平台调用P-INVOKE(三)--(封送结构体)

平时，我们接触的平台调用，对于简单的类型，一般很容易学会。因为简单类型有直观的类型对应。而结构体，是一种自定义类型，结构体成员可能会很复杂。所以，封送结构体变量，是平台调用的一个重点，也是个难点。本节篇幅较多，将阐述如下几个内容：

(1)、结构体(指针)作为输入输出参数。

(2)、结构体(指针)作为函数返回值。

(3)、结构体中值类型数组。

(4)、结构体中的字符指针和字符数组

(5)、嵌套结构体

(6)、结构体数组

1、作为输入输出参数

C++：

typedef struct _MYPERSON{

char* first; //字符指针

char* last;

} MYPERSON, *LP_MYPERSON;

typedef struct _MYPERSON1{

char first[20]; //字符数组

char last[20];

} MYPERSON1, *LP_MYPERSON1;
typedef struct _MYARRAYSTRUCT{

bool flag;

int vals[ 3 ]; //值类型数组

} MYARRAYSTRUCT;

int TestStructInStruct1(MYPERSON pPerson);

int TestStructInStruct2(MYPERSON* pPerson);

int TestStructInStruct3(MYPERSON1* pPerson);

void TestArrayInStruct( MYARRAYSTRUCT* pStruct );[/code]
C#：
[ StructLayout( LayoutKind.Sequential, CharSet=CharSet.Ansi )]
public struct MyPerson {

public String first;

public String last;
}

[ StructLayout( LayoutKind.Sequential, CharSet=CharSet.Ansi )]
public struct MyPerson1 {

[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 20)]

public String first;

[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 20)]

public String last;
}
public struct MyArrayStruct {
public bool flag;

[ MarshalAs( UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=3 )]

public int[] vals;
}

[ DllImport( "test.dll" ,CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern int TestStructInStruct( MyPerson person);

[ DllImport( "test.dll" ,CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern int TestStructInStruct1(ref MyPerson person);

[ DllImport( "test.dll" ,CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern int TestStructInStruct2(ref MyPerson1 person);

[ DllImport( "test.dll" ,CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern int TestArrayInStruct(ref
MYARRAYSTRUCT person);

总结：

(1)、结构体声明必须保证：字段声明顺序、字段类型、字段在内存中的大小原来的一致！结构体名称，其成员名称可以不同。

(2)、结构体中，char*与char[]在C#声明区别很大，前者直接对应string，后者(字符数组)很容易被初学者误用char[]来对应，它还是要用string来对应，但还需要用[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 20)]来指明该字段的封送行为。

(3)、其他值类型的数组，直接用数组方式对应，但也需要用[ MarshalAs( UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=3 )] 指明封送行为。
(4)、有直接结构体对应的结构体指针，建议直接用ref + 具体类型，而不采用IntPtr，省去一些不必要的转换操作，

TestArrayInStruct、TestStructInStruct2、TestStructInStruct3都是如此。

2、作为函数返回值：

C++：
MYPERSON* TestReturnStruct();
void FreeStruct(MYPERSON* pStruct);

C#:

[ DllImport( "test.dll" ,CharSet = CharSet.Ansi)]
public static externIntPtrTestReturnStruct(); //注意对应的是IntPtr指针
[ DllImport( "test.dll" ,CharSet = CharSet.Ansi)]
public static externvoid FreeStruct(IntPtrpStruct);

使用：

IntPtrpStruct=TestReturnStruct();

MYPERSON person=(MYPERSON)Marshal.PtrToStructure(pStruct,typeof(MYPERSON));

//在非托管代码，大多用new/malloc分配内存，net无法正确释放，

//需要对应的调用释放内存的方法释放非托管内存

FreeStruct(pStruct);

3、结构体嵌套结构体：

C++：

typedef struct _MYPERSON2{

MYPERSON* person;

int age;

} MYPERSON2, *LP_MYPERSON2;

typedef struct _MYPERSON3{

MYPERSON person;

int age;

} MYPERSON3;

int TestStructInStruct(MYPERSON2* pPerson2);

void TestStructInStruct3(MYPERSON3 person3);

C#：

[ StructLayout( LayoutKind.Sequential )]
public struct MyPerson2 {

public IntPtr person;

public int age;
}
[ StructLayout( LayoutKind.Sequential )]
public struct MyPerson3 {

public MyPerson person;

public int age;
}
[ DllImport( "test.dll" )]
public static extern int TestStructInStruct( ref MyPerson2 person2 );

[ DllImport( "test.dll" )]

public static extern int TestStructInStruct3( MyPerson3 person3 );
使用：
MyPerson personName;
personName.first = "Mark";

personName.last = "Lee";

MyPerson2 personAll;

personAll.age = 30;
IntPtr buffer = Marshal.AllocCoTaskMem( Marshal.SizeOf( personName ));

Marshal.StructureToPtr( personName, buffer, false );

personAll.person = buffer;
int res = TestStructInStruct( ref personAll );
MyPerson personRes = (MyPerson)Marshal.PtrToStructure( personAll.person, typeof( MyPerson ));
Marshal.FreeCoTaskMem( buffer );

MyPerson3 person3 = new MyPerson3();
person3.person.first = "John";
person3.person.last = "Evens";
person3.age = 27;
TestStructInStruct3( person3 );

总结：

(1)、结构体嵌套，如果是实体成员，直接用结构体类型对应，如上面的MyPerson3；

(2)、如果是指针变量，则用IntPtr对应，如上面的MYPERSON2；

(3)、如果嵌套的是结构体数组，那么，出来办法以值类型数组方式对应，如MYARRAYSTRUCT，只不过，类型为具体的结构体类型。这里不另外在举例。(还是给个例子)

C++：

typedef struct Student
{
char name[20];
int age;
double scores[32];
}Student;

typedef struct Class
{
int number;
Student students[126];
}Class;

C#：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
[code]     public   struct Student

{
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr,SizeConst=20)]
public string name;
public int age;
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray,SizeConst=32)]
public double[] scores;
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct Class
{
public int number;
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray,SizeConst=126)]
public Student[] students;

}
[/code]

4、结构体数组作为输入输出参数：

C++：

int TestArrayOfStructs2 (MYPERSON* pPersonArray, int size);

C#：

[ DllImport( "test.dll" )]

public static extern int TestArrayOfStructs2( [In, Out] MyPerson[] personArray, int size );
使用：
MyPerson[] persons = { new MyPerson( "Kim", "Akers" ), new MyPerson( "Adam", "Barr" )};
int namesSum = TestArrayOfStructs2( persons, persons.Length );
总结：

(1)、一般我们数组作为输入输出参数，需要显式加上[In,Out]属性，标识为输入输入参数。如果不写，默认为In方向，CLR将不会回传修改后的内存值。