C# 与C++的数据转换

在集成工作中，经常会有用c#代码调用c++的dll，这里难免会有类型转化。在调用中经常出现的问题有；

一、类型转化

下面重点罗列下常用的类型转化。

C++类型	C#类型	备注说明
Int	Int16、Int32	没有悬念，直接转化
Uint	UInt16、Uint32、int	在程序中，不太清楚是，就可以直接对应为int
Long	Int32	Long相对int就定型了，对应的就是Int32
DWORD（unsigned long）	Uint32
WORD（unsigned short）	Uint16	这是对WORD的认知。
Byte（Unsigned char）	Byte	在
DECIMAL	Decimal	位数转化
BOOL	bool
char	char	这种没有加指针，比较容易，直接对应入座
Handle（void *）	Intptr	函数中为窗口句柄，c#就是默认的为Intptr
HMODULE	Intptr	同上
HISTANCE	Intptr	同上
Int *、long *	Ref int、ref long	这种整形指针，在程序中是为了引用，所以在c#中对应的是ref，所以在关键词之前加入ref.
Int &.long &	Ref int 、ref long	解释同上，当然在关键词加入 out，也是可以的
Char *（LPSTR、Pchar）、const char *(LPCSTR)、	String	也是为了获取数据，在c#中string在应用中就是引用，所以直接改为string即可。Intptr也可以，不提倡。
Byte *	Ref byte、byte[]	程序byte * 是为了获取类型为byte数据，在C#则用byte数组获取存储数据。String也可以，但是不提倡，关键看看获取的数据，做什么用
GUID	Guid
Char[],byte[],in[]	可对应找指针类型对一个的转化	Char[],byte[],int,这种在c++中应用时，先初始化数组，然后定义一个指针指向数据地址，然后访问，所以在转化是，在对应为char*》string ， int[]>int * > intptr
Char **,byte **	Intptr	这种双指针的调用，一般是访问二位数组，所以我们直接处理为Intptr，当然intptr和之前不一样，需要处理，可以看见例子说明。
结构体 * 变量名、结构体 &变量名。	Ref 结构体 变量名、intptr	在结构体引用，或者传入值c++一般是用指针，在c#中，用ref代替。当然intptr也可以，但是不太方便。

通常在只要你选择在win32运行环境中找到相匹配的CLR（公共语言运行库，负责资源管理：内存分配和回收，并保证应用和底层操作系统之间有必要分离）类型，就可应正常工作。当然也有例外：BOOL在c++中发现其实为int型，所以转化为int，而不是bool。

指针参数，在winAPI许多函数中将指针作为一个或者多个参数。指针的作用是存储数据的地址，而不是数据。指针的加入，增加了数据的复杂性，同时增加数据灵活性，实现数据的传入传出，如果只是值类型应用只能是传入数据。在应用中如果没有指针，您可以直接通过值在线程堆栈中传递数据。有了指针，可以通过引用传递数据，将数据的内存地址推入到线程堆栈中，然后函数通过内存地址间接访问数据。在c#用ref、out定义为类似指针作用关键词。out是ref一个参数规范，实际上他们在运行中产生相同的机器码，out作用为了让调用者明白，数据只是传出，ref表明数据传入也是获取。托管代码中ref、out参数另一个很好用的是，可以作为结构体、类、数组提供一个地址供调用。只有在发现ref或out参数不符合需要情况下，才会封装成更复杂的CLR类型。

在windows API中会有窗口句柄的获取或者赋值，其方法的传递是不透明的，如handle、void *、histance等。

少数情况下，API 函数也将不透明指针定义为 PVOID 或 LPVOID 类型。在 Windows API 的定义中，这些类型意思就是说该指针没有类型。当 一个不透明指针返回给您的应用程序（或者您的应用程序期望得到一个不透明指针）时，您应该将参数或返回值封送为 CLR 中的一种特殊类型 — System.IntPtr。当您使用 IntPtr 类型时，通常不使用 out 或 ref 参数，因为 IntPtr 意为直接持有指针。

在CLR类型系统中intptr是一种特殊的属性，没有固定的大小，在运行时再绑定，依据操作系统的正常指针而定。这意味着在 32 位的 Windows 中，IntPtr 变量的宽度是 32 位的，而在 64 位的 Windows 中，实时编译器编译的代码会将 IntPtr 值看作 64 位的值。当在托管代码和非托管代码之间封送不透明指针时，这种自动调节大小的特点十分有用。然而，当使用 Windows API 函数时，因为指针应是不透明的，所以除了存储和传递给外部方法外，不能将它们另做它用。这种“只限存储和传递”规则的两个特例是当您需要向外部方法传递 null 指针值和需要比较 IntPtr 值与 null 值的情况。为了做到这一点，您不能将零强制转换为 System.IntPtr，而应该在 IntPtr 类型上使用 Int32.Zero 静态公共字段，以便获得用于比较或赋值的 null 值。

