C#：在运行时获取值类型变量的大小？

Question

我知道 C 和 C++ 等语言允许在运行时使用 sizeof() 函数确定数据的大小（结构、数组、变量...）。我在 C# 中尝试过，显然它不允许将变量放入 sizeof() 函数中，但仅限类型定义（float、byte、Int32、uint 等...），我该怎么做？

实际上，我希望这种情况发生：

int x;
Console.WriteLine(sizeof(x));   // Output: 4

而不是：

Console.WriteLine(sizeof(int)); // Output: 4

我确信有一些正常的方法可以在 C# 中运行时获取数据的大小，但谷歌没有提供太多帮助..这是我最后的希望

Answer 1

继 Cory 的回答，如果性能很重要并且您需要经常使用此代码，那么您可以缓存大小，以便每个类型只需要构建和执行一次动态方法：

int x = 42;
Console.WriteLine(Utils.SizeOf(x));    // Output: 4

// ...

public static class Utils
{
    public static int SizeOf<T>(T obj)
    {
        return SizeOfCache<T>.SizeOf;
    }

    private static class SizeOfCache<T>
    {
        public static readonly int SizeOf;

        static SizeOfCache()
        {
            var dm = new DynamicMethod("func", typeof(int),
                                       Type.EmptyTypes, typeof(Utils));

            ILGenerator il = dm.GetILGenerator();
            il.Emit(OpCodes.Sizeof, typeof(T));
            il.Emit(OpCodes.Ret);

            var func = (Func<int>)dm.CreateDelegate(typeof(Func<int>));
            SizeOf = func();
        }
    }
}

Answer 2

要在运行时查找任意变量 x 的大小，您可以使用 Marshal.SizeOf：

System.Runtime.InteropServices.Marshal.SizeOf(x)

正如 dtb 所提到的，该函数返回编组后变量的大小，但根据我的经验，这通常是您想要的大小，如纯托管环境中变量的大小没有什么意义。

Answer 3

int 的大小始终为 32 位。为什么需要在运行时获取大小？

话虽如此，您可以使用Marshal.SizeOf()，但这实际上仅适用于非托管代码。

我偶然发现了一些代码显然会给你一个值类型的大小。它使用反射，与您想要使用的功能 (sizeof()) 相比，这是一个相当昂贵的方法调用：

using System;
using System.Reflection;
using System.Reflection.Emit;

...

// GetManagedSize() returns the size of a structure whose type
// is 'type', as stored in managed memory. For any reference type
// this will simply return the size of a pointer (4 or 8).
public static int GetManagedSize(Type type)
{
    // all this just to invoke one opcode with no arguments!
    var method = new DynamicMethod("GetManagedSizeImpl", typeof(uint), new Type[0], typeof(TypeExtensions), false);

    ILGenerator gen = method.GetILGenerator();

    gen.Emit(OpCodes.Sizeof, type);
    gen.Emit(OpCodes.Ret);

    var func = (Func<uint>)method.CreateDelegate(typeof(Func<uint>));
    return checked((int)func());
}

Answer 4

如果您正在执行诸如构建数据包以发送到设备之类的操作，请尝试以下操作：

byte[] dataBytes = BitConverter.GetBytes(x);
int dataLength = dataBytes.Length;

例如，现在您可以将 dataBytes 数组复制到 dataPacket 数组的 Payload 部分，dataLength 会告诉您要复制多少字节，并且让您验证或设置数据包中的 PayloadLength 值。

Answer 5

我想说的是使用类型推断来满足您的要求（“如果您将 x 的类型从 int 更改为 long long，则不必将每次出现的 sizeof(int) 替换为 sizeof(long long)”） ：

public unsafe void GetSizeOf<T>(T exemplar)
    where T : struct
{
    return sizeof(T);
}

但你不能这样做，因为 T 可能是一个“托管类型”——它可能是一个带有对象引用字段的结构。似乎没有办法将 T 限制为仅非托管类型。

您可以使用静态帮助器类：

public static class Size
{
    public int Of(int x)
    {
        return sizeof(int);
    }

    public int Of(long x)
    {
        return sizeof(long);
    }

    public unsafe int Of(MyStruct x)
    {
        //only works if MyStruct is unmanaged
        return sizeof(MyStruct);
    }
}
public class Program
{
    public void Main()
    {
        int x = 0;
        Console.WriteLine(Size.Of(x));
    }
    public void OldMain()
    {
        long x = 0;
        Console.WriteLine(Size.Of(x));
    }
}

Answer 6

继续在 CORY 发布的代码中添加一些安全/性能/便利功能，对于不那么偏执的 LukeH 的代码应该足够了。

简而言之，此类返回类型大小，确保尽可能使用缓存，并包装来自外部类的异常。

您可能想要重写包罗万象的块以更好地适合您的项目。

/* A class for finding the sizes of types and variables */
public static class Sizes
{
    /* Retrieves the size of the generic type T
        Returns the size of 'T' on success, 0 otherwise */
    public static int SizeOf<T>()
    {
        return FetchSizeOf(typeof(T));
    }

