【飞秋】关于结构体和结构体指针的P-INVOKE

这篇讲关于结构体和结构体指针的P-INVOKE，关键有4个P-INVOKE类型，结构体作为输入输出参数。结构体指针作为输入输出参数。还有结构体内的成员类型分为：数组，指针，指针数组，结构体，结构体指针，结构体数组，结构体指针数组。当然还有类继承（这里只介绍了单继承）。
其中有一个比较费解的是结构体作为返回值的P-INVOKE的奇怪现象，下一篇结合反汇编讲解。

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第一：C++结构体和C#结构体对应关系，看下面。这里提到一点C# 声明结构体中的成员是数组的必须像下面那样声明：使用[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = N)]

C++代码不多，全部贴到这里：

1 struct Base
2 {
3 int BaseInt;
4 };
5
6 struct Test : Base
7 {
8 int TestIntArray[2];
9 //
10 int * TestIntPointer;
11 int * TestIntPointerArray[2];
12 //
13 Base TestBase;
14 Base * TestBasePoint;
15 Base TestBaseArray[2];
16 Base * TestBasePointerArray[2];
17 };

再来看C#的结构体声明：

1 [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
2 public struct Base
3 {
4 public int BaseInt;
5 }
6
7 [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
8 public struct Test
9 {
10 public Base _base;//把继承的基类放在第一个元素的位置。
11 //
12   [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2)]
13 public int[] TestIntArray;
14 //
15   public IntPtr TestIntPointer;
16 [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2)]
17 public IntPtr[] TestIntPointerArray;
18 //
19   public Base TestBase;
20 public IntPtr TestBasePoint;
21 //
22   [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2)]
23 public Base[] TestBaseArray;
24 [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2)]
25 public IntPtr[] TestBasePointerArray;
26 }
27

第二。C++导出函数和C# P-INVOKE函数的对应。
C++:

1 static Test _test;
2 void SetTest(Test test)
3 {
4 _test = test;
5 PrintTest();
6 }
7
8 void SetTestPointer(Test * lptest)
9 {
10 _test = * lptest;
11 PrintTest();
12 }
13
14 Test GetTest()
15 {
16 return _test;
17 }
18
19 Test * GetTestPointer()
20 {
21 return &_test;
22 }

C#: 注意结构体作为返回值的P-INVOKE声明是不是很奇怪。不过运行很正常。下一篇结合反汇编说。

1 [DllImport("TestDll")]
2 public static extern void SetTest(Test test);
3
4 [DllImport("TestDll")]
5 public static extern void SetTestPointer(IntPtr lptest);
6
7 [DllImport("TestDll")]
8 public static extern void GetTest(IntPtr lptest); //注意声明。
9
10 [DllImport("TestDll")]
11 public static extern IntPtr GetTestPointer();

第三：看下C#如何调用，这里用到了Marshal.AllocHGlobal 方法，和Alloc功能基本一样，会造成内存泄露，使用完了记住使用Marshal.FreeHGlobal函数释放申请的内存。

1 private Test _test = new Test();
2
3 public void Run()
4 {
5 InitTest();
6 //#########################
7 SetTest(_test);
8 Console.WriteLine("-------------------------------------------------------------/n");
9 //#########################
10 _test._base.BaseInt = 9999;
11 //Marshal.AllocHGlobal 和WIN32 API, Alloc功能基本一样，
12 //这个方法不要多用，可能造成内存泄露。
13 //记住使用Marshal.FreeHGlobal函数释放申请的内存
14 IntPtr p = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(typeof(Test)));
15 Marshal.StructureToPtr(_test,p,false);
16 SetTestPointer(p);
17 Console.WriteLine("-------------------------------------------------------------/n");
18 //#########################
19 IntPtr pp = GetTestPointer();
20 Test temp = (Test)Marshal.PtrToStructure(pp, typeof(Test));
21 PrintTest(temp);
22 Console.WriteLine("-------------------------------------------------------------/n");
23
24 //#########################
25 IntPtr pp2 = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(typeof(Test)));
26 GetTest(pp2);
27 Test temp2 = (Test)Marshal.PtrToStructure(pp2, typeof(Test));
28 PrintTest(temp2);
29
30 }

总结一下：Marshal.StructureToPtr从托管类复制数据到未托管的内存中，Marshal.PtrToStructure恰好相反。Marshal.AllocHGlobal申请非托管内存，Marshal.FreeHGlobal函数释放非托管内存。使用 Marshal.Read系列读写指针，使用Marshal.ReadIntPtr来读写二级指针。

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