C# Struct结构体里数组长度的指定

转自：C# Struct结构体里数组长度的指定

 

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typedef  struct  Point{      unsigned  short  x;      unsigned  short  y; }mPoint; //点坐标   typedef  struct  Line{        mPoint p[2];        unsigned  char  name[20];        unsigned  int   mark[5]; }mLine;  //线坐标

　　

如上一个C++的结构体Line，分别有3个数组

• 结构体数组
• 字节数组
• int数组

简单翻译成C#以下：

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public   struct  Point{       public  ushort  x;       public  ushort  y;   }; //点坐标   public   struct  Line{

1	Point[] p; <br>             byte [] name; <br>             uint [] mark;

1

};  //线坐标

　

但这样没法使用

C# byte[]、struct、intptr等的相互转换

这篇里的StructToBytes  BytesToStruct等函数快捷转换字节用来做为和C++程序的通讯。

MessageBox.Show(Marshal.SizeOf(typeof(Line)).ToString());

也是没法计算结构体长度的。

 

要解决这个问题，首先要看下字节对齐的概念

现代计算机中内存空间都是按照 byte 划分的，从理论上讲彷佛对任何类型的变量的访问能够从任何地址开始，

但实际状况是在访问特定类型变量的时候常常在特 定的内存地址访问，这就须要各类类型数据按照必定的规则在空间上排列，而不是顺序的一个接一个的排放，这就是对齐。

     对齐的做用和缘由：各个硬件平台对存储空间的处理上有很大的不一样。一些平台对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取。

好比有些架构的CPU在访问 一个没有进行对齐的变量的时候会发生错误,那么在这种架构下编程必须保证字节对齐.

其余平台可能没有这种状况，可是最多见的是若是不按照适合其平台要求对 数据存放进行对齐，会在存取效率上带来损失。

好比有些平台每次读都是从偶地址开始，若是一个 int 型（假设为32位系统）若是存放在偶地址开始的地方，那 么一个读周期就能够读出这32bit，

而若是存放在奇地址开始的地方，就须要2个读周期，并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能获得该32bit数 据。显然在读取效率上降低不少。

 

如今已知32位机器上各类数据类型的长度以下:

char :1(有符号无符号同)   

short :2(有符号无符号同)   

int :4(有符号无符号同)   

long :4(有符号无符号同)   

float :4      double :8

 

编译器是按照什么样的原则进行对齐的?

 

     先让咱们看四个重要的基本概念：

1.数据类型自身的对齐值：

对于 char 型数据，其自身对齐值为1，对于 short 型为2，对于 int , float , double 类型，其自身对齐值为4，单位字节。

2.结构体或者类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。

3.指定对齐值：#pragma pack (value)时的指定对齐值value。

4.数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的那个值。

通常强制1字节对齐就行了，实现上很简单，在结构体上面加入

1	[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]

　　便可。

代码以下：

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[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)] public   struct  Point{              public  ushort  x;              public  ushort  y;          }; //点坐标   [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]         public   struct  Line{              Point[] p;              byte [] name;              uint [] mark;          };  //线坐标

　　

但这样明显还不够，依然没指定数组的长度。

经过搜索资料最终尝试出的解决办法以下：

• 结构体数组

1	[MarshalAsAttribute(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2, ArraySubType = UnmanagedType.Struct)]

1	Point[] p;

　　注意：

     MarshalAs属性指示如何在托管代码和非托管代码之间封送数据。

     ByValArray 

 

当 MarshalAsAttribute.Value 设置为 ByValArray 时，必须设置 SizeConst 以指示数组中的元素数。当须要区分字符串类型时，ArraySubType 字段能够选择包含数组元素的 UnmanagedType。此 UnmanagedType 只可用于做为结构中的字段的数组。

 

     SizeConst = 2表示数组长度为2

     ArraySubType = UnmanagedType.Struct 表示这个数组是Struct结构体数组

• 字节数组

1 2	[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 20)] public  byte [] name;  //20

　　字节数组最简单了，同理

1	SizeConst = 20表示长度20字节

• int数组

int数组的解决办法网上彷佛并无，想了想上面 结构体数组  的解决办法后决定试一下。

1 2	[MarshalAsAttribute(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 5, ArraySubType = UnmanagedType.U4)]              public  uint [] mark;

