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C# Span（開発者向けの動作方法）

Q: C# で Span を非管理メモリで使用できますか？

はい、Span は、非管理メモリへのポインタからスパンを作成することで非管理メモリで使用できます。 Marshal.AllocHGlobal や Marshal.FreeHGlobal のようなメソッドを使用して、適切に割り当て・解放されることを保証しながらメモリを直接操作できます。

Q: C# で PDF 操作のために IronPDF をどのようにインストールしますか？

IronPDF は、NuGet パッケージマネージャーを使用して C# プロジェクトにインストールできます。 dotnet add package IronPdf や Install-Package IronPdf のようなコマンドを使用してプロジェクトに追加します。

Curtis Chau

更新日:6月 22, 2025

Span は、System 名前空間の Span 構造体の一部として C# 7.2 で導入された型です。これは任意のメモリの連続した領域を表現するために設計されています。管理されているヒープのような配列やコレクションとは異なり、Span はスタックメモリやそれが指すメモリ領域の所有権を持ちません。それどころか、既存のメモリブロック上の軽量なビューを提供します。この特性により、追加のオーバーヘッドを発生させることなく、効率的にメモリバッファを操作する必要があるシナリオにおいて特に強力です。 Later in this article, we shall also see the introduction to the IronPDF library from Iron Software.

Span の主な特徴

1. メモリ管理

C# における Span は、従来のヒープ割り当てに頼ることなく、メモリを直接操作することを可能にします。既存の配列や他のメモリソースからメモリのスライスを作成する方法を提供し、追加のメモリコピーを排除します。

2. ゼロコピー抽象

C# の Span の際立った特徴の一つは、ゼロコピーの抽象化です。データを重複させる代わりに、Span は既存のメモリを効率的に参照する方法を提供します。これは、大量のデータをコピーすることが現実的ではないか、コストがかかりすぎるシナリオで特に有益です。

3. ポインタのような操作

C# は伝統的にハイレベルで安全な言語ですが、Span により、C または C++ などの言語でポインタを扱うことに似た低レベルなメモリ操作が導入されます。開発者は、安全性と C# の管理された性質を犠牲にすることなく、ポインタのような操作を行うことができます。

4. 不変の性質

低レベルのメモリアクセスが可能であるにもかかわらず、C# の Span は不変です。これは、メモリの操作が可能である一方で、意図しない変更を防止することによって安全性を保証します。

例

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        // Create a span that points to the entire array
        Span<int> span = array;

        // Modify the data using the span
        span[2] = 10;

        // Print the modified array
        foreach (var item in array)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
}

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        // Create a span that points to the entire array
        Span<int> span = array;

        // Modify the data using the span
        span[2] = 10;

        // Print the modified array
        foreach (var item in array)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
}

Imports System

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		Dim array() As Integer = { 1, 2, 3, 4, 5 }

		' Create a span that points to the entire array
		Dim span As Span(Of Integer) = array

		' Modify the data using the span
		span(2) = 10

		' Print the modified array
		For Each item In array
			Console.WriteLine(item)
		Next item
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

ReadOnlySpan

Span は変更可能で、基礎データの修正を可能にしますが、ReadOnlySpan はメモリの不変ビューを提供します。連続したメモリ領域への読み取り専用インターフェイスを提供し、データの読み取りのみが必要で修正が不要なシナリオに適しています。

ここではいくつかの重要なポイントを紹介します。

1. 読み取り専用ビュー

名前が示す通り、ReadOnlySpan はメモリブロックの読み取り専用ビューを作成することを可能にします。これは、ReadOnlySpan を通して要素を変更できないことを意味します。

2. メモリ表現

Span と同様に、ReadOnlySpan は指しているメモリの所有権を持ちません。既存のメモリに言及し、配列、スタック割り当てメモリ、またはネイティブメモリを指すことができます。

3. パフォーマンスの利点

Span と同様に、ReadOnlySpan は従来のコレクションタイプと比較してより良いパフォーマンスを提供できます。特に大量のデータを扱う場合はコピーの必要性を減少させます。

4. 境界チェックなし

Span と同様に、ReadOnlySpan は境界チェックを行いません。基礎となるメモリの境界内に操作が留まるようにする責任は開発者にあります。

5. 配列スライスとの使用

ReadOnlySpan はスライスをサポートしており、元のメモリの一部を参照するサブスパンを作成することができます。

例

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        // Create a read-only span that points to the entire array
        ReadOnlySpan<int> readOnlySpan = array;

        // Access and print the data through the read-only span
        foreach (var item in readOnlySpan)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }

        // Note: The following line would result in a compilation error since readOnlySpan is read-only.
        // readOnlySpan[2] = 10;
    }
}

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        // Create a read-only span that points to the entire array
        ReadOnlySpan<int> readOnlySpan = array;

        // Access and print the data through the read-only span
        foreach (var item in readOnlySpan)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }

        // Note: The following line would result in a compilation error since readOnlySpan is read-only.
        // readOnlySpan[2] = 10;
    }
}

Imports System

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		Dim array() As Integer = { 1, 2, 3, 4, 5 }

		' Create a read-only span that points to the entire array
		Dim readOnlySpan As ReadOnlySpan(Of Integer) = array

		' Access and print the data through the read-only span
		For Each item In readOnlySpan
			Console.WriteLine(item)
		Next item

		' Note: The following line would result in a compilation error since readOnlySpan is read-only.
		' readOnlySpan[2] = 10;
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

