当结构仅在运行时已知时，将结构从 c++ 传递到 c#

Posted 2023-02-22

【中文标题】当结构仅在运行时已知时，将结构从 c++ 传递到 c#

【英文标题】：Passing a struct from c++ to c# when the structure is only known during runtime

【发布时间】：2013-11-03 11:27:01

【问题描述】：

我有以下问题：

我有一个从非托管 C++ dll 调用函数的 C# 应用程序。 dll 中有一个初始化函数，它在 C# 和 C++ 之间创建一个接口（基本上是一个值及其类型的列表），该接口将存储在一个结构中。

之后，C# 应用程序向 dll 发送一个回调函数，该 dll 每隔一段时间就会调用一次，并返回接口中定义的结构变量（或字节数组）。

我的问题：你将如何传递和编组这个结构？是否可以传递结构本身，还是应该传递一个字节数组？

如果你传递一个字节数组，当返回到 C# 应用程序时你会如何编组它？

我现在拥有的：

在 C# 应用程序中：

封送回调函数：

[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.Cdecl)]
public delegate void ProcessOutputDelegate(???); // not sure what should be here.

导入dll函数：

[DllImport("MyDLL.dll", CallingConvention=CallingConvention.Cdecl)]
public static extern void Test(ProcessOutputDelegate ProcessOutput);

调用dll函数：

ProcessOutputDelegate process = new ProcessOutputDelegate(ProcessOutput);
new thread(delegate()  Test(process);  ).Start();

处理输出：

public void ProcessOutput(???)

    // Assume we have a list of values that describes the struct/bytes array.

在 C++ dll 中，我有以下结构（这是一个示例，因为在不同的运行时可能会调用不同的 dll）：

struct

    int x;
    double y;
    double z;
 typedef Interface;

以及 C# 应用调用的函数：

__declspec(dllexport) void Test(void (*ProcessOutput)(Interface* output))

    int i;
    Interface* output = (Interface*)malloc(sizeof(Interface));

    for (i = 0; i < 100; i++)
    
        sleep(100);
        output->x = i;
        output->y = i / 2;
        output->z = i / 3;
        ProcessOutput(output); // or generate a bytes array out of the struct
    

编辑：

C# 应用程序是一个通用 GUI，假设显示由某些 c++ dll 执行的一些繁重的计算。在初始化过程中，dll 告诉 GUI 应该呈现的变量（及其类型），并根据这些方向构建 GUI（同样，计算和变量可能会发生变化，值可能是整数、浮点数、字符...）。之后，dll 运行并在每几个时间步中调用回调函数来更新 GUI。这应该适用于任何实现这个想法的dll：生成一个接口，然后根据这个接口发送信息。

【问题讨论】：

我不明白 C++ 结构“可能会发生变化”的部分。在纯 C++ 中，结构是在编译时定义的。它们在运行时不会神奇地改变（当然是它们的内容，但不是它们的结构）。你能澄清一下吗？

@Mat 没错，意思是每个运行时可能会调用不同的dll，我将添加一个说明。每个 dll 都会实现函数“Test”，但可能会构造不同的结构并执行不同的操作。

所以您正尝试对可能“返回”完全不同的东西的不同 C++ DLL 使用相同的 C# 接口？对不起，你的整个事情听起来很奇怪。如果没有具体示例来说明您将其应用于什么，那么（我认为）很难提供好的建议。如果它是完全随机的东西，可能与 XML 或 JSON 交互。

我很抱歉，但是通过这个设置你可以只使用一个字节指针或其他东西，但是你传递的结构的大小仍然未知，你需要传递sizeof(Interface)。

值向量（类似于std::vector<int>）不是变量结构。如果 C# 代码不知道它会得到什么，它会如何处理它收到的任何内容？

【参考方案1】：

我不知道，这是否是您问题的直接答案，但我通过以下方式解决了。

您在 DLL 中调用 GetResource 并获得一个 IntPtr：

(...)
IntPtr res = Native.GetResource();

然后，您为此 IntPtr 实例化一个通用包装器：

ResourceWrapper rw = new ResourceWrapper(res);

如果要访问结构的特定字段，请在包装器上调用适当的方法：

int field = rw.GetField();

Wrapper 调用 DLL 中的函数：

(...)
int result = Native.GetField(res);

DLL“重新对象化”调用：

__declspec(dllexport) int __stdcall GetField(MyStructure * s)

    return s->GetField();

Struct 获取数据（或抛出异常或设置错误标志或返回错误等）

int MyStructure::GetField()

    return this->field;

此解决方案需要进行以下更改：

您的数据结构应该派生自同一个基类 如果可能的话，它们应该成为具有虚拟方法的类，允许访问它们的不同字段

您必须实施某种安全机制，检查是否可以访问特定字段。最简单的如下：

__declspec(dllexport) BOOL __stdcall GetField(MyStruct * s, int & result)

    result = 0;
    try
    
        result = s->GetField();
    
    catch(...)
    
        return FALSE;
    

    return TRUE;

和：

protected class Native

    [DllImport("MyDll.dll")]
    [return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
    public static extern bool GetField(IntPtr res, out int result);

和：

// Wrapper
int GetField()

    int result;
    if !(Native.GetField(res, out result))
        throw new InvalidOperationException("Resource does not support field!");