将托管字符串转换为 UTF-8 编码的非托管 char* 后如何释放内存？

Question

我不熟悉 C++/CLI，所以不知道在使用下面的代码时如何释放内存（得到了解决方案 here 并稍作修改）：

char* ManagedStringToUnmanagedUTF8Char( String^ s )
{
    array<unsigned char> ^bytes = Encoding::UTF8->GetBytes( s );
    pin_ptr<unsigned char> pinnedPtr = &bytes[0];
    return (char*)pinnedPtr;
}

当我通过在文本文件中写入字符来测试上面的代码时，它是有效的。如果我遗漏了什么（需要清理 pinnedPtr？），请告诉我。

现在当我使用它时：

char* foobar = ManagedStringToUnmanagedUTF8Char("testing");

//do something with foobar

//do I need to free up memory by deleting foobar here? 
//I tried 'delete foobar' or free(foobar) but it crashes my program

Answer 1

Hans Passant 的评论是正确的，垃圾收集器可以将返回的指向缓冲区的指针移动到内存中。这是因为，当函数堆栈展开时，pin_ptr 将解除指针。

解决办法是

1. 获取 System::String 缓冲区并将其固定，以便 GC 无法 移动它。
2. 在非托管堆（或只是堆）上分配内存 它不属于 GC 的管辖范围，并且不能由 GC。
3. 从 System::String 缓冲区指向在非托管堆上分配的缓冲区。
4. 取消固定指针，以便 GC 可以再次移动 System::String 在记忆中。 （这是在 pin_ptr 退出函数时完成的 范围。）

示例代码：

char* ManagedStringToUnmanagedUTF8Char(String^ str)
{
    // obtain the buffer from System::String and pin it
    pin_ptr<const wchar_t> wch = PtrToStringChars(str);

    // get number of bytes required
    int nBytes = ::WideCharToMultiByte(CP_UTF8, NULL, wch, -1, NULL, 0, NULL, NULL);
    assert(nBytes >= 0);

    // allocate memory in C++ where GC cannot move
    char* lpszBuffer = new char[nBytes];

    // initialize buffer to null
    ZeroMemory(lpszBuffer, (nBytes) * sizeof(char)); 

    // Convert wchar_t* to char*, specify UTF-8 encoding
    nBytes = ::WideCharToMultiByte(CP_UTF8, NULL, wch, -1, lpszBuffer, nBytes, NULL, NULL);
    assert(nBytes >= 0);

    // return the buffer
    return lpszBuffer;
}

现在，使用时：

char* foobar = ManagedStringToUnmanagedUTF8Char("testing");

//do something with foobar

//when foobar is no longer needed, you need to delete it
//because ManagedStringToUnmanagedUTF8Char has allocated it on the unmanaged heap.
delete foobar;

Answer 2

我也不熟悉Visual-C++，但是根据this article

固定指针不能用作：[...]函数的返回类型

我不确定函数结束时指针是否有效（即使它伪装成char*. 似乎您在要传递给调用范围的函数中声明了一些局部变量。 '然而，当你从函数返回时，这些可能无论如何都会超出范围。 或许您应该重新考虑您首先要实现的目标？

请注意，您在文章中引用了 std::string（按值传递，即通过复制）用作返回参数。

std::string managedStringToStlString( System::String ^s )
{
  Encoding ^u8 = Encoding::UTF8;
  array<unsigned char> ^bytes = u8->GetBytes( s );
  pin_ptr<unsigned char> pinnedPtr = &bytes[0];
  return string( (char*)pinnedPtr );
}

因此没有局部变量被传递到它们的范围之外。该字符串作为非托管std::string 被复制处理。这正是this post 所建议的。

以后需要const char*时，可以使用string::c_str()的方法来获取。请注意，您也可以使用file streams 将std::string 写入文件。 这是您的选择吗？