为 C# 结构内的数组分配缓冲区的更好解决方案？

Question

我是 C# 初学者，有一个问题。

在C编程中，我知道我可以参考以下代码来读取/写入结构成员中的数组数据，而结构有很多成员，如A[128]，B[128]，...，M[64]， N[128],...,X[32],Y[32],Z[128],...，主代码无需添加分配缓冲区代码即可访问缓冲区数组，简单明了。

struct myStructB{
    int cnt;
    float AA[32];
    float BB[32];
    float CC[128];
};

struct myStructA{
    int cnt;
    int A[128];
    int B[128];
    int C[32];
    ...
    int M[64];
    int N[128];
    ...
    int Z[128];
    myStructB strctB;
};

myStructA testStruct;
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    testStruct.A[0] = 123;
    testStruct.B[0] = 456;
    testStruct.C[0] = 789;
    testStruct.strctB.AA[0] = 321;
    testStruct.strctB.BB[0] = 654;
    testStruct.strctB.CC[0] = 987;
    
    int sss = testStruct.strctB.AA[0];
    return 0;
}

在C#中，我想我应该为结构内的数组分配缓冲区，如下所示，如果结构有很多数组元素，代码并不简单，必须分配所有数组成员。我认为这不是一个好主意.....有更好的解决方案来改进此代码吗？我想将此结构对象传递给 C++ DLL。谢谢:)

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct myStructB{
    public int cnt;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128)]
    public int[] AA;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128)]
    public int[] BB;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 32)]
    public int[] CC;
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct myStructA{
    public int cnt;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128)]
    public int[] A;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128)]
    public int[] B;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 32)]
    public int[] C;
    ...
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 64)]
    public int[] M;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128)]
    public int[] N;
    ...
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 128)]
    public int [] Z;
    ...
    public myStructB strctB; 
}

myStructA testStruct = new myStructA();
testStruct.A = new int[128];
testStruct.B = new int[128];
testStruct.C = new int[32];
...
testStruct.M = new int[64];
testStruct.N = new int[128];
...
testStruct.Z = new int[128];

testStruct.strctB.AA = new int[128];
testStruct.strctB.BB = new int[128];
testStruct.strctB.CC = new int[32];

testStruct.A[0] = 123;
testStruct.B[0] = 456;
testStruct.C[0] = 789;
testStruct.strctB.AA[0] = 321;
testStruct.strctB.BB[0] = 654;
testStruct.strctB.CC[0] = 987;

Answer 1

如果您想将整个数组嵌入到结构本身中，您可以使用固定缓冲区：

public unsafe ref struct MyStructB
{
    public const int Cnt = 128;
    public fixed float AA[Cnt/4];
    public fixed float BB[Cnt/4];
    public fixed float CC[Cnt];
}

public unsafe ref struct myStructA
{
    public const int Cnt = 32;
    public fixed float AA[Cnt];
    public MyStructB structB;
};

ref 表示 MyStruct 不能装箱。它强制 MyStruct 始终在堆栈上分配。这不是必须的，但你可以考虑一下。

用法：

unsafe
{
    var x = new MyStructB();
    // Accessing the first element AFTER AA, so you see why this is unsafe ;)
    x.AA[32] = 100;
    Console.WriteLine(x.BB[0]);  // 100; welcome to good old C
}

在您的项目设置中，您必须允许不安全的块（csproj 文件）：

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net5.0</TargetFramework>
    <AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>
  </PropertyGroup>

因此，我将创建一个自己的包装库来最小化允许不安全执行的范围。