    /* Retrieves the size of the type of obj
        Returns the size of 'obj' on success, 0 otherwise */
    public static int SizeOf<T>(T obj)
    {
        return FetchSizeOf(typeof(T));
    }

    /* Retrieves the size of 'type'
        Returns the size of 'type' on success, 0 otherwise */
    public static int SizeOf(this Type type)
    {
        return FetchSizeOf(type);
    }

    /* Gets the size of the specified type
        Returns the size of 'type' on success, 0 otherwise*/
    private static int FetchSizeOf(this Type type)
    {
        if ( typeSizeCache == null )
            CreateCache();

        if ( typeSizeCache != null )
        {
            int size = 0;
            if ( GetCachedSizeOf(type, out size) )
                return size;
            else
                return CalcAndCacheSizeOf(type);
        }
        else
            return CalcSizeOf(type);
    }

    /* Attempts to get the size of type from the cache
        Returns true and sets size on success, returns
        false and sets size to 0 otherwise. */
    private static bool GetCachedSizeOf(Type type, out int size)
    {
        size = 0;
        try
        {
            if ( type != null )
            {
                if ( !typeSizeCache.TryGetValue(type, out size) )
                    size = 0;
            }
        }
        catch
        {
            /*  - Documented: ArgumentNullException
                - No critical exceptions. */
            size = 0;
        }
        return size > 0;
    }

    /* Attempts to calculate the size of 'type', and caches
        the size if it is valid (size > 0)
        Returns the calclated size on success, 0 otherwise */
    private static int CalcAndCacheSizeOf(Type type)
    {
        int typeSize = 0;
        try
        {
            typeSize = CalcSizeOf(type);
            if ( typeSize > 0 )
                typeSizeCache.Add(type, typeSize);
        }
        catch
        {
            /*  - Documented: ArgumentException, ArgumentNullException,
                - Additionally Expected: OutOfMemoryException
                - No critical exceptions documented. */
        }
        return typeSize;
    }

    /* Calculates the size of a type using dynamic methods
        Return the type's size on success, 0 otherwise */
    private static int CalcSizeOf(this Type type)
    {
        try
        {
            var sizeOfMethod = new DynamicMethod("SizeOf", typeof(int), Type.EmptyTypes);
            var generator = sizeOfMethod.GetILGenerator();
            generator.Emit(OpCodes.Sizeof, type);
            generator.Emit(OpCodes.Ret);

            var sizeFunction = (Func<int>)sizeOfMethod.CreateDelegate(typeof(Func<int>));
            return sizeFunction();
        }
        catch
        {
            /*  - Documented: OutOfMemoryException, ArgumentNullException,
                              ArgumentException, MissingMethodException,
                              MethodAccessException
                - No critical exceptions documented. */
        }
        return 0;
    }

    /* Attempts to allocate the typeSizesCache
        returns whether the cache is allocated*/
    private static bool CreateCache()
    {
        if ( typeSizeCache == null )
        {
            try
            {
                typeSizeCache = new Dictionary<Type, int>();
            }
            catch
            {
                /*  - Documented: OutOfMemoryException
                    - No critical exceptions documented. */
                typeSizeCache = null;
            }
        }
        return typeSizeCache != null;
    }

    /* Static constructor for Sizes, sets typeSizeCache to null */
    static Sizes()
    {
        CreateCache();
    }

    /* Caches the calculated size of various types */
    private static Dictionary<Type, int> typeSizeCache;
}

Answer 7

public static class TypeSize
{
    public static int GetSize<T>(this T value)
    {
        if (typeof(T).IsArray)
        {
            var elementSize = GetTypeSize(typeof(T).GetElementType());
            var length = (value as Array)?.GetLength(0);
            return length.GetValueOrDefault(0) * elementSize;
        }
        return GetTypeSize(typeof(T));
    }

    static ConcurrentDictionary<Type, int> _cache = new ConcurrentDictionary<Type, int>();

    static int GetTypeSize(Type type)
    {
        return _cache.GetOrAdd(type, _ =>
        {
            var dm = new DynamicMethod("SizeOfType", typeof(int), new Type[0]);
            ILGenerator il = dm.GetILGenerator();
            il.Emit(OpCodes.Sizeof, type);
            il.Emit(OpCodes.Ret);
            return (int)dm.Invoke(null, null);
        });
    }
}

Answer 8

从 netcore1.0 开始，有 System.Runtime.CompilerServices.Unsafe.SizeOf 方法，为您提供任何对象的大小。方法是在运行时实现的，所以它应该非常快。

注意：似乎该方法返回引用类型的指针大小（sizeof(IntPtr)）而不是实际大小

用法：

Console.WriteLine(Unsafe.SizeOf<System.Guid>()); // 16