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C#调用C++DLL传递结构体数组的终极解决方案

2019-10-29 21:15:35
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供稿:网友

C#调用C++DLL传递结构体数组的终极解决方案

在项目开发时,要调用C++封装的DLL,普通的类型C#上一般都对应,只要用DllImport传入从DLL中引入函数就可以了。但是当传递的是结构体、结构体数组或者结构体指针的时候,就会发现C#上没有类型可以对应。这时怎么办,第一反应是C#也定义结构体,然后当成参数传弟。然而,当我们定义完一个结构体后想传递参数进去时,会抛异常,或者是传入了结构体,但是返回值却不是我们想要的,经过调试跟踪后发现,那些值压根没有改变过,代码如下。

[DllImport("workStation.dll")]     private static extern bool fetchInfos(Info[] infos);     public struct Info     {       public int OrderNO;        public byte[] UniqueCode;        public float CpuPercent;               };     private void buttonTest_Click(object sender, EventArgs e)     {       try       {       Info[] infos=new Info[128];         if (fetchInfos(infos))         {           MessageBox.Show("Fail");         }       else       {           string message = "";           foreach (Info info in infos)           {             message += string.Format("OrderNO={0}/r/nUniqueCode={1}/r/nCpu={2}",                        info.OrderNO,                        Encoding.UTF8.GetString(info.UniqueCode),                        info.CpuPercent                        );           }           MessageBox.Show(message);       }       }       catch (System.Exception ex)       {         MessageBox.Show(ex.Message);       }     } 

后来,经过查找资料,有文提到对于C#是属于托管内存,现在要传递结构体数组,是属性非托管内存,必须要用Marsh指定空间,然后再传递。于是将结构体变更如下。

StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi, Pack = 1)]    public struct Info    {      public int OrderNO;       [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 32)]      public byte[] UniqueCode;       public float CpuPercent;              }; 

但是经过这样的改进后,运行结果依然不理想,值要么出错,要么没有被改变。这究竟是什么原因?不断的搜资料,终于看到了一篇,里面提到结构体的传递,有的可以如上面所做,但有的却不行,特别是当参数在C++中是结构体指针或者结构体数组指针时,在C#调用的地方也要用指针来对应,后面改进出如下代码。

[DllImport("workStation.dll")]   private static extern bool fetchInfos(IntPtr infosIntPtr);   [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi, Pack = 1)]   public struct Info   {     public int OrderNO;      [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 32)]     public byte[] UniqueCode;      public float CpuPercent;    };   private void buttonTest_Click(object sender, EventArgs e)   {     try     {       int workStationCount = 128;       int size = Marshal.SizeOf(typeof(Info));       IntPtr infosIntptr = Marshal.AllocHGlobal(size * workStationCount);       Info[] infos = new Info[workStationCount];       if (fetchInfos(infosIntptr))       {         MessageBox.Show("Fail");         return;       }       for (int inkIndex = 0; inkIndex < workStationCount; inkIndex++)       {         IntPtr ptr = (IntPtr)((UInt32)infosIntptr + inkIndex * size);         infos[inkIndex] = (Info)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(Info));       }        Marshal.FreeHGlobal(infosIntptr);        string message = "";       foreach (Info info in infos)       {         message += string.Format("OrderNO={0}/r/nUniqueCode={1}/r/nCpu={2}",                     info.OrderNO,                     Encoding.UTF8.GetString(info.UniqueCode),                     info.CpuPercent                     );       }       MessageBox.Show(message);      }     catch (System.Exception ex)     {       MessageBox.Show(ex.Message);     }   } 

要注意的是,这时接口已经改成IntPtr了。通过以上方式,终于把结构体数组给传进去了。不过,这里要注意一点,不同的编译器对结构体的大小会不一定,比如上面的结构体

在BCB中如果没有字节对齐的话,有时会比一般的结构体大小多出2两个字节。因为BCB默认的是2字节排序,而VC是默认1 个字节排序。要解决该问题,要么在BCB的结构体中增加字节对齐,要么在C#中多开两个字节(如果有多的话)。字节对齐代码如下。

#pragma pack(push,1)   struct Info {   int OrderNO;          char UniqueCode[32];    float CpuPercent; }; #pragma pack(pop) 

用Marsh.AllocHGlobal为结构体指针开辟内存空间,目的就是转变化非托管内存,那么如果不用Marsh.AllocHGlobal,还有没有其他的方式呢?

其实,不论C++中的是指针还是数组,最终在内存中还是一个一个字节存储的,也就是说,最终是以一维的字节数组形式展现的,所以我们如果开一个等大小的一维数组,那是否就可以了呢?答案是可以的,下面给出了实现。

[DllImport("workStation.dll")]     private static extern bool fetchInfos(IntPtr infosIntPtr);     [DllImport("workStation.dll")]     private static extern bool fetchInfos(byte[] infos);     [StructLayoutAttribute(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi, Pack = 1)]     public struct Info     {       public int OrderNO;        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 32)]       public byte[] UniqueCode;        public float CpuPercent;      };         private void buttonTest_Click(object sender, EventArgs e)     {       try       {         int count = 128;         int size = Marshal.SizeOf(typeof(Info));         byte[] inkInfosBytes = new byte[count * size];                 if (fetchInfos(inkInfosBytes))         {           MessageBox.Show("Fail");           return;         }         Info[] infos = new Info[count];         for (int inkIndex = 0; inkIndex < count; inkIndex++)         {           byte[] inkInfoBytes = new byte[size];           Array.Copy(inkInfosBytes, inkIndex * size, inkInfoBytes, 0, size);           infos[inkIndex] = (Info)bytesToStruct(inkInfoBytes, typeof(Info));         }          string message = "";         foreach (Info info in infos)         {           message += string.Format("OrderNO={0}/r/nUniqueCode={1}/r/nCpu={2}",                       info.OrderNO,                       Encoding.UTF8.GetString(info.UniqueCode),                       info.CpuPercent                       );         }         MessageBox.Show(message);        }       catch (System.Exception ex)       {         MessageBox.Show(ex.Message);       }     }      #region bytesToStruct     /// <summary>     /// Byte array to struct or classs.     /// </summary>     /// <param name=”bytes”>Byte array</param>     /// <param name=”type”>Struct type or class type.     /// Egg:class Human{...};     /// Human human=new Human();     /// Type type=human.GetType();</param>     /// <returns>Destination struct or class.</returns>     public static object bytesToStruct(byte[] bytes, Type type)     {        int size = Marshal.SizeOf(type);//Get size of the struct or class.            if (bytes.Length < size)       {         return null;       }       IntPtr structPtr = Marshal.AllocHGlobal(size);//Allocate memory space of the struct or class.        Marshal.Copy(bytes, 0, structPtr, size);//Copy byte array to the memory space.       object obj = Marshal.PtrToStructure(structPtr, type);//Convert memory space to destination struct or class.            Marshal.FreeHGlobal(structPtr);//Release memory space.         return obj;     }     #endregion 

对于实在想不到要怎么传数据的时候,可以考虑byte数组来传(即便是整型也可以,只要是开辟4字节(在32位下)),只要开的长度对应的上,在拿到数据后,要按类型规则转换成所要的数据,一般都能达到目的。

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