C# 不安全代碼核心概念（一）：unsafe 上下文、指標型別與基本操作

引言

C# 屬託管語言，記憶體由 GC 管理。但需呼叫作業系統 API、存取記憶體映射裝置或極致效能演算法時，可使用 unsafe 代碼直接操作指標。

unsafe 上下文

unsafe 修飾符可用於：

• 類型：class, struct, interface, delegate
• 成員：field, method, property, event, indexer, operator, constructor, destructor
• 區塊：unsafe { ... }

指標型別系統

僅在 unsafe 上下文有效（typeof 例外）。語法：unmanaged-type * 或 void *。

非託管型別

• 基礎型別：sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, ulong, char, float, double, decimal, bool
• enum 型別
• 指標型別本身
• 僅包含非託管欄位的 struct

聲明差異

// C/C++: int *p1, *p2;
// C#:
int* p1, p2; // 兩個都是 int*，* 綁定在型別上

特性

• 可為 null（全 0 位），解引用行為未定義
• void*：未知型別指標，不可解引用/算術，但可互轉任意指標
• 指標型別不繼承自 object，不可裝箱/拆箱，不可作泛型型別參數
• 可用 ref/out 傳遞，但易導致懸空指標
• 方法可回傳指標型別

核心操作符

實用範例

尋找陣列元素

unsafe static int* Find(int* arr, int size, int value) {
    for (int i = 0; i < size; i++)
        if (*arr == value) return arr;
        else arr++;
    return null;
}

指標參數陷阱

static int value = 20;
unsafe static void F(out int* pi1, ref int* pi2) {
    int local = 10;
    pi1 = &local; // 危險：local 退出作用域後失效
    fixed (int* pj = &value) pi2 = pj; // 危險：fixed 區塊結束後 value 可能移動
}

1. 上一篇文章： C# 不安全代碼深度解析（二）：固定/移動變數、指標轉換與指標陣列
2. 下一篇文章： 從模擬字串枚舉談起：C# 中實現類似字串枚舉的最佳實踐

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