c# - 在 C# 中读写 C++ 动态数组 (InteropServices)

Question

我有一个 C++ 类，它有一个标题(matrixheader.h)这样:

#pragma once

class M
{
    public:
        M(int m,int n);
        void MSet(int m,int n,double d);
        double MGet(int m,int n);
        ~M();
    private:
        double** mat;
};

类在(matrixbody.cpp)中定义如下:它是在Win32平台上构建的。

#pragma once
#include "matrixhead.h"

M::M(int m,int n)
{
  mat = new double*[m];
  for (int i = 0; i < m; i++)
  {
    mat[i] = new double[n];
  }
}

void M::MSet(int m,int n,double d)
{
    mat[m][n] = d;
}

double M::MGet(int m,int n)
{
    double d = mat[m][n];
    return d;
}

M::~M()
{
    delete[] mat;
}

我已经为类做了一个包装器(matrixwrapper.cpp):包装器也是在 Win32 平台中构建的。

#include "matrixhead.h"
#include "matrixbody.cpp"

extern "C" __declspec(dllexport) void* Make(int m,int n)
{
    M o(m,n);
    return &o;
}

extern "C" __declspec(dllexport) void setData(void* mp,int m,int n,double d)
{
    M* ap = (M*)mp;
    M a = *ap;
    a.MSet(m,n,d);
}

extern "C" __declspec(dllexport) double getData(void* mp,int m,int n)
{
    M* bp = (M*)mp;
    M b = *bp;
    double d = b.MGet(m,n);
    return d;
}

我将类导入到 C# 并尝试从 C# 调用 C++ dl 方法:

using System;
using System.Runtime.InteropServices;


namespace wrappertest
{
 class Program
   {
    [DllImport("matrixwrapper.dll")]
    unsafe public static extern void* Make(int m,int n);

    [DllImport("matrixwrapper.dll")]
    unsafe public static extern void setData(void* mp,int m, int n,double d);

    [DllImport("matrixwrapper.dll")]
    unsafe public static extern double getData(void* mp,int m, int n);

    static unsafe void Main(string[] args)
    {
        void* p = Make(10, 10);
        setData(p,10,1,10);
        Console.WriteLine(getData(p,10,1));
    }
  }
}

但是当我尝试从 C# 运行 C++ dll 方法时，出现以下错误

1//试图读取或写入 protected 内存。这通常表示在 x64 中运行 C# 代码时其他内存已损坏。

2//在x86 Active/x86或AnyCPU平台上运行时，试图加载格式不正确的程序。

问题:

1//上面的代码有什么问题？

2//考虑到我的最终目标是在 C++ 中创建一个 2d 动态数组并在数组中读取/写入数据，例如上面 matrixheader.h 文件中的一个 double**mat 从 C# 中？还有其他的吗实现方式？

Answer 1

让我们先从简单的事情开始:

An attempt was made to load a program with incorrect format when runnning in x86 Active/x86 or in AnyCPU platform.

这仅表示您的平台不匹配。您要么尝试在 x64 .NET 运行时加载 x86 C++ dll，要么相反。

下面的错误才是真正的问题:

Attempted to read or write protected memory.This is often an indication that other memory is corrupt when running C# code in x64.

这是意料之中的，因为您的 Make 函数在堆栈上创建一个对象，然后返回指向它的指针。当您读回此对象时，堆栈上的内容已更改(堆栈正在被重用)，并且 mat 指针指向其他地方，很可能指向未分配的内存。

请see this answer我在其中更深入地了解了这个问题(它是 C#，但它是同一个问题)。

你必须分配一些动态内存来解决你的问题。你可以试试:

extern "C" __declspec(dllexport) void* Make(int m,int n)
{
    M* o = new M(m,n);
    return o;
}

当然，如果您不想泄漏内存，则必须再创建一个方法来执行匹配的delete。

此外，正如 Mgetz 在评论中指出的那样，M 类本身存在内存泄漏。析构函数中的 delete[] mat; 调用不会释放每个已分配的内存块。您在构造函数中调用 new m + 1 次，这意味着您必须调用 delete[] m + 1 次也在析构函数中，每个 new 一次。您可能应该将 m 和 n 保留为您的类中的字段(至少 m 是强制性的，以了解对 delete[ 的调用次数] 你必须做的)。

更好的解决方案是使用单个数组而不是交错数组。您将该数组中的索引 i, j 计算为 i * m + j。您也可以使用 std::vector 或完全在 C# 中完成:

public class M
{
    private double[] _items;
    private int _m;
    private int _n;

    public M(int m, int n)
    {
        _items = new double[m * n];
        _m = m;
        _n = n;
    }

    public this[int i, int j]
    {
        // Here, you should perform a bounds check on i and j against _m and _n
        get { return _items[i * _m + j]; }
        set { _items[i * _m + j] = value; }
    }
}