封送文本，主要是指在获取数据时，数据可能是存储在char数组中，如果我们用string接收时，有可能为乱码。所以在函数调用过程中，当char *，char[]是作为输入数据时，可以改为string。当作为数据传出时，则要好好考虑了，有时需要改为char []。在c+程序中，就是在c中字符串实际上是只是一个字符值数组，通常为null，大多数windows API函数是按照对于ansi，将其作为字符值数组（比较常用），对于unicode，将其作为宽字符值数组。有时获取的数据为乱码时，可能就是需要转为unicode，就解决了。大多数windows API函数都带有LPTSTR或者LPCTSTR值。他们分别是可修改和不可修改的缓冲区，包含以null结束的字符数组。“C”代表const，意味数据不会传递到函数外部。“T”代表该参数可以是Unicode和ANSI，在CLR运行中取决你选择的字符集和底层操作系统的字符集.。所以函数声明时，加上DllImportAttribute 为CharSet.Auto就可以了。如果字符串参数只用作输入，则使用 System.String 类型。在托管代码中，字符串是不变的，适合用于不会被本机 API 函数更改的缓冲区。如 果字符串参数可以用作输入和/或输出，则使用 System.StringBuilder 类型。StringBuilder 类型是一个很有用的类库类型，它可以帮助您有效地构建字符串，也正好可以将缓冲区传递给本机函数，由本机函数为您填充字符串数据。一旦函数调用返回，您只 需要调用 StringBuilder 对象的 ToString 就可以得到一个 String 对象。

CharSet的各变量对char以及char[]的影响如下：
ANSI:char以及char[]占一个字节
AUTO:char以及char[]占两个字节
UNICODE:char以及char[]占两个字节

总体原则可以总结为：

1、在c++常用的基本类型（数值类型、字节类型）直接转化到c#中的数值类型。（原则是字节数，确定好）

2、在c++常用的指针类型（数值类型*、字节类型*）则转化为c#中的ref 数值类型、ref 字节类型。但是在常用时，针对char * ，转化为string。

3、在c++常用的构造类型（结构体、数组、枚举类型、共用体）行对比较复杂。枚举和共用体直接复制就可以用，结构体的声明随后重点讲，在函数调用时，如果为结构体 * 变量名，则为 ref 结构体 变量名。数组在 函数调用，可以直接写为数组名，也可以写为Intptr。

二、结构体

1、结构体的重定义。

在c++中会有很多结构体，结构体内有各种各样的数据类型，所以就牵涉到数据类型的转化，同时在通过结构体获取到数据后，也牵涉到编码转化问题。

结构体类型和类类型在语法上有很多相似之处，他们都是一种数据结构，都可以包括数据成员和方法成员。

结构体和类区别：

1、结构体是值类型，它在栈中分配空间；类是引用类型，他在堆中分配空间，栈存储的是引用。

2、结构体类型直接存储成员数据，类中数据类型存在堆中，然后通过在栈中引用，访问数据。因为结构体是值类型，直接存储，因此当对象的主要成员为数据切不大时，使用结构体效率更高。

3、结构体直接包含自己的数据，每个结构体都保存一份数据，在程序声明两个结构体对象，改变其中一个，另一个数据不变，但是类是引用，则另一个数据会改变。

4、结构体是值类型，不能初始化为null，复制时则数据全部复制。；类中的复制是引用的复制，数据较大时，结构体复制则效果不是很好。

结构和类的适用场合分析：

　　1、当堆栈的空间很有限，且有大量的逻辑对象时，创建类要比创建结构好一些；

　　2、对于点、矩形和颜色这样的轻量对象，假如要声明一个含有许多个颜色对象的数组，则CLR需要为每个对象分配内存，在这种情况下，使用结构的成本较低；

　　3、在表现抽象和多级别的对象层次时，类是最好的选择，因为结构不支持继承。

　　4、大多数情况下，目标类型只是含有一些数据，或者以数据为主。

结构体的声明、初始化、引用在c#还是很重要的，下面根据代码进行分析。

//C++的结构体
//录像索引列表文件
typedef struct tagINDEX_INFO
{
    DWORD dwStartTime;                //录像开始时间
    DWORD dwEndTime;                //录像停止时间
    BYTE  btFileType;                    //文件类型
    BYTE  btFileStatus;                //文件状态
    BYTE  Reserved[2];                //预留,LMC向NVR请求回放时Reserved[0]标识NVR发送速度，Reserved[1]存放录像倒放标志
    
