在C++/C#之间的结构中传递字符串/数组

本文关键字：字符串 数组 C++ 之间 结构 | 更新日期: 2023-09-27 18:27:31

我正在将一个结构从C#传递到C++。

C#代码：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 8)]
public struct Data
{
[MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public int number;
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 5)]
public int[] array;
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 512)]
public string buffer;
}

C++代码：

struct Data
{
public:
    int number;
    int array[5];
    char buffer[512];
    //char *buffer;
};

上述方法效果良好。但是，如果我使用指针来处理C++中的数据，我会得到错误：

未处理的异常：System.AccessViolationException：试图读取或写入受保护的内存

struct Data
{
public:
    int number;
    int *array;
    char *buffer;
};

为什么我不能处理这里的指针？通过指针处理这种情况有利吗？

在C++/C#之间的结构中传递字符串/数组

问题是数据在内存中的表示方式。

假设您有一个c#结构的实例，该实例封送至非托管代码甚至文件。

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 8)]
public struct Data
{
[MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
public int number = 5;
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 5)]
public int[] array = {0, 1, 2, 3, 4};
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 512)]
public string buffer = "Happy new Year";
}

根据这个，你的内存布局将是这样的（在类似十六进制的视图中）：

05 00 00 00 00 00 00 00
01 00 00 00 02 00 00 00
03 00 00 00 04 00 00 00
00 48 00 61 00 70 00 70 
00 79 00 20 00 6E 00 65 
00 77 00 20 00 59 00 65 
00 61 00 72

这里我们有前四个字节"05 00 00 00"，这意味着内存中"数字"变量的数字"5"。（请注意，这些字节的顺序相反，因为Intel体系结构是LittleEndian，有关详细信息，请参阅Endiannes）

对于名为"array"的数组，接下来有五个整数，分别为"00 00 00 00"=0、"01 00 00"=1、"02 00 00"=2、"03 00 00"=3、"04 00 00"=4。

字符串"buffer"表示如下：

"00 48" = H
"00 61" = a
"00 70" = p
"00 70" = p
"00 79" = y
"00 20" = <space>
"00 6E" = n
"00 65" = e
"00 77" = w
"00 20" = <space>
"00 59" = Y
"00 65" = e
"00 61" = a
"00 72" = r

有一个技巧是.NET总是使用Unicode来存储它的字符串变量。每个Unicode字符都有两个字节的表示形式。

现在，对于这个C++结构

struct Data
{
public:
    int number;
    int array[5];
    char buffer[512];
    //char *buffer;
};

sizeof（int）为4。因此，变量"number"的内存内容="05 00 00 00"，即数字5。array[0]、array1、array[2]、array[3]、array[4]在内存块上布局"00 00 00 00"=0、"01 00 00"=1、"02 00 00"=2、"03 00 00"=3、"04 00 00"=4。其他所有内容都保留在缓冲区[512]变量中。但是在c++中，sizeof（char）==1。char数据类型通常用于用单字节编码表示旧的ASCII样式文本。您应该使用wchar_t，它非常适合Unicode编码。

现在让我们来看看

struct Data
{
public:
    int number;
    int *array;
    char *buffer;
};

该结构将被投影在与上述相同的存储器布局上。如果您在32位环境（win32）下运行"数组"指针的内容将为"00 00 00 00"（指针为4个字节）"缓冲区"指针将为"01 00 00 00"。

如果您在64位环境（win64）下运行"数组"指针的内容将为"00 00 00 01 00 00 00"（指针为8个字节），缓冲区指针将为"02 00 00 03 00 00"。

这些是某种无效的指针，指向谁知道在哪里。这就是为什么当你试图取消引用它们时会出现访问违规的原因。

第一个结构之所以有效，是因为它在结构中分配数组。第二个是有问题的，因为它只在结构中分配int指针和char指针（sizeof(void*)取决于您的平台），而不是int数组。如果你坚持使用指针，你必须自己分配和释放内存（即new和delete[]）。

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