C# Span<T> 高效内存操作

学习使用 Span<T> 进行无分配的内存切片操作，提升性能。 · 难度：入门 · +15XP

Span 是什么？

Span<T> 是 C# 7.2 引入的一个值类型，用于表示连续内存区域的切片。它不分配堆内存，支持数组、字符串、栈内存等多种底层存储，是高性能编程的重要工具。

创建 Span

可以从数组、字符串或栈内存创建：

// 从数组创建
int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Span<int> span1 = arr.AsSpan();
// 从数组切片
Span<int> slice = arr.AsSpan(1, 3);  // {2, 3, 4}
// 从字符串
string text = "Hello";
ReadOnlySpan<char> chars = text.AsSpan();
// 栈内存
Span<byte> stackSpan = stackalloc byte[100];

常用操作

Span 支持索引、切片、修改等操作：

Span<int> numbers = new int[] { 10, 20, 30, 40, 50 };
numbers[2] = 35;  // 修改元素
var sub = numbers.Slice(0, 3);  // {10, 20, 35}
sub.Fill(0);  // 全部填充为0
Console.WriteLine(numbers[0]);  // 0

Span 与数组对比

性能示例

处理大型数组时，Span 避免了子数组的分配：

void ProcessData(Span<int> data)
{
    for (int i = 0; i < data.Length; i++)
        data[i] *= 2;
}

int[] bigArray = Enumerable.Range(1, 1000000).ToArray();
ProcessData(bigArray.AsSpan(100, 500));  // 仅处理部分，无分配

练习提示

编写一个方法，使用 Span<int> 计算数组切片中所有偶数的和。尝试分别使用 Span 和 LINQ 实现，比较代码简洁性和性能。