从 C# 到 C++ 并返回的数组，没有不安全的代码 [重复]

Question

我知道这个问题已经被问过并且可能被认为是重复的，但在阅读了其他答案后，我仍然很困惑，不明白那里提供的解释。

如果有人能提供示例代码 和一些解释，我将不胜感激。

我正在处理以下任务：
我在 Unity 中有一个纹理/纹理（无法从驱动器加载，动态生成），我将其转换为数组。它可以是 int、byte 或 float 的数组。

目前，我在 C# 中进行对象检测，但我想让它更快。因此，我想做以下事情。
访问 C++ 代码（从 dll，我刚刚开始使用 C++ 的旅程）并运行一个方法，该方法将获取我的输入数组，进行计算并将新数组（旧的未修改）返回到 C# 代码。

或者，我可以输入两个数组（首选），其中一个被修改。
输出数组不必每次都创建，它可以被覆盖。 我不能在 C# 中使用不安全代码，因为这是出于资产目的（兼容性问题）。

样机代码

C#
create arrays aOne,aTwo;
SomeC++Method(aOne,ref aTwo)
or 
aTwo = SomeC++Method(aOne,aTwo)
or 
aTwo = SomeC++Method(aOne) // variant where aTwo is created in C++

SomeC++MethodToDeAllocateMemory() //so there is no memory leak

C++
SomeC++Method(aOne,aTwo)
  for (xyz)
   do someting
  return modified aTwo
SomeC++MethodToDeAllocateMemory()
  release memory

我在这里找到了这个问题的答案： Updating a C# array inside C++ without Marshal.Copy or Unsafe

示例解决方案：

c++ 代码：

extern "C" __declspec(dllexport) bool PopulateArray(float* floats, int length)
{
    for (int i = 0; i < length; ++i)
    {
        floats[i] = i;
    }

    return true;
}

C# 代码

using UnityEngine;
using System.Runtime.InteropServices;

public class Test : MonoBehaviour {

    [DllImport("ArrayFilling", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern bool PopulateArray([MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeParamIndex = 1)] float[] floats, int length);

    int length = 4000000; //corresponds to 2000x2000 texture of grayscale values

    void Start()
    {
        //create new array
        float[] floats = new float[length];

        //used for speed test
        System.Diagnostics.Stopwatch sw = new System.Diagnostics.Stopwatch();

        //check internal method speed
        sw.Start();
        //floats array gets update here
        Populate(ref floats);
        sw.Stop();
        Debug.Log("internal: " + sw.ElapsedMilliseconds);
        sw.Reset();

        //check external method speed
        sw.Start();
        //floats array gets updated here
        PopulateArray(floats, length);
        sw.Stop();
        Debug.Log("external: " +sw.ElapsedMilliseconds);

    }

    void Populate(ref float[] floats)
    {
        for (int i = 0,n = length; i<n;i++)
        {
            floats[i] = i;
        }
    }
}

关于速度：
-外部方法 (DLL) - 5 毫秒
- 内部方法（无效填充） - 23 毫秒

Answer 1

.NET 和 C++ 之间的 P/Invoke 支持非常好。通常它相当于使用[DllImport] 声明一些extern 方法来告诉运行时在哪里可以找到外部dll。传递数组时，关键问题是谁在分配它们。如果 C# 代码正在分配它们，那么您通常可以将它们传入 - 例如这里：https://stackoverflow.com/a/5709048/23354。如果 C++ 代码正在分配它们，那么您的 C# 代码将需要在指针中进行对话，这意味着 unsafe，您不允许这样做（来自问题）。所以如果可能的话：让 C# 代码拥有数组。

如果数组不完全匹配任何可用调用 - 或者您需要对数组应用偏移量 - 那么您可以声明 extern 方法以采用 IntPtr 或一些 int* 等，但是你回到unsafe 登陆这里。您将使用fixed 将引用转换为指针，即fixed(int* ptr = arr) { SomeExternalCall(ptr + offset, arr.Length - offset); }。但如果可能的话，使用简单的“传递数组”方法会更简单。

请注意，如果方法不是同步的 - 即如果 C++ 代码将保持指针一段时间 - 那么您将需要通过 GCHandle 手动固定数组。 P/Invoke 代码知道在单个 extern 调用期间固定一个数组（就像在上面的示例中 fixed 会做的那样），但它不能保证在之后不移动它 该调用已完成 - 这将使 C++ 代码持有的指针不可靠。 GCHandle 解决了这个问题，方法是在您需要的任何时间段内将对象固定到位。

不过，坦率地说； C# 在处理数据方面还不错 - 即使使用 100% 安全的代码。如果您的 C++ 实现尚未编写，我建议您首先尝试的是：简单地改进 C# 实现以提高效率。