C#：循环遍历嵌套结构的成员对象

Posted 2023-02-18

【中文标题】C#：循环遍历嵌套结构的成员对象

【英文标题】：C#: Looping through member objects of nested structs

【发布时间】：2021-12-27 18:06:42

【问题描述】：

大家好，所有 c# 向导！

我需要将（打包的）嵌套结构的所有内存偏移值存储在这些各自的结构中。 到目前为止，循环遍历所有成员都可以正常工作。另外，我得到了适当的内存偏移值。 这个结构装置可能包含几十个结构，最后还有几百个其他成员。 但是我在初始化时做这一切，所以 CPU 性能在这里不会成为问题。

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但是：

在这个迭代过程中，我似乎无法访问这些结构的实际实例。事实证明，当我尝试存储这些偏移值时，它们最终不会出现在我需要它们的地方（当然，我需要它们在实例“SomeStruct1”及其包含其他结构实例中，但是调试器清楚地向我显示了初始值 (-1))。

我怀疑“field_info.GetValue”或“obj_type.InvokeMember”不是获取对象引用的正确方法？还有其他方法可以遍历嵌套结构instances吗？

请帮忙！我已经拼命调试和谷歌了三天，但我现在完全没有想法......

感谢您的努力！

-阿尔伯特

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PS - 我做这些不寻常的事情的原因： 我通过提到的嵌套结构在两个嵌入式 CPU 内核之间进行通信（两者都是混合 c/c++ 项目）。这就像一个魅力，因为两个内核共享相同的内存，结构所在的位置。

此外，我必须在 c# 主机应用程序和这些嵌入式内核之间进行通信，所以我认为如果我实现这个结构的第三个实例，这可能是一件很巧妙的事情。只有这一次，我显然不能使用共享 RAM。相反，我为数据保存成员实现值设置器和获取器，找出内存偏移量以及数据保存成员的长度，并通过 USB 或以太网将此信息（连同值本身）提供给嵌入式系统 - 所以我的嵌入式系统的“API”将只是一个结构。每次更改结构时，我必须做的唯一维护是：我必须将保存的 .h 文件（嵌入式项目的）复制到 .cs 文件（宿主项目）。 我知道这很疯狂 - 但现在可以了。

感谢您的关注。 -阿尔伯特

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这是一个应该编译和执行的简化（错误，见下文）示例（WinForms，c#7.3）：

using System;
using System.Reflection;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Windows.Forms;

namespace CodingExample

    public interface Interf
    
        Int32   Offset  get; set; 
    

    [StructLayout (LayoutKind.Sequential, Pack = 1, CharSet = CharSet.Ansi)]
    public struct sSomeStruct2 : Interf
    
        public sSomeStruct2 (bool dummy)
        
            Offset      = -1;
            SomeMember3 = 0;
        
        public Int32    Offset  get; set; 
    
        public Int32    SomeMember3;
        // much more various-typed members (e. g. nested structs)...
    

    [StructLayout (LayoutKind.Sequential, Pack = 1, CharSet = CharSet.Ansi)]
    public struct sSomeStruct1 : Interf
     
        public sSomeStruct1 (bool dummy)
        
            Offset      = -1;
            SomeMember1 = 0;
            SomeStruct2 = new sSomeStruct2 (true);
            SomeMember2 = 0;
        
        public Int32        Offset  get; set; 

        public Int32        SomeMember1;
        public sSomeStruct2 SomeStruct2;
        public Int16        SomeMember2;
        // much more various-typed members...
    

    public partial class Form1 : Form
    
        void InitializeOffsets (object obj)
        
            Console.WriteLine ("obj: 0", obj);

            Type obj_type   = obj.GetType ();

            foreach (FieldInfo field_info in obj_type.GetFields ())
             
                string field_name   = field_info.Name;
                Int32 offset        = (Int32) Marshal.OffsetOf (obj_type, field_name);
                Type field_type     = field_info.FieldType;
                bool is_leafe       = field_type.IsPrimitive;

// none of theses three options seem to give me the right reference:
//                object node_obj     = field_info.GetValue (obj);
//                object node_obj     = field_info.GetValue (null);
                object node_obj     = obj_type.InvokeMember (field_name, BindingFlags.GetField, null, obj, null);

                Console.WriteLine ("field: 0; field_type: 1; is_leafe: 2; offset: 3", field_name, field_type, is_leafe, offset); 

                if (! is_leafe)
                
// this writes not as expected:                    
                    (node_obj as Interf).Offset = offset;
    
                    InitializeOffsets (node_obj);
                
            
        

        sSomeStruct1 SomeStruct1; 

        public Form1 ()
        
            InitializeComponent ();

            SomeStruct1 = new sSomeStruct1 (true);

            InitializeOffsets (SomeStruct1);
        
    

【问题讨论】：

也许你应该描述你想做什么。你做这一切是为了什么。一定有更好的解决方案，C# 从来没有在内存结构中进行字节推送和偏移计数。

你说的“正确的参考”是什么意思？你有结构。他们被装箱了。传递为object，转换为Interf...新的引用正在被创建和丢弃。您传递给InitializeOffsets 的原始SomeStruct1 正在被复制；原版不受这一切的影响。改用类。

@nvoigt：我同意，必须有更好的解决方案。好的，我将添加一个说明我为什么这样做。

@madreflection：你是对的。我很难避免复制。不幸的是，我需要结构。

【参考方案1】：

同时我发现了我做错了什么：

我必须做拳击，所以我可以在调用初始化函数时使用“ref”：

// instead of this:
SomeStruct1 = new sSomeStruct1 (true);

// i have to do it this way:
object boxed_SomeStruct1 = new sSomeStruct1 (true);
InitializeOffsets (ref boxed_SomeStruct1);
SomeStruct1 = (sSomeStruct1) boxed_SomeStruct1;

在“InitializeOffsets”函数中，“field_info.GetValue (obj)”提供了我的成员对象的副本。这就是为什么我必须在 foreach 循环的最后将修改后的副本复制回来：

field_info.SetValue (obj, node_obj);

进行这些更改后，代码将按预期工作。 谢谢你的关注。 -阿尔伯特