    BYTE  btMAC[6];                    //设备MAC地址
    WORD  wChan;                    //设备通道
    DWORD dwIP1;                    //设备IP1
    DWORD dwIP2;                    //设备IP2，公网模式下，存储此文件所在的NVR的IP
    DWORD dwIP3;                    //设备IP3，V3061用来存储录像片段在录像文件的偏移量，勿动
    DWORD dwIP4;                    //设备IP4，V3061用来录像文件名，勿动
    DWORD dwFileOffset;                //文件偏移，用于文件下载时断点续传和定位
    DWORD dwReserved;                //预留，3070有用到，不要动它
}INDEX_INFO, *LPINDEX_INFO;

C#结构体

  
 //录像索引列表文件
        [StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi,Pack = 1)]
        public struct NET_INDEX_INFO
        {
            public UInt32 dwStartTime;//录像开始时间
            public UInt32 dwEndTime;//录像停止时间
            public byte btFileType;//文件类型
            public byte btFileStatus;//文件状态
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2)]
            public byte [] Reserved;//预留,LMC向NVR请求回放时Reserved[0]标识NVR发送速度，Reserved[1]存放录像倒放标志
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 6)]
            public byte [] btMAC;//设备MAC地址
            public UInt16 wChan;//设备通道
            public UInt32 dwIP1;//设备IP1
            public UInt32 dwIP2;//设备IP2，公网模式下，存储此文件所在的NVR的IP
            public UInt32 dwIP3;//设备IP3，V3061用来存储录像片段在录像文件的偏移量，勿动
            public UInt32 dwIP4;//设备IP4，V3061用来录像文件名，勿动
            public UInt32 dwFileOffset;//文件偏移，用于文件下载时断点续传和定位
            public UInt32 dwReserved;//预留，3070有用到，不要动它
        }

上面成员前面必须添加public，因为默认是private。

2、StructLayout特性

公共语言运行库利用StructLayoutAttribute控制类或结构的数据字段在托管内存中的物理布局,即类或结构需要按某种方式排列。如果要将类传递给需要指定布局的非托管代码，则显式控制类布局是重要的。它的构造函数中用 LayoutKind值初始化 StructLayoutAttribute 类的新实例。 LayoutKind.Sequential 用于强制将成员按其出现的顺序进行顺序布局。

System.Runtime.InteropServices.StructLayout   允许的值有StructLayout.Auto   StructLayout.Sequential   StructLayout.Explicit.  在应用中为了数据顺利传入，一般是用StructLayout.Sequential，意味着结构体体内数据传入的格局按照声明一样。 StructLayout.Explicit需要用FieldOffset()设置每个成员的位置这样就可以实现类似c的公用体的功能。

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)] 

struct S1

{

  [FieldOffset(0)]

  int a;

  [FieldOffset(0)]

  int b;

}

这样a和b在内存中地址相同

StructLayout特性支持三种附加字段：CharSet、Pack、Size。     
·   CharSet定义在结构中的字符串成员在结构被传给DLL时的排列方式。可以是Unicode、Ansi或Auto。     
  默认为Auto，在WIN   NT/2000/XP中表示字符串按照Unicode字符串进行排列，在WIN   95/98/Me中则表示按照ANSI字符串进行排列。     
·   Pack定义了结构的封装大小。可以是1、2、4、8、16、32、64、128或特殊值0。特殊值0表示当前操作平台默认的压缩大小。 

3.MarshalAs的使用

MarshalAs属性指示如何在托管代码和非托管代码之间封送数据。

[MarshalAs(UnmanagedType unmanagedType, 命名参数)]

常用的UnmanagedType枚举值：（详细内容查MSDN）

BStr   长度前缀为双字节的 Unicode 字符串；

LPStr  单字节、空终止的 ANSI 字符串。；

LPWStr  一个 2 字节、空终止的 Unicode 字符串；

ByValArray 用于在结构中出现的内联定长字符数组，应始终使用MarshalAsAttribute的SizeConst字段来指示数组的大小。常用的是数组对应的为ByAvlArray，string对应的是ByValStr。