　　果真解决了

1	SizeConst = 5表示数组长度为5

1	ArraySubType = UnmanagedType.U4 表示数组内容是无符号4字节的整数，= uint 类型<br><br><br>至此，几种数组所有搞定了，看下效果

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using  System.Runtime.InteropServices;    <br><br>[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]      public   struct  Point{          public  ushort  x;          public  ushort  y;      }; //点坐标       [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]     public   struct  Line{          [MarshalAsAttribute(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2, ArraySubType = UnmanagedType.Struct)]          public  Point[] p;          [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 20)]          public  byte [] name;          [MarshalAsAttribute(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 5, ArraySubType = UnmanagedType.U4)]          public  uint [] mark;      };  //线坐标

　　编译运行正常

MessageBox.Show(Marshal.SizeOf(typeof(Line)).ToString());

 

口算下长度  

点：2 * 2（short） = 4字节

line里2个点即8字节

line里name长度20字节

line里5个uint数字 5* 4 = 20字节

20+20+8 = 48字节，长度正确

 

使用

C# byte[]、struct、intptr等的相互转换

这篇里的StructToBytes  BytesToStruct等函数快捷转换字节测试，正常！

测试代码：

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Point p; p.x = 1; p.y = 2; Point p2; p2.x = 3; p2.y = 4;<br> uint [] uss =  new  uint [5]; uss[0] = 111; uss[1] = 222; uss[2] = 333; uss[3] = 444; uss[4] = 555;   Line ll; ll.mark = uss; byte [] bb =  new  byte [20]; byte [] bb2 = Encoding.UTF8.GetBytes( "测试" ); Array.Copy(bb2, bb, bb2.Length); ll.name = bb; ll.p =  new  NetProtocol.Point1[] { p , p2 }; byte [] b = Common.StructToBytes(ll); object  oo = Common.BytesToStruct(b,  typeof (Line)); NetProtocol.Line1 test2 = (Line)oo;   string  s = Encoding.UTF8.GetString(test2.name).Replace( "\0" ,  "" );

　　

两次转换后的字节和值都是正确的。

 