ReadOnlySpan を作成して操作するさまざまな方法があります。以下はいくつかの例です。

1. 文字列から ReadOnlySpan を作成する

string msg = "Hello, World!";
ReadOnlySpan<char> span1 = msg.AsSpan();
// Read-only manipulation
char firstChar = span1[0];
Console.WriteLine(firstChar); // Outputs: H

string msg = "Hello, World!";
ReadOnlySpan<char> span1 = msg.AsSpan();
// Read-only manipulation
char firstChar = span1[0];
Console.WriteLine(firstChar); // Outputs: H

Dim msg As String = "Hello, World!"
Dim span1 As ReadOnlySpan(Of Char) = msg.AsSpan()
' Read-only manipulation
Dim firstChar As Char = span1(0)
Console.WriteLine(firstChar) ' Outputs: H

$vbLabelText $csharpLabel

2. 部分文字列で作業する

ReadOnlySpan 上の Slice を使用する

// Example usage of Slice method on ReadOnlySpan<char>
ReadOnlySpan<char> spanFromString = "Sample String".AsSpan();
ReadOnlySpan<char> substringSpan = spanFromString.Slice(7, 6); // Extracts 'String'

// Example usage of Slice method on ReadOnlySpan<char>
ReadOnlySpan<char> spanFromString = "Sample String".AsSpan();
ReadOnlySpan<char> substringSpan = spanFromString.Slice(7, 6); // Extracts 'String'

' Example usage of Slice method on ReadOnlySpan<char>
Dim spanFromString As ReadOnlySpan(Of Char) = "Sample String".AsSpan()
Dim substringSpan As ReadOnlySpan(Of Char) = spanFromString.Slice(7, 6) ' Extracts 'String'

$vbLabelText $csharpLabel

3. 部分文字列をメソッドに渡す

ReadOnlySpan をメソッドのパラメータとして渡します。

void ProcessSubstringfromReadOnlySpan(ReadOnlySpan<char> substring)
{
    // Perform operations on the substring
}

// Usage
ReadOnlySpan<char> spanFromString = "Sample String".AsSpan();
ProcessSubstringfromReadOnlySpan(spanFromString.Slice(7, 6));

void ProcessSubstringfromReadOnlySpan(ReadOnlySpan<char> substring)
{
    // Perform operations on the substring
}

// Usage
ReadOnlySpan<char> spanFromString = "Sample String".AsSpan();
ProcessSubstringfromReadOnlySpan(spanFromString.Slice(7, 6));

Private Sub ProcessSubstringfromReadOnlySpan(ByVal substring As ReadOnlySpan(Of Char))
	' Perform operations on the substring
End Sub

' Usage
Private spanFromString As ReadOnlySpan(Of Char) = "Sample String".AsSpan()
ProcessSubstringfromReadOnlySpan(spanFromString.Slice(7, 6))

$vbLabelText $csharpLabel

4. 文字列内で検索する

文字列内で IndexOf() を使用して検索するための ReadOnlySpan。

ReadOnlySpan<char> stringSpan = "Hello, World!".AsSpan();
int index = stringSpan.IndexOf('W');
Console.WriteLine(index); // Outputs: 7

ReadOnlySpan<char> stringSpan = "Hello, World!".AsSpan();
int index = stringSpan.IndexOf('W');
Console.WriteLine(index); // Outputs: 7

Dim stringSpan As ReadOnlySpan(Of Char) = "Hello, World!".AsSpan()
Dim index As Integer = stringSpan.IndexOf("W"c)
Console.WriteLine(index) ' Outputs: 7

$vbLabelText $csharpLabel

5. メモリマップファイルの使用

ReadOnlySpan はメモリマップファイルでより効率的です。

using System;
using System.IO.MemoryMappedFiles;

class Program
{
    static void ProcessData(ReadOnlySpan<byte> data)
    {
        // Process data directly from the memory-mapped file
    }

    static void Main()
    {
        using (var memmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile("data.bin"))
        {
            using (var accessor = memmf.CreateViewAccessor())
            {
                byte[] buffer = new byte[accessor.Capacity];
                accessor.ReadArray(0, buffer, 0, buffer.Length);

                ReadOnlySpan<byte> dataSpan = new ReadOnlySpan<byte>(buffer);
                ProcessData(dataSpan);
            }
        }
    }
}

using System;
using System.IO.MemoryMappedFiles;

class Program
{
    static void ProcessData(ReadOnlySpan<byte> data)
    {
        // Process data directly from the memory-mapped file
    }

    static void Main()
    {
        using (var memmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile("data.bin"))
        {
            using (var accessor = memmf.CreateViewAccessor())
            {
                byte[] buffer = new byte[accessor.Capacity];
                accessor.ReadArray(0, buffer, 0, buffer.Length);

                ReadOnlySpan<byte> dataSpan = new ReadOnlySpan<byte>(buffer);
                ProcessData(dataSpan);
            }
        }
    }
}

Imports System
Imports System.IO.MemoryMappedFiles

Friend Class Program
	Private Shared Sub ProcessData(ByVal data As ReadOnlySpan(Of Byte))
		' Process data directly from the memory-mapped file
	End Sub

	Shared Sub Main()
		Using memmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile("data.bin")
			Using accessor = memmf.CreateViewAccessor()
				Dim buffer(accessor.Capacity - 1) As Byte
				accessor.ReadArray(0, buffer, 0, buffer.Length)

				Dim dataSpan As New ReadOnlySpan(Of Byte)(buffer)
				ProcessData(dataSpan)
			End Using
		End Using
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

6. 効率的な文字列操作

ReadOnlySpan は効率的な文字列操作に使用できます。

Span<char> newSpan = new char[6];
ReadOnlySpan<char> spanFromString = "Sample String".AsSpan().Slice(7, 6);
spanFromString.CopyTo(newSpan);
Console.WriteLine(new string(newSpan)); // Outputs: String

