c# - 在 C#/C++ 之间编码复杂结构

Question

我正在尝试从 C++ 填充结构数组并将结果传回 C#。

我认为也许创建一个包含结构数组的结构可能是前进的方向，因为我遇到的大多数示例都使用结构(但传递基本类型)。我已经尝试了以下但到目前为止没有运气。

在以下位置找到示例:http://limbioliong.wordpress.com/2011/08/20/passing-a-pointer-to-a-structure-from-c-to-c-part-2/?relatedposts_exclude=542

我在 C# 中有以下内容

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace CSharpDLLCall
{
  class Program
  {

[StructLayout(LayoutKind.Sequential,Pack=8)]
public struct Struct1
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 10)]
    public double[] d1;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 10)]
    public double[] d2;
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct TestStructOuter
{
     public int length;
     public IntPtr embedded;
}

 static void Main(string[] args)
 {
    Program program = new Program();
    program.demoArrayOfStructs();
 }

public void demoArrayOfStructs() 
{
    TestStructOuter outer = new TestStructOuter();
    testStructOuter.embedded = new Struct1[10];
    outer.length = 10;
    outer.embedded = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(typeof(Struct1)) * 10);
    Marshal.StructureToPtr(outer, outer.embedded, false);
    testAPI2(ref outer);
    outer = (TestStructOuter)(Marshal.PtrToStructure(outer.embedded, typeof(TestStructOuter)));
    Marshal.FreeHGlobal(outer.embedded);
 }

[DllImport(@"C:\CPP_Projects\DLL\DLLSample\Release\DLLSample.dll")]
static extern void testAPI2(IntPtr pTestStructOuter);
}
}

在头文件中的 C++ 中

#ifdef DLLSAMPLE_EXPORTS
#define DLLSAMPLE_API __declspec(dllexport)
#else
#define DLLSAMPLE_API __declspec(dllimport)
#endif

#include <iostream>
using namespace std;

#pragma pack(1)
struct struct1
{
    double d1[];
    double d2[];
};

struct TestStructOuter
{
    struct1* embedded;
};

extern "C"
{   
    DLLSAMPLE_API void __stdcall testAPI2(TestStructOuter* pTestStructOuter);
}

在我的cpp中:

#include "stdafx.h"
#include "DLLSample.h"

__declspec(dllexport) void __stdcall testAPI2(TestStructOuter* pTestStructOuter)
{
    // not sure that this is necessary
    // for (int i = 0; i < 10 ; ++i)
    // {    
    //     pTestStructOuter->embedded = new struct1;        
    // }

    for (int i = 0; i < 10 ; ++i)
    {
            struct1 s1;

            for (int idx = 0; idx < 10; ++idx)
            {
                    s1.d1[i] = i+0.5;
                    s1.d2[i] = i+0.5;
            }

            pTestStructOuter->embedded[0] = s1;
    }
}

这似乎不起作用我得到的错误:参数不正确。(HRESULT异常:0x80070057(E_INVALIDARG))

这可能意味着它无法识别结构数组。我有什么想法可以做到这一点？谢谢。

Answer 1

好的，我有一个工作样本。我将此作为另一个答案发布，因为这是一种非常不同的方法。

所以，在 C++ 方面，我有这个头文件:

struct Struct1
{
  int d1[10];
  int d2[10];
};

extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall 
  TestApi2(int* pLength, Struct1 **pStructures);

以及以下代码:

__declspec(dllexport) void __stdcall 
  TestApi2(int* pLength, Struct1 **pStructures)
{
  int len = 10;

  *pLength = len;
  *pStructures = (Struct1*)LocalAlloc(0, len * sizeof(Struct1));

  Struct1 *pCur = *pStructures;

  for (int i = 0; i < len; i++)
  {
    for (int idx = 0; idx < 10; ++idx)
    {
      pCur->d1[idx] = i + idx;
      pCur->d2[idx] = i + idx;
    }

    pCur ++;
  }
}

现在，重要的一点是 LocalAlloc。这实际上是我遇到所有问题的地方，因为我分配了错误的内存。 LocalAlloc 是 .NET 在执行 Marshal.AllocHGlobal 时调用的方法，这非常方便，因为这意味着我们可以使用调用方的内存并根据需要处理它.

现在，此方法允许您返回任意长度的结构数组。同样的方法可以用于例如。返回一个结构数组的结构，你只是在更深入。关键是 LocalAlloc - 这是您可以使用 Marshal 类轻松访问的内存，而且是不会被丢弃的内存。

您还必须返回数组长度的原因是，否则无法知道您“返回”了多少数据。这是非托管代码中的常见“问题”，如果您曾经做过任何 P/Invoking，您就会了解这一切。

现在，C# 端。我已经努力以一种很好的方式做到这一点，但问题是结构数组根本不是 blittable，这意味着你不能简单地使用 MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, ...)。所以，我们必须采用 IntPtr 方式。

定义如下:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public class Struct1
{
  [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 10)]
  public int[] d1;

  [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 10)]
  public int[] d2;
}        

[DllImport(@"Win32Project.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
static extern void TestApi2(out int length, out IntPtr structs);

基本上，我们得到一个指向“数组”长度的指针，以及指向数组第一个元素的指针。这就是我们读取数据所需的全部内容。

代码如下:

int length;
IntPtr pStructs;

TestApi2(out length, out pStructs);

// Prepare the C#-side array to copy the data to
Struct1[] structs = new Struct1[length];

IntPtr current = pStructs;
for (int i = 0; i < length; i++)
{
  // Create a new struct and copy the unmanaged one to it
  structs[i] = new Struct1();
  Marshal.PtrToStructure(current, structs[i]);

  // Clean-up
  Marshal.DestroyStructure(current, typeof(Struct1));

  // And move to the next structure in the array
  current = (IntPtr)((long)current + Marshal.SizeOf(structs[i]));
}

// And finally, dispose of the whole block of unmanaged memory.
Marshal.FreeHGlobal(pStructs);

如果你想真正返回一个结构数组的结构，唯一改变的是方法参数移动到“包装”结构中。方便的是 .NET 可以自动处理包装器的编码，不太方便的是它不能处理内部数组，所以你必须再次使用 length + IntPtr 来手动管理它。