将 vector/array 从非托管 C++ 传递到 C#

Question

我想将大约 100 - 10,000 点从非托管 C++ 传递到 C#。

C++ 端看起来像这样：

__declspec(dllexport) void detect_targets( char * , int  , /* More arguments */ )
{
    std::vector<double> id_x_y_z;
    // Now what's the best way to pass this vector to C#
}

现在我的 C# 端看起来像这样：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class HelloCpp
{

    [DllImport("detector.dll")]

    public static unsafe extern void detect_targets( string fn , /* More arguments */ );

    static void Main()
    {
        detect_targets("test.png" , /* More arguments */ );
    }
}

我需要如何更改我的代码才能将 std::vector 从非托管 C++ 及其所有内容传递给 C#？

Answer 1

我能想到不止一种选择，但无论如何都包括复制数组的数据。使用 [out] 参数，您可以尝试：

C++代码

__declspec(dllexport) void __stdcall detect_targets(wchar_t * fn, double **data, long* len)
{
    std::vector<double> id_x_y_z = { 1, 2, 3 };

    *len = id_x_y_z.size();
    auto size = (*len)*sizeof(double);

    *data = static_cast<double*>(CoTaskMemAlloc(size));
    memcpy(*data, id_x_y_z.data(), size);
}

C#代码

[DllImport("detector.dll")]
public static extern void detect_targets(
    string fn, 
    [MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeParamIndex = 2)] out double[] points, 
    out int count);

static void Main()
{
    int len;
    double[] points;

    detect_targets("test.png", out points, out len);
}

Answer 2

我使用 C++ CLI 包装器实现了这个。 C++ CLI 是 C++ C# 互操作的三种可能方法之一。其他两种方法是 P/Invoke 和 COM。（我看到一些好人推荐使用 C++ CLI 而不是其他方法）

为了将信息从本机代码编组到托管代码，您需要首先将本机代码包装在托管的 C++ CLI 中 class。创建一个新项目以包含本机代码及其 C++ CLI 包装器。确保为此项目启用 /clr 编译器开关。将此项目构建为 dll。为了使用这个库，只需在 C# 中添加它的引用并对其进行调用。如果两个项目都在同一个解决方案中，您可以这样做。

这是我的一个简单程序的源文件，用于将 std::vector<double> 从本机代码编组为 C# 托管代码。

1) 项目 EntityLib（C++ CLI dll）（带包装器的本机代码）

文件NativeEntity.h

#pragma once

#include <vector>
class NativeEntity {
private:
    std::vector<double> myVec;
public:
    NativeEntity();
    std::vector<double> GetVec() { return myVec; }
};

文件NativeEntity.cpp

#include "stdafx.h"
#include "NativeEntity.h"

NativeEntity::NativeEntity() {
    myVec = { 33.654, 44.654, 55.654 , 121.54, 1234.453}; // Populate vector your way
}

文件ManagedEntity.h（包装Class）

#pragma once

#include "NativeEntity.h"
#include <vector>
namespace EntityLibrary {
    using namespace System;

    public ref class ManagedEntity {
    public:
        ManagedEntity();
        ~ManagedEntity();

        array<double> ^GetVec();
    private:
        NativeEntity* nativeObj; // Our native object is thus being wrapped
    };

}

文件ManagedEntity.cpp

#include "stdafx.h"
#include "ManagedEntity.h"

using namespace EntityLibrary;
using namespace System;


ManagedEntity::ManagedEntity() {
    nativeObj = new NativeEntity();
}

ManagedEntity::~ManagedEntity() {
    delete nativeObj;

}

array<double>^ ManagedEntity::GetVec()
{
    std::vector<double> tempVec = nativeObj->GetVec();
    const int SIZE = tempVec.size();
    array<double> ^tempArr = gcnew array<double> (SIZE);
    for (int i = 0; i < SIZE; i++)
    {
        tempArr[i] = tempVec[i];
    }
    return tempArr;
}

2) SimpleClient 项目（C# exe）

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using EntityLibrary;

namespace SimpleClient {

    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            var entity = new ManagedEntity();
            for (int i = 0; i < entity.GetVec().Length; i++ )
                Console.WriteLine(entity.GetVec()[i]);
        }
    }
}

Answer 3

只要托管代码不调整向量的大小，您就可以访问缓冲区并将其作为指针传递给 vector.data()（对于 C++0x）或 &vector[0]。这导致零拷贝系统。

示例 C++ API:

#define EXPORT extern "C" __declspec(dllexport)

typedef intptr_t ItemListHandle;

EXPORT bool GenerateItems(ItemListHandle* hItems, double** itemsFound, int* itemCount)
{
    auto items = new std::vector<double>();
    for (int i = 0; i < 500; i++)
    {
        items->push_back((double)i);
    }

    *hItems = reinterpret_cast<ItemListHandle>(items);
    *itemsFound = items->data();
    *itemCount = items->size();

    return true;
}

EXPORT bool ReleaseItems(ItemListHandle hItems)
{
    auto items = reinterpret_cast<std::vector<double>*>(hItems);
    delete items;

    return true;
}

来电者：

static unsafe void Main()
{
    double* items;
    int itemsCount;
    using (GenerateItemsWrapper(out items, out itemsCount))
    {
        double sum = 0;
        for (int i = 0; i < itemsCount; i++)
        {
            sum += items[i];
        }
        Console.WriteLine("Average is: {0}", sum / itemsCount);
    }

    Console.ReadLine();
}

#region wrapper

[DllImport("Win32Project1", ExactSpelling = true, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
static unsafe extern bool GenerateItems(out ItemsSafeHandle itemsHandle,
    out double* items, out int itemCount);

[DllImport("Win32Project1", ExactSpelling = true, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
static unsafe extern bool ReleaseItems(IntPtr itemsHandle);

static unsafe ItemsSafeHandle GenerateItemsWrapper(out double* items, out int itemsCount)
{
    ItemsSafeHandle itemsHandle;
    if (!GenerateItems(out itemsHandle, out items, out itemsCount))
    {
        throw new InvalidOperationException();
    }
    return itemsHandle;
}

class ItemsSafeHandle : SafeHandleZeroOrMinusOneIsInvalid
{
    public ItemsSafeHandle()
        : base(true)
    {
    }

    protected override bool ReleaseHandle()
    {
        return ReleaseItems(handle);
    }
}

#endregion

将 vector/array 从非托管 C++ 传递到 C#

Passing a vector/array from unmanaged C++ to C#

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interop

marshalling