Span<char> newSpan = new char[6];
ReadOnlySpan<char> spanFromString = "Sample String".AsSpan().Slice(7, 6);
spanFromString.CopyTo(newSpan);
Console.WriteLine(new string(newSpan)); // Outputs: String

Dim newSpan As Span(Of Char) = New Char(5){}
Dim spanFromString As ReadOnlySpan(Of Char) = "Sample String".AsSpan().Slice(7, 6)
spanFromString.CopyTo(newSpan)
Console.WriteLine(New String(newSpan)) ' Outputs: String

$vbLabelText $csharpLabel

7. API への部分文字列の渡し

文字スパンで動作する外部ライブラリや API を使用する際。

void ExternalApiMethod(ReadOnlySpan<char> data)
{
    // Call the external API with the character span
}

// Usage
ReadOnlySpan<char> spanFromString = "Sample String".AsSpan();
ExternalApiMethod(spanFromString.Slice(7, 6));

void ExternalApiMethod(ReadOnlySpan<char> data)
{
    // Call the external API with the character span
}

// Usage
ReadOnlySpan<char> spanFromString = "Sample String".AsSpan();
ExternalApiMethod(spanFromString.Slice(7, 6));

Private Sub ExternalApiMethod(ByVal data As ReadOnlySpan(Of Char))
	' Call the external API with the character span
End Sub

' Usage
Private spanFromString As ReadOnlySpan(Of Char) = "Sample String".AsSpan()
ExternalApiMethod(spanFromString.Slice(7, 6))

$vbLabelText $csharpLabel

ReadOnlySpan は、特にメモリ割り当てやコピーを最小限に抑える必要があるシナリオで、文字列をより効率的に処理する方法を提供します。パフォーマンスクリティカルなコードを最適化するための強力なツールであり、大量の文字列データを扱う場合に特に有益です。

Span の制限事項

C# の Span は多くの利点を持つ強力な機能ですが、特に連続メモリと非連続メモリの文脈において特定の制限や考慮事項があります。これらの制限を探ってみましょう：

1. 連続メモリバッファ

1.1 自動メモリ管理なし

Span は指しているメモリを管理しません。これは、基礎となる管理されたメモリが解放されるか、スコープ外になると、Span を使用すると未定義の動作や潜在的なクラッシュを引き起こすことを意味します。 Span を使用する際には、メモリの有効性を開発者が確認する必要があります。

1.2 ガベージコレクションなし

Span はメモリを所有していないため、ガベージコレクションの対象にはなりません。したがって、スタック割り当てメモリや Span 自体よりも短い寿命を持つメモリを扱う際には注意が必要です。

1.3 境界チェックは無効

Span と ReadOnlySpan はデフォルトで境界チェックを行いません。使用する際には無効なメモリアクセスを避けるために慎重に行う必要があります。開発者は、Span 上の操作が基礎メモリの境界内にあることを手動で確認する必要があります。

1.4 非連続メモリのサポートなし

Span は連続メモリで動作するように設計されています。非連続のメモリを持っている場合やより複雑なデータ構造を表現する必要がある場合は、Span が最も適切な選択ではないかもしれません。

1.5 サポートされていない操作もある

Span はスライス、インデックス付け、イテレーティングなどの多くの一般的な操作をサポートしていますが、すべての操作がサポートされているわけではありません。たとえば、Span のサイズを変更することはできず、基礎メモリの長さを変更する操作も許可されていません。

1.6 限られたプラットフォーム互換性

Span は .NET Standard および .NET Core の一部ですが、すべてのプラットフォームや環境で利用可能とは限りません。コードで使用する場合、ターゲットプラットフォームが Span をサポートしていることを確保することが重要です。

2. 非連続メモリバッファ

2.1非連続メモリに対する限定されたサポート

ReadOnlySpan は主に連続したメモリブロックやバッファとシームレスに動作するように設計されています。非連続メモリバッファやメモリにギャップのある構造が関与するシナリオには最適ではないかもしれません。

2.2 構造上の制限

非連続メモリに依存する特定のデータ構造やシナリオは、ReadOnlySpan にうまく適合しないかもしれません。たとえば、リンクされたリストやグラフ構造のようなデータ構造は、ReadOnlySpan の連続メモリ要件が理由で適していないかもしれません。

2.3 複雑なポインタ操作

特に複雑なポインタ演算を必要とする非連続メモリを扱う状況では、ReadOnlySpan は C++ の生のポインタと同じ低レベルの制御と柔軟性を提供しないかもしれません。そのような場合、生のポインタでunsafeコードを利用することが適切かもしれません。

2.4 一部の API における直接サポートの欠如

連続メモリと同様に、ReadOnlySpan を表す非連続メモリを直接サポートするすべての API やライブラリがあるわけではないことに注意することが重要です。そのようなシナリオに適応するためには、追加の中間ステップや変換が必要になるかもしれません。

Span とアンマネージドメモリ

C# では、Span を効果的に使用してアンマネージドメモリでメモリ関連の操作を制御された効率的な方法で実行できます。アンマネージドメモリとは、.NET ランタイムのガベージコレクタによって管理されないメモリを指し、通常はネイティブメモリの割り当てや解放を伴います。 C# でアンマネージドメモリで Span をどのように利用できるかを紹介します。

アンマネージドメモリの割り当て

アンマネージドメモリを割り当てるには、System.Runtime.InteropServices.MemoryMarshal クラスを使用できます。 Marshal.AllocHGlobal メソッドはメモリを割り当て、割り当てられたブロックへのポインタを返します。割り当てられたメモリまたはメモリアドレスは unmanagedMemory ポインタに保持され、読み書きアクセスが可能になります。連続したメモリ領域へ簡単にアクセスできます。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    static void Main()
    {
        const int bufferSize = 100;
        IntPtr unmanagedMemory = Marshal.AllocHGlobal(bufferSize);

        // Create a Span from the unmanaged memory
        Span<byte> span = new Span<byte>(unmanagedMemory.ToPointer(), bufferSize);

        // Use the Span as needed...

