从 C++ 本机插件更新浮点数组

Question

我在尝试将数组从 C++ 传递到 C# 时遇到一个非常奇怪的问题。我正在使用 Marshal.Copy（具体来说：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/a53bd6cz(v=vs.110).aspx）。

问题：从 C++ 到 C# 的浮点数组在结果数组中产生了几个 NaN。 （注：我是在Unity游戏引擎环境下工作）

代码

示例 C++ 代码：

extern "C" bool UNITY_INTERFACE_EXPORT UNITY_INTERFACE_API getSomeFloats(float** points, int* count) {
        std::vector<float> results;
        std::vector<SOME_TYPE> key_points = <SOME_POINTS>

        for (auto iter = key_points.begin(); iter < key_points.end(); iter++) {
            results.push_back(static_cast<float>(iter->pt.x));
            results.push_back(static_cast<float>(iter->pt.y));
        }

        *points = results.data();
        *count = results.size();

        //<Print results to csv here>

        return true;
}

示例 C# 代码：

[DllImport("NativePlugin")]
private static extern bool getSomeFloats (ref IntPtr ptrResultItems, ref int resultItemsLength);

private static float[] getFloatArrayFromNative() {
        IntPtr ptrResultItems = IntPtr.Zero;
        int resultItemsLength = 0;
        bool success = getSomeFloats (ref ptrResultItems, ref resultItemsLength);
        float[] resultItems = null;
        if (success) {
            // Load the results into a managed array.
            resultItems = new float[resultItemsLength];
            Marshal.Copy (ptrResultItems
                , resultItems
                , 0
                , resultItemsLength);

            // <PRINT out resultItems to csv here>

            return resultItems;
        } else {
            Debug.Log ("Something went wrong getting some floats");
            return new float[] { -1, -2 };
        }
    }

示例输出： 举个例子： C++ 输出 (print_out.csv):

123, 456, 789

C# 输出 (print_out_cs.csv):

123, NaN, 789

我完全被这个难住了。我只是不明白为什么只有一些（大约 7/100）花车返回 NaN。有人有什么 advice/insight 可以帮助的吗？

谢谢！

Answer 1

您 return 在 getSomeFloats 中的指针归 results 所有。在 getSomeFloats return 秒之前，results 的矢量析构函数将释放该内存。当 C# 代码尝试使用指针时，您正在访问未分配的内存，这会导致未定义的行为。在您的情况下，大部分数据尚未更改，但其中一些已更改。可能任何或所有数据都可能已被更改（如果内存已被重新使用），甚至程序崩溃（如果释放的内存已 returned 到 OS）。

Answer 2

在您的代码中发现了一些问题：

1。 std::vector<float> results; 在堆栈上声明。函数 returned 时它将消失。将其声明为指针

std::vector<float> *results = new std::vector<float>(10);

但还要确保声明一个函数，该函数将在 C++ 端释放它。

2.函数参数不匹配.

你的 C++：

getSomeFloats(float** points, int* count, CameraPose* pose)

你的 C#:

getSomeFloats (ref IntPtr ptrResultItems, ref int resultItemsLength);

您必须从 C++ 端删除 CameraPose* pose 或将 IntPtr pose 添加到 C# 端。

3。 UNITY_INTERFACE_EXPORT UNITY_INTERFACE_API.

的使用

你不需要那个。当您想使用 Unity 的内置函数（例如 GL.IssuePluginEvent）时，可以使用它。在这种情况下你没有使用它。

应该这样做：

#define DLLExport __declspec(dllexport)

extern "C"
{
    DLLExport void fillArrayNative(float* data, int count, int* outValue) 
    {
    }
}

4.C# 有一个垃圾收集器，可以在内存中移动变量。如果你想从 C++ 端修改它，你必须固定 C# 数组。您只需要固定 C# 数组。另一种选择是在 C++ 端分配数组，return 它到 C# 将它复制到 C# 端的临时变量，然后在 C++ 端删除它。

5。将结果复制回数组而不是赋值。

推荐方法:

只有许多种方法可以做到这一点，其中一些方法非常慢。如果你想使用 Marshal.Copy，你必须在 C++ 端分配数组，否则你将运行变成一些未定义的行为。

最快和最有效的方法是在 C# 端将数组分配为全局变量。将数组及其长度传递给本机端。还要传递第三个参数，C++ 可以使用它来告诉 C# 已更新或写入的索引量。

这比创建新数组、将其复制到 C# 变量然后在每次调用函数时销毁它要好得多。

这是你应该使用的：

C++:

#define DLLExport __declspec(dllexport)

extern "C"
{
    DLLExport void fillArrayNative(float* data, int count, int* outValue) 
    {
        std::vector<float> results;
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            //Fill the array
            data[i] = results[i];
        }
        *outValue = results.size();
    }
}

您也可以使用：std::copy ( data, data+count, results.begin() ); 而不是循环来复制数据。

C#:

[DllImport("NativePlugin", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
private static extern void fillArrayNative(IntPtr data, int count, out int outValue);

public unsafe void getFillArrayNative(float[] outArray, int count, out int outValue)
{
    //Pin Memory
    fixed (float* p = outArray)
    {
        fillArrayNative((IntPtr)p, count, out outValue);
    }
}

用法:

const int arraySize = 44500;
float[] arrayToFill = new float[arraySize];

void Start()
{
    int length = arrayToFill.Length;
    int filledAmount = 0;
    getFillArrayNative(arrayToFill, length, out filledAmount);

    //You can then loop through it with with the returned filledAmount
    for (int i = 0; i < filledAmount; i++)
    {
        //Do something with arrayToFill[i]
    }
}

这只是一个例子，它比我以前用过的所有其他方法都要快。避免按照您目前使用 Marshal.Copy 的方式进行操作。如果您仍想按照自己的方式进行操作或使用 Marshal.Copy，那么是合适的方法，它需要在每次调用中分配、复制数据和取消分配内存。

从 C++ 本机插件更新浮点数组

Update float array from C++ native plugin

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