C#如何从ushort[]的任意位置获取byte[]且不复制数据

我有一个长度为7的ushort[]示例：

var ushorts = new ushort[7] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};

它在内存中占用14个连续字节：

01 00 02 00 03 00 04 00 05 00 06 00 07 00

需要从这14个字节的中间任意位置获取一个byte[]，且不复制数据。类似C++中通过指针重定向实现的无复制操作：

#include <iostream>

typedef unsigned short ushort;
typedef unsigned char byte;

int main() {
    ushort* ushorts = new ushort[7] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
    byte* bytes = reinterpret_cast<byte*>(&(ushorts[2]));

    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        std::cout << (int)bytes[i] << ' ';
    }
    // stdout: 3 0 4 0 5 0 6 0

    std::cout << std::endl;
    delete ushorts;
    return 0;
}

方案1：使用Span或Memory（推荐，无unsafe代码） #

在.NET Core 2.1+、.NET 5+或.NET Standard 2.1+环境下，可借助Span<T>和Memory<T>实现无复制的内存视图操作，无需unsafe权限：

var ushorts = new ushort[7] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};

// 将ushort[]直接映射为字节视图，无数据复制
Span<byte> allBytes = MemoryMarshal.AsBytes(ushorts.AsSpan());

// 从第4个字节（对应ushorts[2]的起始位置）截取8个字节的视图
Span<byte> targetBytes = allBytes.Slice(start: 4, length: 8);

// 若需用于异步场景或保存持久引用，可转为Memory<byte>
Memory<byte> targetMemory = targetBytes;

// 验证输出
foreach (byte b in targetBytes)
{
    Console.Write($"{b} ");
}
// 输出：3 0 4 0 5 0 6 0

• 核心逻辑：MemoryMarshal.AsBytes直接把原数组的内存区域映射为字节视图，Slice仅创建指向原内存片段的新视图，全程无数据复制。
• 注意：原生byte[]是独立托管内存块，无法直接让它指向另一个数组的内存片段。如果业务场景可以接受用Span<byte>/Memory<byte>替代byte[]，这是最优解；若必须要byte[]，则只能通过ToArray()复制数据，但这不符合无复制要求。

方案2：使用unsafe代码（模拟C++指针逻辑） #

如果是.NET Framework环境或必须用指针操作，可开启unsafe代码实现：

unsafe
{
    var ushorts = new ushort[7] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
    
    fixed (ushort* ushortPtr = &ushorts[2])
    {
        byte* bytePtr = (byte*)ushortPtr;
        
        // 直接操作指针访问原内存
        for (int i = 0; i < 8; i++)
        {
            Console.Write($"{bytePtr[i]} ");
        }
        // 输出：3 0 4 0 5 0 6 0
    }
}

• 核心逻辑：fixed关键字固定数组内存防止GC移动，通过指针类型转换直接访问原数组的字节区域，无数据复制。
• 注意：需在项目设置中开启“允许不安全代码”选项才能编译运行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者beauxq