        // Don't forget to free the unmanaged memory when done
        Marshal.FreeHGlobal(unmanagedMemory);
    }
}

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    static void Main()
    {
        const int bufferSize = 100;
        IntPtr unmanagedMemory = Marshal.AllocHGlobal(bufferSize);

        // Create a Span from the unmanaged memory
        Span<byte> span = new Span<byte>(unmanagedMemory.ToPointer(), bufferSize);

        // Use the Span as needed...

        // Don't forget to free the unmanaged memory when done
        Marshal.FreeHGlobal(unmanagedMemory);
    }
}

Imports System
Imports System.Runtime.InteropServices

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		Const bufferSize As Integer = 100
		Dim unmanagedMemory As IntPtr = Marshal.AllocHGlobal(bufferSize)

		' Create a Span from the unmanaged memory
		Dim span As New Span(Of Byte)(unmanagedMemory.ToPointer(), bufferSize)

		' Use the Span as needed...

		' Don't forget to free the unmanaged memory when done
		Marshal.FreeHGlobal(unmanagedMemory)
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

上のソースコードでは、Marshal.AllocHGlobal を使用してアンマネージドメモリのブロックを割り当て、取得されたアンマネージドメモリから得たポインタを使用して Span<byte> を作成します。これにより、慣れ親しんだ Span API を使用してアンマネージドメモリを操作することができます。アンマネージドメモリを扱う際には、メモリの割り当てと解放を適切に管理する責任があることに注意が必要です。

アンマネージドメモリとのデータのコピー

Span は、Slice、CopyTo、ToArray などのメソッドを提供し、管理されたメモリとアンマネージドメモリ間でのデータコピーを効率的に行うことができます。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Managed array to copy data from
        int[] sourceArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        // Allocate unmanaged memory for the destination data
        IntPtr destinationPointer = Marshal.AllocHGlobal(sourceArray.Length * sizeof(int));
        try
        {
            // Create a Span<int> from the source array
            Span<int> sourceSpan = sourceArray;

            // Create a Span<int> from the allocated unmanaged memory
            Span<int> destinationSpan = new Span<int>(destinationPointer.ToPointer(), sourceArray.Length);

            // Copy data from the source Span<int> to the destination Span<int>
            sourceSpan.CopyTo(destinationSpan);

            // Print the values in the destination memory
            Console.WriteLine("Values in the destination memory:");
            foreach (var value in destinationSpan)
            {
                Console.Write($"{value} ");
            }
        }
        finally
        {
            // Deallocate the unmanaged memory when done
            Marshal.FreeHGlobal(destinationPointer);
        }
    }
}

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Managed array to copy data from
        int[] sourceArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };

        // Allocate unmanaged memory for the destination data
        IntPtr destinationPointer = Marshal.AllocHGlobal(sourceArray.Length * sizeof(int));
        try
        {
            // Create a Span<int> from the source array
            Span<int> sourceSpan = sourceArray;

            // Create a Span<int> from the allocated unmanaged memory
            Span<int> destinationSpan = new Span<int>(destinationPointer.ToPointer(), sourceArray.Length);

            // Copy data from the source Span<int> to the destination Span<int>
            sourceSpan.CopyTo(destinationSpan);

            // Print the values in the destination memory
            Console.WriteLine("Values in the destination memory:");
            foreach (var value in destinationSpan)
            {
                Console.Write($"{value} ");
            }
        }
        finally
        {
            // Deallocate the unmanaged memory when done
            Marshal.FreeHGlobal(destinationPointer);
        }
    }
}

Imports System
Imports System.Runtime.InteropServices

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		' Managed array to copy data from
		Dim sourceArray() As Integer = { 1, 2, 3, 4, 5 }

		' Allocate unmanaged memory for the destination data
		Dim destinationPointer As IntPtr = Marshal.AllocHGlobal(sourceArray.Length * Len(New Integer()))
		Try
			' Create a Span<int> from the source array
			Dim sourceSpan As Span(Of Integer) = sourceArray

			' Create a Span<int> from the allocated unmanaged memory
			Dim destinationSpan As New Span(Of Integer)(destinationPointer.ToPointer(), sourceArray.Length)

			' Copy data from the source Span<int> to the destination Span<int>
			sourceSpan.CopyTo(destinationSpan)

			' Print the values in the destination memory
			Console.WriteLine("Values in the destination memory:")
			For Each value In destinationSpan
				Console.Write($"{value} ")
			Next value
		Finally
			' Deallocate the unmanaged memory when done
			Marshal.FreeHGlobal(destinationPointer)
		End Try
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

この例では：

Marshal.AllocHGlobal は宛先データ用のアンマネージドメモリを割り当てます。
new Span<int>(destinationPointer.ToPointer(), sourceArray.Length) は割り当てられたアンマネージドメモリから Span<int> を作成します。
sourceSpan.CopyTo(destinationSpan) メソッドは、管理された配列からアンマネージドメモリにデータをコピーします。
コピー操作を検証するために宛先メモリの値が印刷されます。
Marshal.FreeHGlobal(destinationPointer) メソッドは、使用が完了したときにアンマネージドメモリを解放するために使用されます。

