Memory/ReadOnlyMemoryのエミュレーション:ゼロコピーのウィンドウ
配列の代わりにArraySegment を渡します。ウィンドウを作り、Skip/Take/Sliceを実装し、ヘッダーとペイロードを解析し、境界でのみコピーします。
「Memory/ReadOnlyMemoryのエミュレーション:ゼロコピーのウィンドウ」はCoddyKit上の無料C# Academyレッスンです。 これはレッスン2/3です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはC# Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 C# Academyコースには全3レッスンが含まれています。
配列上のウィンドウ
目的: 配列をメモリ上のウィンドウとして扱います。
- ビューを渡すためにArraySegment<T>を使います
- 小さなSkip/Take/Sliceヘルパーを構築します
- コピーせずにヘッダーとペイロードを解析します
- I/Oの境界でのみコピーします
Skip/Take/Sliceヘルパー
小さなSlice、Skip、Takeヘルパーを作成し、ウィンドウを明確に組み合わせます。
using System;
public static class Seg
{
public static ArraySegment<T> Slice<T>(ArraySegment<T> s, int start, int count)
{
if (start < 0 || count < 0 || start + count > s.Count) throw new ArgumentOutOfRangeException();
return new ArraySegment<T>(s.Array, s.Offset + start, count);
}
public static ArraySegment<T> Skip<T>(ArraySegment<T> s, int n)
{
if (n < 0 || n > s.Count) throw new ArgumentOutOfRangeException("n");
return new ArraySegment<T>(s.Array, s.Offset + n, s.Count - n);
}
public static ArraySegment<T> Take<T>(ArraySegment<T> s, int n)
{
if (n < 0 || n > s.Count) throw new ArgumentOutOfRangeException("n");
return new ArraySegment<T>(s.Array, s.Offset, n);
}
}
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
int[] xs = new int[] { 10, 20, 30, 40, 50 };
ArraySegment<int> view = new ArraySegment<int>(xs, 1, 3); // 20,30,40
ArraySegment<int> head = Seg.Take<int>(view, 2); // 20,30
ArraySegment<int> tail = Seg.Skip<int>(view, 1); // 30,40
Console.WriteLine(head.Array[head.Offset] + "," + head.Array[head.Offset + 1]);
Console.WriteLine(tail.Array[tail.Offset] + "," + tail.Array[tail.Offset + 1]);
}
}
ウィンドウ間のコピー
Buffer.BlockCopyを使うと、新しい配列を作成せずにウィンドウ間でデータを移動できます。
using System;
public static class SegCopy
{
public static int Copy(ArraySegment<byte> src, ArraySegment<byte> dst)
{
int n = src.Count < dst.Count ? src.Count : dst.Count;
Buffer.BlockCopy(src.Array, src.Offset, dst.Array, dst.Offset, n);
return n;
}
}
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
byte[] a = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
byte[] b = new byte[] { 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
ArraySegment<byte> winA = new ArraySegment<byte>(a, 2, 3); // 3,4,5
ArraySegment<byte> winB = new ArraySegment<byte>(b, 1, 3); // target
int copied = SegCopy.Copy(winA, winB);
Console.WriteLine("Copied: " + copied);
Console.WriteLine(string.Join(",", b)); // 0,3,4,5,0,0
}
}
ヘッダー+ペイロードの解析
offsetで解析し、ペイロードのウィンドウを作成します。テキストへの変換は必要なときだけ行います。
using System;
using System.Text;
public static class Parser
{
// Message layout: [len:2 bytes little-endian][type:1 byte][payload:len bytes]
public static void Parse(ArraySegment<byte> msg)
{
if (msg.Count < 3) throw new ArgumentException("message too short");
int o = msg.Offset;
byte[] arr = msg.Array;
int len = arr[o] | (arr[o + 1] << 8); // ushort little-endian
byte typ = arr[o + 2];
ArraySegment<byte> payload = new ArraySegment<byte>(arr, o + 3, len);
Console.WriteLine("Type=" + typ + " Len=" + len);
// Materialize only at the boundary (to string for display)
string text = Encoding.ASCII.GetString(payload.Array, payload.Offset, payload.Count);
Console.WriteLine("Payload: " + text);
}
}
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
// Build: len=5 ("Hello"), type=42
byte[] buf = new byte[3 + 5];
buf[0] = 5; buf[1] = 0; buf[2] = 42;
byte[] hello = Encoding.ASCII.GetBytes("Hello");
Buffer.BlockCopy(hello, 0, buf, 3, 5);
Parser.Parse(new ArraySegment<byte>(buf, 0, buf.Length));
}
}
規約による読み取り専用
ArraySegmentを使うC# 6では、読み取り専用の動作は規約です。読み取りだけを保証する関数の内部では、決して変更しないでください。
using System;
public static class Checksums
{
// Treat the segment as "read-only": never write to seg.Array here.