UnmanagedType 枚举

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成员名称    说明 由 .NET Compact Framework 支持 AnsiBStr    长度前缀为单字节的 ANSI 字符串。能够在 String 数据类型上使用此成员。 由 .NET Compact Framework 支持 AsAny   一个动态类型，将在运行时肯定对象的类型，并将该对象做为所肯定的类型进行封送处理。仅对平台调用方法有效。 由 .NET Compact Framework 支持 Bool    4 字节布尔值（ true  != 0、 false  = 0）。这是 Win32 BOOL 类型。 由 .NET Compact Framework 支持 BStr    长度前缀为双字节的 Unicode 字符串。能够在 String 数据类型上使用此成员（它是 COM 中的默认字符串）。 由 .NET Compact Framework 支持 ByValArray  当 MarshalAsAttribute.Value 设置为 ByValArray 时，必须设置 SizeConst 以指示数组中的元素数。当须要区分字符串类型时，ArraySubType 字段能够选择包含数组元素的 UnmanagedType。此 UnmanagedType 只可用于做为结构中的字段的数组。 由 .NET Compact Framework 支持 ByValTStr   用于在结构中出现的内联定长字符数组。与 ByValTStr 一块儿使用的字符类型由应用于包含结构的 System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute 的 System.Runtime.InteropServices.CharSet 参数肯定。应始终使用 MarshalAsAttribute.SizeConst 字段来指示数组的大小。 .NET Framework 的 ByValTStr 类型的行为相似于结构中的 C 样式、固定大小的字符串（例如， char  s[5]）。托管代码中的行为与 Microsoft Visual Basic 6.0 中的行为不一样，后者不是空终止（例如，MyString As String * 5）。   由 .NET Compact Framework 支持 Currency    在 System.Decimal 上使用，以将十进制数值做为 COM 货币类型而不是 Decimal 封送。 由 .NET Compact Framework 支持 CustomMarshaler 当与 MarshalAsAttribute.MarshalType 或 MarshalAsAttribute.MarshalTypeRef 一块儿使用时，指定自定义封送拆收器类。MarshalAsAttribute.MarshalCookie 字段可用于将附加信息传递给自定义封送拆收器。能够在任何引用类型上使用此成员。 由 .NET Compact Framework 支持 Error   此与 I4 或 U4 关联的本机类型将致使参数做为导出类型库中的 HRESULT 导出。 由 .NET Compact Framework 支持 FunctionPtr 一个可用做 C 样式函数指针的整数。可将此成员用于 Delegate 数据类型或从 Delegate 继承的类型。 由 .NET Compact Framework 支持 I1  1 字节有符号整数。可以使用此成员将布尔值转换为 1 字节、C 样式的  bool （ true  = 一、 false  = 0）。 由 .NET Compact Framework 支持 I2  2 字节有符号整数。 由 .NET Compact Framework 支持 I4  4 字节有符号整数。 由 .NET Compact Framework 支持 I8  8 字节有符号整数。 由 .NET Compact Framework 支持 IDispatch   一个 COM IDispatch 指针（在 Microsoft Visual Basic 6.0 中为 Object）。 由 .NET Compact Framework 支持 Interface   COM 接口指针。从类元数据得到接口的 Guid。若是将此成员应用于类，则可使用该成员指定确切的接口类型或默认的接口类型。当应用于 Object 数据类型时，此成员将产生 UnmanagedType.IUnknown 行为。 由 .NET Compact Framework 支持 IUnknown    COMIUnknown 指针。能够在 Object 数据类型上使用此成员。 由 .NET Compact Framework 支持 LPArray 指向 C 样式数组的第一个元素的指针。当从托管到非托管进行封送处理时，该数组的长度由托管数组的长度肯定。当从非托管到托管进行封送处理时，将根据 MarshalAsAttribute.SizeConst 和 MarshalAsAttribute.SizeParamIndex 字段肯定该数组的长度，当须要区分字符串类型时，还能够后跟数组中元素的非托管类型。 由 .NET Compact Framework 支持 LPStr   单字节、空终止的 ANSI 字符串。可在 System.String 或 System.Text.StringBuilder 数据类型上使用此成员。 由 .NET Compact Framework 支持 LPStruct    一个指针，它指向用于封送托管格式化类的 C 样式结构。仅对平台调用方法有效。 由 .NET Compact Framework 支持 LPTStr  与平台相关的字符串：在 Windows 98 上为 ANSI，在 Windows NT 和 Windows XP 上为 Unicode。该值仅对平台调用受支持，而对 COM Interop 则不受支持，缘由是不支持导出 LPTStr 类型的字符串。 由 .NET Compact Framework 支持 LPWStr  一个 2 字节、空终止的 Unicode 字符串。 请注意，若是非托管字符串不是使用非托管的 CoTaskMemAlloc 函数建立的，则不能在此非托管字符串中使用 LPWStr 值。   由 .NET Compact Framework 支持 R4  4 字节浮点数。 由 .NET Compact Framework 支持 R8  8 字节浮点数。 由 .NET Compact Framework 支持 SafeArray   SafeArray 是自我描述的数组，它带有关联数组数据的类型、秩和界限。可将此成员与 MarshalAsAttribute.SafeArraySubType 字段一块儿使用，以重写默认元素类型。 由 .NET Compact Framework 支持 Struct  一个用于封送托管格式化类和值类型的 VARIANT。 由 .NET Compact Framework 支持 SysInt  与平台相关的有符号整数。在 32 位 Windows 上为 4 字节，在 64 位 Windows 上为 8 字节。 由 .NET Compact Framework 支持 SysUInt 与平台相关的无符号整数。在 32 位 Windows 上为 4 字节，在 64 位 Windows 上为 8 字节。 由 .NET Compact Framework 支持 TBStr   一个有长度前缀的与平台相关的  char  字符串。在 Windows 98 上为 ANSI，在 Windows NT 上为 Unicode。不多用到这个相似于 BSTR 的成员。 由 .NET Compact Framework 支持 U1  1 字节无符号整数。 由 .NET Compact Framework 支持 U2  2 字节无符号整数。 由 .NET Compact Framework 支持 U4  4 字节无符号整数。 由 .NET Compact Framework 支持 U8  8 字节无符号整数。 由 .NET Compact Framework 支持 VariantBool 2 字节、OLE 定义的 VARIANT_BOOL 类型（ true  = -一、 false  = 0）。 由 .NET Compact Framework 支持 VBByRefStr  容许 Visual Basic 2005 在非托管代码中更改字符串，并将结果在托管代码中反映出来。该值仅对平台调用受支持。

　　

 参考：

https://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/system.runtime.interopservices.unmanagedtype(v=vs.80).aspx

http://blog.chinaunix.net/uid-14802518-id-2784907.html