アンセーフコードの使用

アンマネージドメモリを扱う際には、ポインタを使用したアンセーフコードを使用することもできます。このような場合、Unsafe.AsPointer() メソッドを使用して Span からポインタを取得できます。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Runtime.CompilerServices;

class Program
{
    static void Main()
    {
        const int bufferSize = 100;
        IntPtr unmanagedMemory = Marshal.AllocHGlobal(bufferSize);

        // Create a Span from the unmanaged memory
        Span<byte> span = new Span<byte>(unmanagedMemory.ToPointer(), bufferSize);

        // Use unsafe code to work with pointers
        unsafe
        {
            byte* pointer = (byte*)Unsafe.AsPointer(ref MemoryMarshal.GetReference(span));
            // Use the pointer as needed...
        }

        // Don't forget to free the unmanaged memory when done
        Marshal.FreeHGlobal(unmanagedMemory);
    }
}

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Runtime.CompilerServices;

class Program
{
    static void Main()
    {
        const int bufferSize = 100;
        IntPtr unmanagedMemory = Marshal.AllocHGlobal(bufferSize);

        // Create a Span from the unmanaged memory
        Span<byte> span = new Span<byte>(unmanagedMemory.ToPointer(), bufferSize);

        // Use unsafe code to work with pointers
        unsafe
        {
            byte* pointer = (byte*)Unsafe.AsPointer(ref MemoryMarshal.GetReference(span));
            // Use the pointer as needed...
        }

        // Don't forget to free the unmanaged memory when done
        Marshal.FreeHGlobal(unmanagedMemory);
    }
}

Imports System
Imports System.Runtime.InteropServices
Imports System.Runtime.CompilerServices

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		Const bufferSize As Integer = 100
		Dim unmanagedMemory As IntPtr = Marshal.AllocHGlobal(bufferSize)

		' Create a Span from the unmanaged memory
		Dim span As New Span(Of Byte)(unmanagedMemory.ToPointer(), bufferSize)

		' Use unsafe code to work with pointers
'INSTANT VB TODO TASK: C# 'unsafe' code is not converted by Instant VB:
'		unsafe
'		{
'			byte* pointer = (byte*)Unsafe.AsPointer(ref MemoryMarshal.GetReference(span));
'			' Use the pointer as needed...
'		}

		' Don't forget to free the unmanaged memory when done
		Marshal.FreeHGlobal(unmanagedMemory)
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

この例では、Unsafe.AsPointer メソッドを使用して Span からポインタを取得します。これにより、ポインタを直接操作する際にアンセーフコードを利用することができます。

アンマネージドメモリを扱う場合、適切にメモリを管理してメモリリークを避けることが重要です。常に Marshal.FreeHGlobal() などの適切なメソッドを使用してアンマネージドメモリを解放します。加えて、アンセーフコードを使用する際は注意を払い、不適切に扱うと潜在的なセキュリティリスクが生じる可能性があることに留意してください。

Span と非同期メソッド呼び出し

C# の非同期メソッド呼び出しと組み合わせて Span を使用することは、特に大量のデータや I/O 操作を扱う際に強力な組み合わせです。目的は、データを効率的にコピーせずに非同期操作を処理することです。非同期のシナリオでどのように Span を活用できるかを見てみましょう：

1. 非同期 I/O操作：

ストリームへのデータの読み取りや書き込みのような非同期 I/O 操作を扱う際に、Memory または Span を使用して追加のバッファを作成せずにデータを効率的に操作できます。

using System;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task ProcessDataAsync(Stream stream)
    {
        const int bufferSize = 4096;
        byte[] buffer = new byte[bufferSize];
        while (true)
        {
            int bytesRead = await stream.ReadAsync(buffer.AsMemory());
            if (bytesRead == 0)
                break;

            // Process the data using Span without unnecessary copying
            ProcessData(buffer.AsSpan(0, bytesRead));
        }
    }

    static void ProcessData(Span<byte> data)
    {
        // Perform operations on the data
    }
}

using System;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task ProcessDataAsync(Stream stream)
    {
        const int bufferSize = 4096;
        byte[] buffer = new byte[bufferSize];
        while (true)
        {
            int bytesRead = await stream.ReadAsync(buffer.AsMemory());
            if (bytesRead == 0)
                break;

            // Process the data using Span without unnecessary copying
            ProcessData(buffer.AsSpan(0, bytesRead));
        }
    }

    static void ProcessData(Span<byte> data)
    {
        // Perform operations on the data
    }
}

Imports System
Imports System.IO
Imports System.Threading.Tasks

Friend Class Program
	Private Shared Async Function ProcessDataAsync(ByVal stream As Stream) As Task
		Const bufferSize As Integer = 4096
		Dim buffer(bufferSize - 1) As Byte
		Do
			Dim bytesRead As Integer = Await stream.ReadAsync(buffer.AsMemory())
			If bytesRead = 0 Then
				Exit Do
			End If

			' Process the data using Span without unnecessary copying
			ProcessData(buffer.AsSpan(0, bytesRead))
		Loop
	End Function

	Private Shared Sub ProcessData(ByVal data As Span(Of Byte))
		' Perform operations on the data
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

この例では、ReadAsync メソッドはストリームからバッファへのデータを非同期に読み取ります。 ProcessData メソッドは、別のバッファにコピーすることなく、Span から直接データを処理します。

2. 非同期ファイル操作：

I/O 操作と同様に、非同期ファイル操作を扱う際には、データを追加でコピーせずに効率的に処理するために Span を使用できます。

using System;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task ProcessFileAsync(string filePath)
    {
        const int bufferSize = 4096;
        using (FileStream fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read))
        {
            byte[] buffer = new byte[bufferSize];
            while (true)
            {
                int bytesRead = await fileStream.ReadAsync(buffer.AsMemory());
                if (bytesRead == 0)
                    break;

