将 C++ 浮点数组成员直接编组到 c# 而无需复制

Question

我有一个矩阵 class，其中包含我想直接在 C# 包装器中公开的固定大小的浮点数组 class:

class Matrix
{
public:
    float data[16];
    ...
};

通常，在 C# 中包装此结构时，我会将包装类型定义为 POD 结构，该结构将利用 [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] 并允许我直接编组 class 与 C++/C# 之间的编组.但是，c++ class 公开了其他类型（通过成员或函数），这些类型不能以这种方式编组，所以我不得不使用 PIMPL 机制，其中我的 C# class 包含一个不透明的指针（IntPtr ) 到底层 C++ 结构。但是，我仍然想直接将c++ 结构的底层data 成员暴露给C# 对象。直接是指在 C# 中对 data 元素的修改将直接反映在底层 C++ 结构中（即 C# 成员不能是 C++ 成员的副本）。我的想法是像这样在 C# 中公开 data 成员：

public class Matrix
{
    protected HandleRef cptr; // opaque reference to equivalent C++ instance
    public float [] data
    {
        get
        {
            return Get_data(cptr);
        }
    }

    [DllImport(MY_CPP_DLL, EntryPoint = "CSharp_Get_data", CharSet = CHARSET)]
    [return: MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeConst = 16, ArraySubType = UnmanagedType.R4)]
    private static extern float [] Get_Data(HandleRef in_object);
};

我的 C++ dll 包含函数 CSharp_Get_data，如下所示：

DLLEXPORT float * STDCALL CSharp_Get_data(Matrix *obj)
{
    return obj->data;
}

这在 C++ 和 C# 中编译得很好，但是当我尝试在 C# 中做这样的事情时：

Matrix asdf = new Matrix();
asdf.data[0] = 2.0f;

我收到一个 System.Runtime.InteropServices.MarshalDirectiveException ，上面写着 Additional information: Cannot marshal 'return value': Invalid managed/unmanaged type combination.

有没有一种方法我可以使用这种方法而不遇到这个错误？我知道这是一个非常奇怪的用例，但我觉得这种方法似乎没有违反 MS 在这里描述的任何编组标准：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/framework/interop/default-marshaling-for-arrays.

感谢您的帮助。

Answer 1

除非 .NET 分配内存，否则您无法获得 float[]。 StructLayout(Sequential) 也是如此——float[16] 等固定大小的缓冲区与 float[].

不兼容

不过，如果您比 float[] 更想要方便和高效，您可以做的是使用新的零拷贝缓冲类型。您可以从指向第一个元素的指针加上元素的数量构造一个 System.Span<float> ，并且下标该跨度将使您可以直接访问内存。需要进行一些重构，但由于 Span<T> 可以同样很好地访问 .NET 数组，一旦您重写代码以使用 Span，它就可以存在于两个世界中（C# 和 C++ 分配的数据） .

将 C++ 浮点数组成员直接编组到 c# 而无需复制

Marshalling a C++ float array member to c# directly without copying

c#

c++

marshalling