在 C# (InteropServices) 中读写 C++ 动态数组

Question

我有一个 C++ 类，它有一个 header(matrixheader.h)，这样：

#pragma once

class M
{
    public:
        M(int m,int n);
        void MSet(int m,int n,double d);
        double MGet(int m,int n);
        ~M();
    private:
        double** mat;
};

类在(matrixbody.cpp)中定义如下：内置于Win32平台。

#pragma once
#include "matrixhead.h"

M::M(int m,int n)
{
  mat = new double*[m];
  for (int i = 0; i < m; i++)
  {
    mat[i] = new double[n];
  }
}

void M::MSet(int m,int n,double d)
{
    mat[m][n] = d;
}

double M::MGet(int m,int n)
{
    double d = mat[m][n];
    return d;
}

M::~M()
{
    delete[] mat;
}

我已经为类做了一个包装器，如下所示（matrixwrapper.cpp）：包装器也是在Win32平台上构建的。

#include "matrixhead.h"
#include "matrixbody.cpp"

extern "C" __declspec(dllexport) void* Make(int m,int n)
{
    M o(m,n);
    return &o;
}

extern "C" __declspec(dllexport) void setData(void* mp,int m,int n,double d)
{
    M* ap = (M*)mp;
    M a = *ap;
    a.MSet(m,n,d);
}

extern "C" __declspec(dllexport) double getData(void* mp,int m,int n)
{
    M* bp = (M*)mp;
    M b = *bp;
    double d = b.MGet(m,n);
    return d;
}

我将类导入 C# 并尝试从 C# 调用 C++ dl 方法：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;


namespace wrappertest
{
 class Program
   {
    [DllImport("matrixwrapper.dll")]
    unsafe public static extern void* Make(int m,int n);

    [DllImport("matrixwrapper.dll")]
    unsafe public static extern void setData(void* mp,int m, int n,double d);

    [DllImport("matrixwrapper.dll")]
    unsafe public static extern double getData(void* mp,int m, int n);

    static unsafe void Main(string[] args)
    {
        void* p = Make(10, 10);
        setData(p,10,1,10);
        Console.WriteLine(getData(p,10,1));
    }
  }
}

但是当我尝试从 C# 运行 C++ dll 方法时，我收到以下错误

1//试图读取或写入受保护的内存。这通常表明在 x64 中运行 C# 代码时其他内存已损坏。

2//在x86 Active/x86或AnyCPU平台上运行时，试图加载格式不正确的程序。

问题：

1//以上代码有什么问题？

2//考虑到我的最终目标是在 C++ 中创建一个 2d 动态数组并在数组中读取/写入数据，例如上面来自 C# 的 matrixheader.h 文件中的一个 double**mat？还有其他的吗？如何实现它？

Answer 1

让我们先做简单的事情：

在 x86 Active/x86 或 AnyCPU 平台上运行时尝试加载格式不正确的程序。

这仅仅意味着您的平台不匹配。您要么尝试在 x64 .NET 运行时加载 x86 C++ dll，要么相反。

以下错误才是真正的问题：

试图读取或写入受保护的内存。这通常表明在 x64 中运行 C# 代码时其他内存已损坏。

这是意料之中的，因为您的Make 函数会在堆栈上创建一个对象，然后返回一个指向它的指针。当你读回这个对象时，堆栈上的内容已经改变（堆栈正在被重用），mat 指针指向其他地方，很可能指向未分配的内存。

请see this answer 我更深入地了解这个问题（它是 C#，但它是同一个问题）。

您必须分配一些动态内存来解决您的问题。你可以试试：

extern "C" __declspec(dllexport) void* Make(int m,int n)
{
    M* o = new M(m,n);
    return o;
}

当然，如果您不想泄漏内存，则必须再创建一种方法来执行匹配的delete。

另外，就像 Mgetz 在 cmets 中指出的那样，M 类本身存在内存泄漏。析构函数中的delete[] mat; 调用不会释放每个分配的内存块。你在构造函数m + 1 中调用new 次，这意味着你必须在析构函数中调用delete[] m + 1 次，每个new 一次。您可能应该将 m 和 n 保留为课堂中的字段（至少 m 是强制性的，以了解您必须对 delete[] 进行多少次调用）。

更好的解决方案是使用单个数组而不是锯齿状数组。您将该数组中的索引i, j 计算为i * m + j。你也可以使用std::vector 或者干脆用 C# 来做：

public class M
{
    private double[] _items;
    private int _m;
    private int _n;

    public M(int m, int n)
    {
        _items = new double[m * n];
        _m = m;
        _n = n;
    }

    public this[int i, int j]
    {
        // Here, you should perform a bounds check on i and j against _m and _n
        get { return _items[i * _m + j]; }
        set { _items[i * _m + j] = value; }
    }
}