                // Process the data using Span without unnecessary copying
                ProcessData(buffer.AsSpan(0, bytesRead));
            }
        }
    }

    static void ProcessData(Span<byte> data)
    {
        // Perform operations on the data
    }
}

using System;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task ProcessFileAsync(string filePath)
    {
        const int bufferSize = 4096;
        using (FileStream fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read))
        {
            byte[] buffer = new byte[bufferSize];
            while (true)
            {
                int bytesRead = await fileStream.ReadAsync(buffer.AsMemory());
                if (bytesRead == 0)
                    break;

                // Process the data using Span without unnecessary copying
                ProcessData(buffer.AsSpan(0, bytesRead));
            }
        }
    }

    static void ProcessData(Span<byte> data)
    {
        // Perform operations on the data
    }
}

Imports System
Imports System.IO
Imports System.Threading.Tasks

Friend Class Program
	Private Shared Async Function ProcessFileAsync(ByVal filePath As String) As Task
		Const bufferSize As Integer = 4096
		Using fileStream As New FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read)
			Dim buffer(bufferSize - 1) As Byte
			Do
				Dim bytesRead As Integer = Await fileStream.ReadAsync(buffer.AsMemory())
				If bytesRead = 0 Then
					Exit Do
				End If

				' Process the data using Span without unnecessary copying
				ProcessData(buffer.AsSpan(0, bytesRead))
			Loop
		End Using
	End Function

	Private Shared Sub ProcessData(ByVal data As Span(Of Byte))
		' Perform operations on the data
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

ここでは、ReadAsync メソッドはファイルストリームからバッファにデータを読み取り、ProcessData メソッドは Span から直接データを処理します。

3. 非同期タスクの処理：

データを生成するまたは消費する非同期タスクを扱う際に、Memory または Span を使用して不要なコピーを避けることができます。

using System;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task<int> ProcessDataAsync(int[] data)
    {
        // Asynchronous processing of data
        await Task.Delay(1000);
        // Returning the length of the processed data
        return data.Length;
    }

    static async Task Main()
    {
        int[] inputData = Enumerable.Range(1, 1000).ToArray();

        // Process the data asynchronously without copying
        int processedLength = await ProcessDataAsync(inputData.AsMemory());
        Console.WriteLine($"Processed data length: {processedLength}");
    }
}

using System;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task<int> ProcessDataAsync(int[] data)
    {
        // Asynchronous processing of data
        await Task.Delay(1000);
        // Returning the length of the processed data
        return data.Length;
    }

    static async Task Main()
    {
        int[] inputData = Enumerable.Range(1, 1000).ToArray();

        // Process the data asynchronously without copying
        int processedLength = await ProcessDataAsync(inputData.AsMemory());
        Console.WriteLine($"Processed data length: {processedLength}");
    }
}

Imports System
Imports System.Linq
Imports System.Threading.Tasks

Friend Class Program
	Private Shared Async Function ProcessDataAsync(ByVal data() As Integer) As Task(Of Integer)
		' Asynchronous processing of data
		Await Task.Delay(1000)
		' Returning the length of the processed data
		Return data.Length
	End Function

	Shared Async Function Main() As Task
		Dim inputData() As Integer = Enumerable.Range(1, 1000).ToArray()

		' Process the data asynchronously without copying
		Dim processedLength As Integer = Await ProcessDataAsync(inputData.AsMemory())
		Console.WriteLine($"Processed data length: {processedLength}")
	End Function
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

この例では、ProcessDataAsync メソッドはデータを非同期に処理し、追加のコピーを必要とせずに処理されたデータの長さを返します。

IronPDFの紹介

IronPDF library overview is the latest C# PDF library from Iron Software による最新の C# PDF ライブラリであり、C# コードを使用して動的に美しい PDF ドキュメントを生成するために使用できます。 IronPDF は、HTML からの PDF 生成、HTML コンテンツの PDF への変換、PDF ファイルの結合や分割など、さまざまな機能を提供します。

IronPDF の主な機能は、レイアウトとスタイルを維持する HTML から PDF への機能です。 Web コンテンツから PDF を生成できるため、レポート、請求書、ドキュメントに最適です。このツールは、HTML ファイル、URL、および HTML 文字列を PDF ファイルに変換することをサポートします。

using IronPdf;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var renderer = new ChromePdfRenderer();

        // 1. Convert HTML String to PDF
        var htmlContent = "<h1>Hello, IronPDF!</h1><p>This is a PDF from an HTML string.</p>";
        var pdfFromHtmlString = renderer.RenderHtmlAsPdf(htmlContent);
        pdfFromHtmlString.SaveAs("HTMLStringToPDF.pdf");

        // 2. Convert HTML File to PDF
        var htmlFilePath = "path_to_your_html_file.html"; // Specify the path to your HTML file
        var pdfFromHtmlFile = renderer.RenderHtmlFileAsPdf(htmlFilePath);
        pdfFromHtmlFile.SaveAs("HTMLFileToPDF.pdf");

        // 3. Convert URL to PDF
        var url = "http://ironpdf.com"; // Specify the URL
        var pdfFromUrl = renderer.RenderUrlAsPdf(url);
        pdfFromUrl.SaveAs("URLToPDF.pdf");
    }
}

using IronPdf;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var renderer = new ChromePdfRenderer();

        // 1. Convert HTML String to PDF
        var htmlContent = "<h1>Hello, IronPDF!</h1><p>This is a PDF from an HTML string.</p>";
        var pdfFromHtmlString = renderer.RenderHtmlAsPdf(htmlContent);
        pdfFromHtmlString.SaveAs("HTMLStringToPDF.pdf");

