C#调用C++DLL传递结构体数组的终极解决方案

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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