1. Span<T>的特性

• system.span<T>在.net core 2.0版本引入
• 它適用于對連續內存的操作，而不產生新的內存分配，比如數組、字符串、堆外內存
• 類型為ref struct，不能作為參數傳遞，不能被裝箱(不能作為類的字段)，不能作為async的返回值，只能是現用現聲明，用來對原始數組操作
• 可以通過stackalloc在棧上分配內存，不涉及堆分配和垃圾回收
• 因為不涉及堆內存分配，所以性能比較高

1.1 Span<T>?的一些典型用法示例：

• 對已有的數組進行切片操作，無需創建新數組：

int[] numbers = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };// 獲取一個數組切片slice,現在指向 numbers 的子區域，包含元素 2, 3, 4, 5, 6
Span<int> slice = numbers.AsSpan().Slice(start: 2, length: 5); 

• 在不需要副本的情況下操作字符串：

string str = "Hello, World!"; 
//獲取字符串的一個切片，span 現在指向字符串 "World"
//注意：這里使用 ReadOnlySpan<char> 因為字符串是不可變的
ReadOnlySpan<char> span = str.AsSpan().Slice(start: 7, length: 5); 

• 處理從文件或網絡讀取的數據緩沖區：

• //假設這是從文件或網絡讀取的數據 
  byte[] buffer = new byte[1024];//現在可以使用 bufferSpan 進行讀取和寫入操作，而不需要復制數據
  Span<byte> bufferSpan = buffer.AsSpan(); 

• 棧分配數組（通過 stackalloc）

//在棧上分配內存，不涉及堆分配或垃圾回收 
Span<int> stackAllocatedArray = stackalloc int[10]; 
for (int i = 0; i < stackAllocatedArray.Length; i++)
{ stackAllocatedArray[i] = I;
}

• 圖像處理和音頻緩沖操作等領域，需要高性能內存操作：

• //假設有一個表示圖像像素的 byte 數組 
  byte[] imagePixels = new byte[width * height * bytesPerPixel]; 
  Span<byte> imageSpan = imagePixels.AsSpan(); // 對圖像進行處理，例如反轉顏色 
  for (int i = 0; i < imageSpan.Length; i += bytesPerPixel)
  { imageSpan[i] = (byte)(255 - imageSpan[i]); // R imageSpan[i + 1] = (byte)(255 - imageSpan[i + 1]); // G imageSpan[i + 2] = (byte)(255 - imageSpan[i + 2]); // B // 如果是 RGBA 格式，還需要處理 Alpha 通道
  }

  Span<T>的這些用法展示了它如何提供對內存的高效訪問，同時保持類型安全。由于 Span<T>是 `ref struct`，它具有一些限制，例如不能被裝箱、不能作為異步方法的返回值，也不能存儲在堆上，這些限制有助于保持其性能優勢。

2. ref struct的特性

• 特殊的值類型
• 不能被裝箱，不能作為類的字段，不能作為異步方法的返回值
• 不涉及堆內存分配，性能比較高

2.1 ref struct 與 值類型的區別

• 值類型可以被裝箱，可以作為類的字段
• ref struct 不能被裝箱，不可以作為類的字段