        // 2. Convert HTML File to PDF
        var htmlFilePath = "path_to_your_html_file.html"; // Specify the path to your HTML file
        var pdfFromHtmlFile = renderer.RenderHtmlFileAsPdf(htmlFilePath);
        pdfFromHtmlFile.SaveAs("HTMLFileToPDF.pdf");

        // 3. Convert URL to PDF
        var url = "http://ironpdf.com"; // Specify the URL
        var pdfFromUrl = renderer.RenderUrlAsPdf(url);
        pdfFromUrl.SaveAs("URLToPDF.pdf");
    }
}

Imports IronPdf

Friend Class Program
	Shared Sub Main(ByVal args() As String)
		Dim renderer = New ChromePdfRenderer()

		' 1. Convert HTML String to PDF
		Dim htmlContent = "<h1>Hello, IronPDF!</h1><p>This is a PDF from an HTML string.</p>"
		Dim pdfFromHtmlString = renderer.RenderHtmlAsPdf(htmlContent)
		pdfFromHtmlString.SaveAs("HTMLStringToPDF.pdf")

		' 2. Convert HTML File to PDF
		Dim htmlFilePath = "path_to_your_html_file.html" ' Specify the path to your HTML file
		Dim pdfFromHtmlFile = renderer.RenderHtmlFileAsPdf(htmlFilePath)
		pdfFromHtmlFile.SaveAs("HTMLFileToPDF.pdf")

		' 3. Convert URL to PDF
		Dim url = "http://ironpdf.com" ' Specify the URL
		Dim pdfFromUrl = renderer.RenderUrlAsPdf(url)
		pdfFromUrl.SaveAs("URLToPDF.pdf")
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

インストール

IronPDF は、NuGet パッケージマネージャーからの IronPDF 用の NuGet パッケージマネージャーコンソールまたは Visual Studio パッケージマネージャーを使用してインストールできます。

dotnet add package IronPdf
// Or
Install-Package IronPdf

C# Span (開発者向けの仕組み): 図 1 - NuGet パッケージマネージャーの検索バーで「ironpdf」を検索して IronPDF をインストール

using System;
using IronPdf;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Generating PDF using IronPDF.");
        var displayFirstName = "<p>First Name is Joe</p>".AsSpan();
        var displayLastName = "<p>Last Name is Doe</p>".AsSpan();
        var displayAddress = "<p>12th Main, 7Th Cross, New York</p>".AsSpan();
        var start = "<html><body>".AsSpan();
        var end = "</body></html>".AsSpan();
        var content = string.Concat(start.ToString(), displayFirstName.ToString(), displayLastName.ToString(), displayAddress.ToString(), end.ToString());
        var pdfDocument = new ChromePdfRenderer();
        pdfDocument.RenderHtmlAsPdf(content).SaveAs("span.pdf");
    }
}

using System;
using IronPdf;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Generating PDF using IronPDF.");
        var displayFirstName = "<p>First Name is Joe</p>".AsSpan();
        var displayLastName = "<p>Last Name is Doe</p>".AsSpan();
        var displayAddress = "<p>12th Main, 7Th Cross, New York</p>".AsSpan();
        var start = "<html><body>".AsSpan();
        var end = "</body></html>".AsSpan();
        var content = string.Concat(start.ToString(), displayFirstName.ToString(), displayLastName.ToString(), displayAddress.ToString(), end.ToString());
        var pdfDocument = new ChromePdfRenderer();
        pdfDocument.RenderHtmlAsPdf(content).SaveAs("span.pdf");
    }
}

Imports System
Imports IronPdf

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		Console.WriteLine("Generating PDF using IronPDF.")
		Dim displayFirstName = "<p>First Name is Joe</p>".AsSpan()
		Dim displayLastName = "<p>Last Name is Doe</p>".AsSpan()
		Dim displayAddress = "<p>12th Main, 7Th Cross, New York</p>".AsSpan()
		Dim start = "<html><body>".AsSpan()
		Dim [end] = "</body></html>".AsSpan()
		Dim content = String.Concat(start.ToString(), displayFirstName.ToString(), displayLastName.ToString(), displayAddress.ToString(), [end].ToString())
		Dim pdfDocument = New ChromePdfRenderer()
		pdfDocument.RenderHtmlAsPdf(content).SaveAs("span.pdf")
	End Sub
End Class

$vbLabelText $csharpLabel

この例では、Span と IronPDF を使用して PDF ドキュメントを生成しています。

出力:

C# Span (開発者向けの仕組み): 図 2 - コンソール出力

生成されたPDF：

C# Span (開発者向けの仕組み): 図 3 - PDF 出力

ライセンス (無料トライアル利用可能)

IronPDF のライセンス情報。このキーはappsettings.jsonに配置する必要があります。

"IronPdf.LicenseKey": "your license key"

トライアルライセンスを取得するには、メールアドレスを提供してください。

結論

Span は C# において、メモリを効率的に操作するための強力で柔軟な方法を提供します。その所有しない性質と連続性は、メモリの割り当てとコピーを最小化することが重要なシナリオに特に適しています。 Span を活用することにより、開発者は文字列操作から高性能な数値処理に至る様々なアプリケーションでより良いパフォーマンスを達成できます。機能を理解し、制限を考慮に入れることで、開発者は Span を使用して様々なメモリ操作を安全かつ効率的に実行できます。 IronPDF ライブラリ概要と共に、それはawaitとyieldの境界なしに素晴らしいPDFドキュメントを生成するために使用することができます。

