如何从 C++ 中显示 C# 中结构的值

Question

abc.h 文件

typedef struct sp_BankNoteTypeList
{
    int cim_usNumOfNoteTypes;
    struct sp_notetype
    {
            USHORT cim_usNoteID;
            CHAR   cim_cCurrencyID[3];
            ULONG  cim_ulValues;
            bool   cim_bConfigured;
    }SP_CIMNOTETYPE[12];
}SP_CIMNOTETYPELIST,*SP_LPCIMNOTETYPELIST;


BNA_API int BanknoteType(SP_CIMNOTETYPELIST *sp_BankNoteType);

---

abc.cpp（DLL 文件）

int BanknoteType(SP_CIMNOTETYPELIST *sp_BankNoteType)
{
    LPWFSCIMNOTETYPE    fw_notetypedata;
    LPWFSCIMNOTETYPELIST    lpNoteTypeList;   //output param
    hResult = WFSGetInfo(hService, WFS_INF_CIM_BANKNOTE_TYPES, (LPVOID)NULL, 400000, &res);
    lpNoteTypeList=(LPWFSCIMNOTETYPELIST)res->lpBuffer;
    if(hResult!=0)
    {
            return (int)hResult;
    }
    sp_BankNoteType->cim_usNumOfNoteTypes = lpNoteTypeList->usNumOfNoteTypes;
    for(int i=0;i<lpNoteTypeList->usNumOfNoteTypes;i++)
    {
        sp_BankNoteType->SP_CIMNOTETYPE[i].cim_usNoteID = lpNoteTypeList->lppNoteTypes[i]->usNoteID;
        sp_BankNoteType->SP_CIMNOTETYPE[i].cim_ulValues = lpNoteTypeList->lppNoteTypes[i]->ulValues;
        sp_BankNoteType->SP_CIMNOTETYPE[i].cim_bConfigured = lpNoteTypeList->lppNoteTypes[i]->bConfigured;
        sp_BankNoteType->SP_CIMNOTETYPE[i].cim_cCurrencyID[0] = lpNoteTypeList->lppNoteTypes[i]->cCurrencyID[0];
        sp_BankNoteType->SP_CIMNOTETYPE[i].cim_cCurrencyID[1] = lpNoteTypeList->lppNoteTypes[i]->cCurrencyID[1];
        sp_BankNoteType->SP_CIMNOTETYPE[i].cim_cCurrencyID[2] = lpNoteTypeList->lppNoteTypes[i]->cCurrencyID[2];        

    } 
    return (int)hResult;
}

结构：-

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Auto)]
        public struct sp_notetype
        {
            public ushort cim_usNoteID;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 3)]
            public char[] cim_cCurrencyID;
            public ulong cim_ulValues;
            public bool cim_bConfigured;
        };

        [StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Auto)]
        public struct sp_BankNoteTypeList
        { 
            public int cim_usNumOfNoteTypes;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 12)]
            public sp_notetype[] SP_CIMNOTETYPE;    
        }; 
        public sp_notetype[] SP_CIMNOTETYPE;
        public sp_BankNoteTypeList SP_CIMNOTETYPELIST;

函数调用：-

[DllImport(@"abc.dll")]
        public static extern int BanknoteType(out sp_BankNoteTypeList SP_CIMNOTETYPELIST);



     public string BNA_BankNoteType(out int[] NoteID,out string[]CurrencyID,out string[] Values,out bool[] Configured)
    {
        NoteID = new int[12];
        CurrencyID = new string[12];
        Values = new string[12];
        Configured = new bool[12];
        try
        {
             trace.WriteToTrace(" Entered in BNA_BankNoteType ", 1);
             hResult = BanknoteType(out SP_CIMNOTETYPELIST);
            for (int i = 0; i < 12; i++)
            {
                NoteID[i] = (SP_CIMNOTETYPELIST.SP_CIMNOTETYPE[i].cim_usNoteID);
                CurrencyID[i] = (SP_CIMNOTETYPELIST.SP_CIMNOTETYPE[i].cim_cCurrencyID[0]).ToString() + (SP_CIMNOTETYPELIST.SP_CIMNOTETYPE[i].cim_cCurrencyID[1]).ToString() + (SP_CIMNOTETYPELIST.SP_CIMNOTETYPE[i].cim_cCurrencyID[2]).ToString();
                Values[i] = (SP_CIMNOTETYPELIST.SP_CIMNOTETYPE[i].cim_ulValues).ToString();
                Configured[i] = (SP_CIMNOTETYPELIST.SP_CIMNOTETYPE[i].cim_bConfigured);

