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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