IronPDFのクイックスタートドキュメントページをご覧ください。

よくある質問

C# の Span とは何で、なぜ重要なのですか？

Span は C# 7.2 で導入された型で、連続するメモリ領域を表します。ヒープ割り当てのオーバーヘッドなしで効率的に低レベルのメモリ操作を行うことができ、C# の安全性とパフォーマンスを維持するため重要です。

C# のメモリ操作を Span がどのように最適化するか？

Span は、メモリを複製せずに既存のメモリブロックを参照できるゼロコピー抽象を提供することで、メモリ操作を最適化します。これにより、特に大量データを扱うアプリケーションでの性能が向上します。

Span と ReadOnlySpan の違いは何ですか？

Span はメモリに対する変更可能なビューを提供し、修正が可能です。一方、ReadOnlySpan は読み取り専用ビューを提供します。ReadOnlySpan は、データが変更されるべきでない場合に使用され、データの整合性を維持しながら同様のパフォーマンスの利益を提供します。

C# で Span を非管理メモリで使用できますか？

はい、Span は、非管理メモリへのポインタからスパンを作成することで非管理メモリで使用できます。Marshal.AllocHGlobal や Marshal.FreeHGlobal のようなメソッドを使用して、適切に割り当て・解放されることを保証しながらメモリを直接操作できます。

IronPDF は PDF 生成にどのように Span と統合されていますか？

IronPDF は、メモリを効率的に管理し不要な割り当てを避けることで、Span と協力して PDF を動的に生成できます。この統合により、Web コンテンツから PDF ドキュメントを向上したパフォーマンスで作成できます。

メモリ管理に Span を使用する制限事項は何ですか？

Spanの使用の制限には、連続したメモリの要件、自動メモリ管理およびガーベジコレクションの欠如、非連続メモリのサポートがないことが含まれます。開発者はメモリの有効性と境界を手動で確認する必要があります。

C# で PDF 操作のために IronPDF をどのようにインストールしますか？

IronPDF は、NuGet パッケージマネージャーを使用して C# プロジェクトにインストールできます。dotnet add package IronPdf や Install-Package IronPdf のようなコマンドを使用してプロジェクトに追加します。

文字列操作に Span を使用する利点は何ですか？

Span はメモリ割り当てとコピーを最小限にすることで効率的な文字列操作を可能にします。これは、大量の文字列データを処理するパフォーマンスクリティカルなコードに特に有利です。

IronPDF の試用版はありますか？

はい、IronPDF はトライアルライセンスを提供しており、メールアドレスを提供することで入手可能です。ライセンスキーはライブラリを使用するためにappsettings.jsonファイルに配置する必要があります。

Span は非同期メソッド呼び出しで使用できますか？

はい、Span は非同期メソッド呼び出しで効率的にデータを処理し、不要なコピーをせずに使用できます。これは特に I/O 操作やファイル処理で役立ち、Memory または Span を利用します。

Curtis Chau

今すぐエンジニアリングチームとチャット

テクニカルライター

Curtis Chauは、カールトン大学でコンピュータサイエンスの学士号を取得し、Node.js、TypeScript、JavaScript、およびReactに精通したフロントエンド開発を専門としています。直感的で美しいユーザーインターフェースを作成することに情熱を持ち、Curtisは現代のフレームワークを用いた開発や、構造の良い視覚的に魅力的なマニュアルの作成を楽しんでいます。

開発以外にも、CurtisはIoT（Internet of Things）への強い関心を持ち、ハードウェアとソフトウェアの統合方法を模索しています。余暇には、ゲームをしたりDiscordボットを作成したりして、技術に対する愛情と創造性を組み合わせています。

C# Span（開発者向けの動作方法）

Span の主な特徴

1. メモリ管理

2. ゼロコピー抽象

3. ポインタのような操作

4. 不変の性質

例

ReadOnlySpan

1. 読み取り専用ビュー

2. メモリ表現

3. パフォーマンスの利点

4. 境界チェックなし

5. 配列スライスとの使用

例

1. 文字列から ReadOnlySpan を作成する

2. 部分文字列で作業する

3. 部分文字列をメソッドに渡す

4. 文字列内で検索する

5. メモリマップファイルの使用

6. 効率的な文字列操作

7. API への部分文字列の渡し

Span の制限事項

1. 連続メモリバッファ

1.1 自動メモリ管理なし

1.2 ガベージコレクションなし

1.3 境界チェックは無効

1.4 非連続メモリのサポートなし

1.5 サポートされていない操作もある

1.6 限られたプラットフォーム互換性

2. 非連続メモリバッファ

2.1非連続メモリに対する限定されたサポート

2.2 構造上の制限

2.3 複雑なポインタ操作

2.4 一部の API における直接サポートの欠如

Span とアンマネージドメモリ

アンマネージドメモリの割り当て

アンマネージドメモリとのデータのコピー

アンセーフコードの使用

Span と非同期メソッド呼び出し

1. 非同期 I/O操作：

2. 非同期ファイル操作：

3. 非同期タスクの処理：

IronPDFの紹介

インストール

ライセンス (無料トライアル利用可能)

結論

よくある質問

C# の Span とは何で、なぜ重要なのですか？

C# のメモリ操作を Span がどのように最適化するか？

Span と ReadOnlySpan の違いは何ですか？

C# で Span を非管理メモリで使用できますか？

IronPDF は PDF 生成にどのように Span と統合されていますか？

メモリ管理に Span を使用する制限事項は何ですか？

C# で PDF 操作のために IronPDF をどのようにインストールしますか？

文字列操作に Span を使用する利点は何ですか？

IronPDF の試用版はありますか？

Span は非同期メソッド呼び出しで使用できますか？

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