需要2个字节。

这些限制确实反映在C＃语言上并导致不一致。这种编译错误永远困扰并惹恼C＃程序员：

    byte b1 = 127;
    b1 += 1;            // no error
    b1 = b1 + 1;        // error CS0266

这是IL限制的结果，没有采用字节操作数的add运算符。在这种情况下，需要将它们转换为下一个更大的兼容类型 int 。因此它适用于32位RISC处理器。现在出现问题，需要将32位 int 结果重新打造成一个只能存储8位的变量。 C＃语言在第一个任务中应用了锤子本身，但在第二个任务中不合逻辑地需要一个投掷锤。

Answer 3

C＃语言规范定义了程序的行为方式。它没有说明如何实现这一点，只要行为是正确的。如果您询问short的大小，则始终会2。

实际上，C＃编译为CIL，其中小于32位的整数类型在堆栈¹上表示为32位整数。

然后JITer再次将其重新映射到适合目标硬件的任何内容，通常是堆栈上的一块内存或寄存器。

只要这些转变都没有改变可观察的行为，它们就是合法的。

实际上，局部变量的大小在很大程度上是无关紧要的，重要的是数组的大小。一百万short s的数组通常占用2 MB。

¹这是IL操作的虚拟堆栈，与机器代码操作的堆栈不同。

Answer 4

CLR本身只能在堆栈上使用32位和64位整数。答案在于这条指令：

box System.Int16

这意味着值类型被装箱为Int16。 C＃编译器自动发出这个装箱来调用Marshal.SizeOf（object），后者又在盒装值上调用GetType（），返回typeof（System.Int16）。

Int16 - 在.NET中的容量？

4 个答案: