【C#】参照型変数のアドレスを取得する

2024年7月12日

参照型変数のメモリアドレスについて理解することは、メモリ管理の基礎を学ぶ上で重要です。参照型変数は、実際のデータではなく、ヒープメモリ上のデータへのポインタ（参照）を保持します。C#では通常、ポインタ操作は安全性のため制限されていますが、unsafe キーワードを使うことで直接アドレスにアクセスできます。TypedReferenceと__makerefを使って参照型オブジェクトのアドレスを取得し、IntPtrに変換することで、そのメモリアドレスを確認できます。これにより、メモリの配置や効率的なメモリ使用の理解が深まります。

1. 参照型変数のアドレスを取得するサンプルコード
2. 実行するためのVisualStudioの設定

参照型変数のアドレスを取得するサンプルコード

using System;

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

class Program
{
    unsafe static void Main()
    {
        Person person = new Person { Name = "Alice", Age = 30 };

        // オブジェクトのポインタを取得
        TypedReference reference = __makeref(person);
        IntPtr address = **(IntPtr**)(&reference);

        Console.WriteLine($"Address of person object: {address}");
    }
}

このコードは、C#でオブジェクトのポインタを取得し、そのアドレスを表示する例です。各部分の説明を以下に示します。

名前空間のインポート

using System;

これは、標準ライブラリの名前空間Systemを使用するためのものです。これにより、Consoleクラスや他の標準的なクラスを使用できます。

Personクラスの定義

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

このクラスはPersonという名前の単純なデータクラスです。NameプロパティとAgeプロパティを持ちます。publicアクセス修飾子が付いているので、他のクラスからもアクセスできます。

ProgramクラスとMainメソッド

class Program
{
    unsafe static void Main()
    {
        Person person = new Person { Name = "Alice", Age = 30 };

        // オブジェクトのポインタを取得
        TypedReference reference = __makeref(person);
        IntPtr address = **(IntPtr**)(&reference);

        Console.WriteLine($"personオブジェクトのアドレス: {address}");
    }
}

Mainメソッドは、プログラムのエントリポイントです。このメソッドでは以下の処理を行います。

Personオブジェクトの作成:

Person person = new Person { Name = "Alice", Age = 30 };

これはPersonオブジェクトを作成し、NameプロパティとAgeプロパティに初期値を設定します。

オブジェクトのポインタを取得:

TypedReference reference = __makeref(person);
IntPtr address = **(IntPtr**)(&reference);

この部分が少し複雑です。

__makerefは、personオブジェクトの参照を取得し、TypedReference型の値に変換します。
&(IntPtr*)&referenceは、TypedReferenceのポインタを取得します。
**は、最終的にオブジェクトのメモリアドレスを指すポインタを間接参照しています。

オブジェクトのアドレスを表示:

Console.WriteLine($"Address of person object: {address}");

取得したpersonオブジェクトのメモリアドレスをコンソールに表示します。

unsafe修飾子について

このコードはunsafeコンテキストで実行される必要があります。unsafeは、ポインタ操作などの安全でないコードを許可するためのキーワードです。このため、コンパイルオプションで/unsafeフラグを付ける必要があります。

まとめ

このコードは、C#の高度な機能を使ってオブジェクトのメモリアドレスを取得し、それを表示する方法を示しています。一般的にはこのようなポインタ操作は推奨されませんが、特定の低レベルな操作を行う必要がある場合に使用されます。

実行するためのVisualStudioの設定

Visual Studioでunsafeコードをコンパイルするためには、プロジェクト設定でいくつかの変更が必要です。以下に手順を示します。

1. プロジェクトプロパティを開く

Visual Studioでプロジェクトを開きます。
ソリューションエクスプローラーで、プロジェクト名を右クリックします。
コンテキストメニューから「プロパティ」を選択します。

2. ビルド設定を変更

プロジェクトプロパティページで、左側の「ビルド」タブを選択します。
「一般」セクションで、「unsafeコードの許可」のチェックボックスをオンにします。

3. プロジェクトファイルを直接編集（必要に応じて）

場合によっては、プロジェクトファイル（.csproj）を直接編集してunsafeコードを許可することもできます。以下の手順で行います：

ソリューションエクスプローラーでプロジェクト名を右クリックし、「プロジェクトファイルの編集」を選択します。
プロジェクトファイル（.csproj）内に以下の行を追加します：

<PropertyGroup>
  <AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>
</PropertyGroup>

これで、Visual Studioがunsafeコードを含むプロジェクトを正しくコンパイルできるようになります。

コードのビルドと実行

設定を変更した後、通常通りコードをビルドし、実行できます。unsafeコードを使用するためには、以下の点にも注意してください：

コンパイルオプションの確認: プロジェクトプロパティの「ビルド」設定で、「unsafeコードの許可」がオンになっていることを確認します。
エラーがないか確認: unsafeコードを使用する場合、ポインタ操作やその他のセキュリティリスクを伴う操作が含まれるため、コードにエラーがないことを確認します。

これで、Visual Studioで安全にunsafeコードを扱うための設定が完了です。

Posted by hidepon