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【在 C# 中通过 P/Invoke 调用 C++ DLL 时的数据类型转换】

news 2025/7/3 9:52:06

在 C# 中通过 P/Invoke 调用 C++ DLL 时，数据类型需要手动转换，因为 C# 和 C++ 的底层内存表示不同。以下是常见数据类型的转换方法及注意事项：

一、基本数据类型

C++ 类型	C# 对应类型	备注
`int`	`int`	32 位整数
`long`	`int` (Windows)	Windows 下 `long` 为 32 位
`long long`	`long`	64 位整数
`float`	`float`	32 位浮点数
`double`	`double`	64 位浮点数
`char`	`byte` 或 `sbyte`	取决于 `char` 是否签名
`bool`	`[MarshalAs(UnmanagedType.I1)] bool`	C++ `bool` 可能是 1 字节

示例

// C++ 导出函数
extern "C" __declspec(dllexport) int Add(int a, int b);

// C# 声明
[DllImport("MyCppDll.dll")]
public static extern int Add(int a, int b);

二、字符串类型

C++ 的字符串（char*、wchar_t*）需要显式转换：

C++ 类型	C# 对应类型	MarshalAs 属性
`const char*`	`string` 或 `[In] StringBuilder`	`UnmanagedType.LPStr`
`char*` (可修改)	`[Out] StringBuilder`	`UnmanagedType.LPStr`
`const wchar_t*`	`string` 或 `[In] StringBuilder`	`UnmanagedType.LPWStr`
`wchar_t*` (可修改)	`[Out] StringBuilder`	`UnmanagedType.LPWStr`

示例

// C++ 导出函数
extern "C" __declspec(dllexport) void Greet(char* name, wchar_t* message);

// C# 声明
[DllImport("MyCppDll.dll", CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern void Greet([MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] string name,[MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] StringBuilder message
);// 调用
StringBuilder message = new StringBuilder(100);
Greet("Alice", message);
Console.WriteLine(message.ToString());

三、指针和句柄

**1. 通用指针 (`void*`)**

在 C# 中用 IntPtr 表示，可存储任意指针。
需要手动转换（如 Marshal.Copy 读写内存）。

// C++ 导出函数
extern "C" __declspec(dllexport) void ProcessData(void* data, int length);

// C# 声明
[DllImport("MyCppDll.dll")]
public static extern void ProcessData(IntPtr data, int length);// 调用
byte[] buffer = { 1, 2, 3 };
fixed (byte* p = buffer)
{ProcessData((IntPtr)p, buffer.Length);
}

2. 结构体指针

定义对应的 C# 结构体，并用 StructLayout 指定内存布局。

// C++ 结构体
struct Point { int x; int y; };
extern "C" __declspec(dllexport) void PrintPoint(Point* p);

// C# 结构体
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct Point { public int x; public int y; }[DllImport("MyCppDll.dll")]
public static extern void PrintPoint(ref Point p); // 或 IntPtr// 调用
Point p = new Point { x = 10, y = 20 };
PrintPoint(ref p);

四、数组和缓冲区

1. 固定大小数组

在结构体中用 [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=N)]。

// C++ 结构体
struct Data { int values[3]; };
extern "C" __declspec(dllexport) void ProcessData(Data data);

// C# 结构体
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct Data
{[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 3)]public int[] values;
}[DllImport("MyCppDll.dll")]
public static extern void ProcessData(Data data);

2. 动态数组

使用 IntPtr + Marshal.Copy 手动转换。

// C++ 导出函数
extern "C" __declspec(dllexport) void ProcessArray(int* arr, int length);

// C# 声明
[DllImport("MyCppDll.dll")]
public static extern void ProcessArray(IntPtr arr, int length);// 调用
int[] managedArray = { 1, 2, 3 };
IntPtr unmanagedArray = Marshal.AllocHGlobal(managedArray.Length * sizeof(int));
Marshal.Copy(managedArray, 0, unmanagedArray, managedArray.Length);ProcessArray(unmanagedArray, managedArray.Length);// 释放内存
Marshal.FreeHGlobal(unmanagedArray);

五、函数指针（回调）

在 C# 中用 delegate 表示，需标记为 UnmanagedFunctionPointer。

// C++ 导出函数
typedef void (*Callback)(int result);
extern "C" __declspec(dllexport) void RegisterCallback(Callback cb);

// C# 声明
[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.Cdecl)]
delegate void CallbackDelegate(int result);[DllImport("MyCppDll.dll")]
public static extern void RegisterCallback(CallbackDelegate cb);// 调用（需保持委托不被垃圾回收）
static CallbackDelegate callback = result => Console.WriteLine($"Result: {result}");
RegisterCallback(callback);
GC.KeepAlive(callback); // 防止 GC 回收

六、类对象（不推荐直接传递）

C++ 类无法直接在 C# 中使用，需通过：
1. C++/CLI 包装器（推荐）。
2. 将类拆分为函数接口（如 Create/Destroy + 操作函数）。

// C++ 类和工厂函数
class MyClass { /*...*/ };
extern "C" __declspec(dllexport) MyClass* CreateInstance();
extern "C" __declspec(dllexport) void DisposeInstance(MyClass* ptr);

// C# 声明
[DllImport("MyCppDll.dll")]
public static extern IntPtr CreateInstance();[DllImport("MyCppDll.dll")]
public static extern void DisposeInstance(IntPtr ptr);// 调用
IntPtr instance = CreateInstance();
// ... 通过其他 P/Invoke 函数操作实例
DisposeInstance(instance);