            }

            return DicErrorCode(hResult.ToString());
        }
        catch (Exception ex)
        {

            return "FATAL_ERROR";
        }

当我尝试在 C# 中调用它们时，我在 C# 中得到垃圾值。 在调试它们时，我发现正确存储了这些值。 关于如何传递值的任何帮助都将非常有用.. 提前致谢。

Answer 1

C# 声明走上了正轨，只是细节有些微妙。一个很好的起点是this post，它向您展示了如何编写一些测试代码来验证结构声明是否匹配。在这个特定的一个上这样做：

C++: auto len = sizeof(SP_CIMNOTETYPELIST);                    // 196 bytes
C# : var len = Marshal.SizeOf(typeof(sp_BankNoteTypeList));    // 296 bytes

不接近，您必须获得完全匹配才能正确编组。内部结构的 C# 声明应如下所示：

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi)]
    public struct sp_notetype {
        public ushort cim_usNoteID;
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 3)]
        public char[] cim_cCurrencyID;
        public uint cim_ulValues;
        private byte _cim_bConfigured;
        public bool cim_bConfigured {
            get { return _cim_bConfigured != 0; }
        }
    };

    [DllImport(@"abc.dll", CallingConvention = CallingConvention.Stdcall)]
    public static extern int BanknoteType([Out]out sp_BankNoteTypeList list);

sp_BankNoteTypeList 声明没问题。重新运行测试，您现在应该也可以在 C# 中获得 196 个字节。注释更改：

• CharSet = CharSet.Ansi
  那是让 CHAR 成员正确编组所必需的。它是char 的Windows typedef，8 位类型。如果本机结构使用 WCHAR，CharSet.Auto 将是正确的选择。
  
• public uint cim_ulValues;
  Windows 使用LLP64 data model，它在 32 位和 64 位程序中都将ULONG 保持在 32 位。这使得 uint 成为正确的 C# 等效项，而不是 ulong。
• private byte _cim_bConfigured;
bool 是一种非常棘手的类型，标准化程度很差。它在 C++ 中为 1 个字节，在 C 中为 4 个字节，在 COM 互操作中为 2 个字节，在托管代码中为 1 个字节。默认封送处理假定BOOL 作为匹配的本机类型，它在winapi 中完成的方式。将其声明为带有公共属性 getter 的字节是一种方法，而我在这里偏爱的方法是将 [MarshalAs(UnmanagedType.U1)] 属性应用于该字段将是另一种方法。
• CallingConvention = CallingConvention.Stdcall
  明确这一点非常重要，这里的另一个常见选择是 CallingConvention.Cdecl。我无法从本机 sn-p 判断哪个是正确的，BNA_API 是一个宏，但是您没有提到 PInvokeStackImbalance MDA 抱怨它，所以 Stdcall 可能是正确的。请确保您没有将其关闭。
• [Out]out sp_BankNoteTypeList list
  这里需要 [Out] 属性来说服 pinvoke marshaller 需要将结构复制回来。这很不直观，大多数程序员认为out 就足够了。但这是编组器不知道的 C# 语言细节。必须明确要求复制回来，该结构不是“blittable”。或者换句话说，本机布局与内部托管布局不同。 ByValArray 使这不可避免。

相当多的洗衣清单，我希望我都得到了。使结构尺寸相同是战斗的 95%。

Answer 2

我重新创建了 C++ 部分，因为我遇到了与 WFSGetInfo 及其相关结构相关的错误，我正在用一些随机数据填充字段（关于 char[3] 字段的注释：我用 3 个随机大写字母填充它）。受到 MSDN 的启发和 SO 的许多其他问题，我确定了代码中的问题列表；解决这些问题后，我能够从 C# 中获取正确数据。作为说明，我使用的是 VStudio2015。

几个基本音符：

• BNA_API 对我来说是 __declspec(dllexport)

• 函数声明放在a内

  #if defined(__cplusplus)
  extern "C" {
  #endif
  
  // Function declaration comes here
  
  #if defined(__cplusplus)
  }
  #endif
  

  块，以避免C++ 名称混乱。更多详情请查看[MSDN]: Decorated Names

问题：

1. 调用约定不匹配（这在我的情况下引发了异常）：默认情况下 C(C++) 使用 __cdecl 而 C# marshaler 使用__stdcall。这效果不好，它会在 pushing/popping 参数时破坏堆栈。为了解决这个问题，您必须在一个地方更改默认值：
   • C++：BNA_API int __stdcall BanknoteType(SP_CIMNOTETYPELIST *sp_BankNoteType); - 这是我选择的方法
   • C#：DllImport(@"abc.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)] - 这个也可以
2. C# 中的某些类型与 C 中的对应类型不同（更广泛）。当数据对齐时，如果发生这种不匹配，那么第 1^st 之后的所有内容都会一团糟（试图将其取出时）。所以，在struct sp_notetype 的C# 定义中，你应该有：public uint cim_ulValues;。查看[MSDN]: Marshaling Arguments查看完整列表
3. （可能是前一个的变体）您的结构的Charset - 在C 中，使用char（8 位宽） - 将其从Charset.Auto 更改为@ 987654342@。检查[SO]: C# calling C DLL, pass char * as parameter not correct