public static int SumBytes(ArraySegment<byte> seg)
{
int end = seg.Offset + seg.Count;
int total = 0;
for (int i = seg.Offset; i < end; i++) total += seg.Array[i];
return total & 0xFF;
}
}
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
byte[] data = new byte[] { 10, 20, 30, 40, 50 };
ArraySegment<byte> window = new ArraySegment<byte>(data, 1, 3); // 20,30,40
int checksum = Checksums.SumBytes(window);
Console.WriteLine("Checksum = " + checksum);
}
}
境界でコピー
別のレイヤーへの送信、ログ出力、保存など、端の部分でのみコピーします。内部の処理はコピーなしに保ちます。
using System;
public static class Materialize
{
public static T[] ToArray<T>(ArraySegment<T> s)
{
T[] copy = new T[s.Count];
Array.Copy(s.Array, s.Offset, copy, 0, s.Count);
return copy;
}
}
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
int[] data = new int[] { 5, 6, 7, 8, 9 };
ArraySegment<int> middle = new ArraySegment<int>(data, 1, 3); // 6,7,8
int[] copy = Materialize.ToArray<int>(middle); // copy at boundary
Console.WriteLine(string.Join(",", copy));
}
}
ウィンドウが役立つ理由
振り返り
振り返り: ArraySegment<T>をMemoryのようなウィンドウとして使います。Skip/Take/Sliceで組み合わせ、offsetで解析し、必要な場合にのみコピーします。
AI チューターと学ぶ C# — 無料
ブラウザでリアルコードを書いて実行し、24/7 の AI チューターから瞬時にサポートを受け、ウェブまたはアプリで続きから学習できます。
- コース
- 93
- レッスン
- 346
よくある質問
「Memory/ReadOnlyMemoryのエミュレーション:ゼロコピーのウィンドウ」レッスンは無料ですか?
はい。「Memory/ReadOnlyMemoryのエミュレーション:ゼロコピーのウィンドウ」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し(組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター)、C# Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 C# Academyコースには全3レッスンが含まれています。
「Memory/ReadOnlyMemoryのエミュレーション:ゼロコピーのウィンドウ」で何を学びますか?
配列の代わりにArraySegment を渡します。ウィンドウを作り、Skip/Take/Sliceを実装し、ヘッダーとペイロードを解析し、境界でのみコピーします。 ブラウザで直接実行するハンズオンコードでC# Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。
C# Academyを始めるのに経験は必要ですか?
事前経験は必要ありません。CoddyKitのC# Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン2/3です。
「Memory/ReadOnlyMemoryのエミュレーション:ゼロコピーのウィンドウ」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか?
ほとんどのCoddyKitレッスンは約5~10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。
このC# Academyレッスンでコードを書いて実行できますか?
はい。すべてのC# Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。
このコースのすべてのレッスン
- Span/ReadOnlySpanの基礎(C# 6でのエミュレーション)
- Memory/ReadOnlyMemoryのエミュレーション:ゼロコピーのウィンドウ
- 文字列をSpanとして扱うAPI(C# 6でのエミュレーション)