如何使用 std::vector 作为 C# 的参数调用非托管 C++ 函数？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何使用 std::vector 作为 C# 的参数调用非托管 C++ 函数？

【英文标题】：Howto call an unmanaged C++ function with a std::vector as parameter from C#?

【发布时间】：2010-09-22 17:46:39

【问题描述】：

出于性能原因，我有一个 C# 前端和一个 C++ 后端。 现在我想调用一个 C++ 函数，例如：

void findNeighbors(Point p, std::vector<Point> &neighbors, double maxDist);

我想要的是一个 C# 包装函数，例如：

List<Point> FindNeigbors(Point p, double maxDist);

我可以将像 Point[] 这样的平面数组传递给非托管 C++ dll，但问题是，我不知道要分配多少内存，因为我不知道函数将返回的元素数量...

有没有一种优雅的方法来处理这个问题而不会出现内存泄漏问题？

感谢您的帮助！

本杰明

【参考方案1】：

这里最好的解决方案是用 C 编写一个包装函数，该函数仅限于非 C++ 类。非平凡的 C++ 类本质上是不可通过 PInvoke 层 [1] 进行编组的。而是让包装函数使用更传统的 C 签名，这很容易针对 PInvoke 进行攻击

void findNeigborsWrapper(
  Point p,
  double maxDist, 
  Point** ppNeighbors,
  size_t* pNeighborsLength)

[1] 是的，在某些情况下您可以侥幸逃脱，但这是例外而非规则。

【参考方案2】：

阻抗不匹配严重。你必须用 C++/CLI 语言编写一个包装器，这样你才能构造一个向量。另一个问题是 Point，您的 C++ 声明与它的托管版本不兼容。您的代码应该与此类似，将其从 CLR 节点添加到类库项目中。

#include <vector>

using namespace System;
using namespace System::Collections::Generic;

struct Point  int x; int y; ;
void findNeighbors(Point p, std::vector<Point> &neighbors, double maxDist);

namespace Mumble 

    public ref class Wrapper
    
    public:
        List<System::Drawing::Point>^ FindNeigbors(System::Drawing::Point p, double maxDist) 
            std::vector<Point> neighbors;
            Point point; point.x = p.X; point.y = p.Y;
            findNeighbors(point, neighbors, maxDist);
            List<System::Drawing::Point>^ retval = gcnew List<System::Drawing::Point>();
            for (std::vector<Point>::iterator it = neighbors.begin(); it != neighbors.end(); ++it) 
                retval->Add(System::Drawing::Point(it->x, it->y));
            
            return retval;
        
    ;

请注意复制集合的成本，这会很快消除您在使用原生 C++ 编写算法时可能获得的性能优势。

【参考方案3】：

为了减少复制的开销（如果确实会导致性能问题），可以围绕 std::vector 编写 C++/CLI 引用类。这样，c++ 算法就可以在 c++ 类型上工作，而 C# 代码可以访问相同的数据而无需过度复制。

C++/CLI 类可以实现 operator[] 和 Count 以避免依赖 IEnumerable::GetEnumerator ()。

【参考方案4】：

或者用 C++/CLI 编写你的包装器。让它采用符合 CLS 的类型，例如 IEnumerable，然后（叹气）将每个元素复制到您的向量中，然后调用 PInvoke。