如何编组 C# 和 C 之间的任意结构和联合？

Question

我有一个编译为 DLL 的 C 程序，我将其加载到 C#（使用 kernel32.dll LoadLibrary 和 FreeLibrary）。 使用 GetProcAddress 我可以获得指向 memory 中某些数据的指针，我想将此数据转换为 C# 中的等效结构。

我的第一个想法是在 C# 中创建直接映射到 C 结构的结构（使用StructLayout和MarshalAs属性），然后只使用Marshal class（在System.Runtime.InteropServices中）。 这适用于“更简单”的结构，但不适用于多维 arrays 和 arrays 的联合。

C 中的数据结构如下（举例）：

struct MyStruct 
{
    union MyUnion my_data[16][16];
}
union MyUnion
{
    uint32_t ints[2];
    uint8_t bytes[8];
}

即，它包含任意嵌套的结构和联合，以及其中的多维 arrays。

C# 中是否有内置方式来处理这些类型的数据结构的编组？

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编辑：

我的要求是：

• C# 联合的工作方式必须与 C 相同，即写入bytes字段也应该更改ints字段（afaik，使用显式结构布局，您只能在 C# 中创建内置值类型的联合）。 （这比编组问题更像是 C# 问题）
• C# 结构必须可编组到 C/C++ 或从 C/C++ 编组

正如 Selvin 在评论中指出的那样，可以将多维 arrays 展平为一个维度，然后通过 [x + y*16] 访问。 但是我更喜欢保留原始尺寸，并且访问方法与C中的相同。

我在下面的回答符合我的要求，但由于 C# 和 C++ 之间的编组非常普遍，所以感觉应该有一种更简单的方法来实现该结果。

Answer 1

我当前的解决方案是围绕原始数据byte[]创建一个包装器 class，并使用模仿底层数据结构的访问器。

例如，对于 C 中的一个简单结构：

struct MySimpleStruct
{
    uint32_t my_ints[16];
}

我创建一个包装器：

public class MySimpleStruct
{

    private byte[] _underlying;
    public UintAccessor[] MyInts { get; }

    public MySimpleStruct(byte[] data) 
    {
        _underlying = data;
        MyInts = new UintAccessor[16];
        // for-loop to initialize each accessor with the right index
    }
}
public class UintAccessor
{
    public uint Value 
    {
        get => BitConverter.ToUint32(_underlying, _idx);
        set => BitConverter.GetBytes(value).CopyTo(_underlying, _idx);
    }
    public UintAccessor(byte[] data, int index) { /* ... */ }
}

包装纸可以像这样使用

var myStruct = new MySimpleStruct(theData);
myStruct.MyInts[5].Value = 123;

这些包装器类可能会变得相当复杂，但是我们会自动生成 C 结构，同时我们将生成这些 C# 包装器，因此复杂性只是生成代码时的一个问题。