将结构数组从 c++ 传递给 swift

Question

我正在尝试将结构数组从 c++ 代码返回到 swift 代码。

Swift 代码：

struct CPoint {
    let x: CDouble
    let y: CDouble
}

struct CStruct {
    let p1: CPoint
    let d: CDouble
    let p2: CPoint
    let i: CInt
}

func get_structs() {

    let cnt = ... //Getting size from c++ code
    var buf = [CStruct](count: cnt, repeatedValue: CStruct(p1: CPoint(x: 0, y: 0), d: 0, p2: CPoint(x: 0, y: 0), i: 0))
    let addr = UnsafeMutableBufferPointer(start: &buf, count: buf.count).baseAddress
    get_structs_c(addr)

    for cstruct in buf {
        //First cstruct is OK. Next are corrupted.
    }
}

C++ 代码：

typedef struct Point {
    double x;
    double y;
}

typedef struct Struct {
    Point p1;
    double d;
    Point p2;
    int i;
}

void get_structs_c(void *buf) {
    Struct * structs = (Struct *) buf;
    const std::vector<const Struct *> vec = ... // getting values no matter from where
    for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
        const Struct * s = vec.at(i);
        structs[i] = Struct{ s->p1, s->d, s->p2, s->i};
    }
}

代码很简单，但结果损坏的值会保存到buf。

但是，如果我从CStruct 和Struct 中删除i 字段，那么它将返回正确的值，或者如果我将i 的类型从CInt 和int 更改为CDouble 和Double，然后也会返回正确的值。因此，int 桥接可能存在一些问题。

我检查了 CStruct 和 Struct 的大小，它似乎是相同的 44 个字节。

任何帮助表示赞赏，在此先感谢！

UPD 1：只有当结构的大小与 8 个字节成正比时才能正常工作。

UPD 2：我检查了内存寻址，发现 swift 的 sizeof 表明了这一点

struct CStruct {
    let p1: CPoint
    let d: CDouble
    let p2: CPoint
    let i: CInt
}

大小为 44 字节，但是 &struct[1] - &struct[0] = 48！

如果以更糟糕的方式重新排序结构字段：

struct CStruct {
    let i: CInt
    let p1: CPoint
    let d: CDouble
    let p2: CPoint
}

然后它会自动对齐，sizeof 给出 48 的大小并且它可以正常工作。

这样的默认不兼容正常吗？

Answer 1

您的get_structs_c 函数本质上是危险的，因为您没有传递缓冲区的大小，因此这是一个缓冲区溢出漏洞！你真正需要的是这样的签名：

 struct StructList {
    Struct* items;
    size_t size;
 };

 StructList* CreateAndTransferOwnershipFromC();

或者：

 size_t CopyFromC(Struct* output_buffer, size_t buffer_size);

这里最有可能发生的情况是您的 C++ 和 Swift 版本之间的大小不匹配，其中一些缓冲区没有被填充或者您超出了缓冲区。

否则，您可能会遇到alignment 问题。这里更安全（但可能效率较低）的解决方案是将数据序列化/反序列化为二进制编码字符串，例如protocol buffers，这样可以更轻松地保证两端的二进制兼容性。否则，您可能需要使用GCC compiler directives 之一进行对齐/打包以确保其正确。