.NET 不安全的字符串操作

Question

我使用下面这段不安全的代码来修改字符串：

public static unsafe void RemoveLastOne(ref string Str1)
    {
        if (Str1.Length < 1)
            return;

        int len = Str1.Length - 1;
        fixed (char* pCh1 = Str1)
        {
            int* pChi1 = (int*)pCh1;
            pCh1[len] = '\0';
            pChi1[-1] = len;
        }
    }

但是，一段时间后，我的C#程序崩溃并引发异常：

FatalExecutionEngineError： "运行时遇到致命错误。 错误的地址为0x6e9a80d9，在0xcfc线程上。错误代码为0xc0000005。此错误可能是CLR或用户代码的不安全或不可验证部分中的错误。此错误的常见来源包括COM-Interop或PInvoke的用户封送处理错误，这可能会破坏堆栈。"

如果我将函数“RemoveLastOne”更改为“Str1 = Str1.Remove(Str1.Length - 1);”，程序就可以正常工作。

为什么会出现异常？我该如何正确实现在C#中不安全的字符串更改？

- Ilya Georgievsky

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在托管环境中为什么要使用非托管代码？如果您想要执行删除等操作，则确实没有必要，例如可以使用Replace()方法。 - MethodMan

只是确认一下，你的意思是要将一个 int 存储在 -1 索引的 char 数组中吗？（char 是 2 字节，int 是 4 字节） - Kieren Johnstone

pChi1[-1] 包含字符串的长度，为 int 类型（4 字节）。 - Ilya Georgievsky

Answer 1

在.Net中，String值旨在是不可变的。但是在这个函数中，你却对一个不可变的值进行了多次可见的突变（包括内容和长度），更不用说在原始数据之前写入数据。我一点也不惊讶这最终会导致CLR崩溃，因为它在几个地方特殊处理String值，在指针之前写入数据就是非常危险的。

我真的看不出你为什么要在这里进行不安全的操作。安全代码很简单，不会造成这些难以跟踪的错误。

- JaredPar

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我只是试图加快我的解析器程序。在这个例子中，我只是简化了我的问题。谢谢。 - Ilya Georgievsky

这篇文章怎么样 - http://www.codeproject.com/KB/dotnet/strings.aspx （'SetLength'函数）。或者在旧版的.NET中它可以工作，但在新版中不行？ - Ilya Georgievsky

@IlyaGeorgievsky 这是一篇不错的文章，但它依赖于String的特定实现细节，这些细节并不保证一定存在。此外，它也是在近10年前编写的，而事情自那时以来已经发生了显著变化。你有对你的解析器进行过性能分析吗？如果你发现这个函数会给你带来问题，我会非常惊讶。 - JaredPar

当然，我正在对其进行性能分析。在解析器中，经常使用一些字符串操作。我将一些搜索函数（如StartsWith、EndsWith）更改为不安全的方式，这提高了一些性能。但是更改字符串失败了。 - Ilya Georgievsky

Answer 2

不安全的字符串处理本质上是错误的。 .NET字符串不应该被编辑，很可能框架中的代码都建立在这样的假设之上，即字符串将永远不会改变。任何依赖于String.GetHashCode（）的东西就会立刻出现问题，但可能存在幕后的优化或合理性检查。可能是这种情况导致了CLR错误。

如果您在进行性能分析后发现.NET的不可变字符串实现无法满足您的需求，则最简单的可变替代方案是List<char>，它可以让您修改其长度。

- Sean U