从字节数组读取C#中的C / C ++数据结构


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从数据来自C / C ++结构的byte []数组填充C#结构的最佳方法是什么?C结构看起来像这样(我的C非常生锈):

typedef OldStuff {
    CHAR Name[8];
    UInt32 User;
    CHAR Location[8];
    UInt32 TimeStamp;
    UInt32 Sequence;
    CHAR Tracking[16];
    CHAR Filler[12];
}

并会填充如下内容:

[StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 56, Pack = 1)]
public struct NewStuff
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 8)]
    [FieldOffset(0)]
    public string Name;

    [MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
    [FieldOffset(8)]
    public uint User;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 8)]
    [FieldOffset(12)]
    public string Location;

    [MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
    [FieldOffset(20)]
    public uint TimeStamp;

    [MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
    [FieldOffset(24)]
    public uint Sequence;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 16)]
    [FieldOffset(28)]
    public string Tracking;
}

什么是复制最好的办法OldStuffNewStuff,如果OldStuff为byte []数组获得通过?

我目前正在执行以下操作,但感觉有些笨拙。

GCHandle handle;
NewStuff MyStuff;

int BufferSize = Marshal.SizeOf(typeof(NewStuff));
byte[] buff = new byte[BufferSize];

Array.Copy(SomeByteArray, 0, buff, 0, BufferSize);

handle = GCHandle.Alloc(buff, GCHandleType.Pinned);

MyStuff = (NewStuff)Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject(), typeof(NewStuff));

handle.Free();

有更好的方法来做到这一点吗?


使用BinaryReader该类是否会比固定内存和使用性能有所提高Marshal.PtrStructure


1
仅供参考,如果您的程序在各种计算机上运行,​​则可能需要处理小字节序和大字节序。
KPexEA

1
您如何在结构级别上处理该问题,即不必分别反转结构中每个值的字节?
Pat

Answers:


114

从这种情况下我可以看到,您不需要复制SomeByteArray到缓冲区中。您只需要从中获取句柄SomeByteArray,将其固定,IntPtr使用复制数据PtrToStructure,然后释放。无需副本。

那将是:

NewStuff ByteArrayToNewStuff(byte[] bytes)
{
    GCHandle handle = GCHandle.Alloc(bytes, GCHandleType.Pinned);
    try
    {
        NewStuff stuff = (NewStuff)Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject(), typeof(NewStuff));
    }
    finally
    {
        handle.Free();
    }
    return stuff;
}

通用版本:

T ByteArrayToStructure<T>(byte[] bytes) where T: struct 
{
    T stuff;
    GCHandle handle = GCHandle.Alloc(bytes, GCHandleType.Pinned);
    try
    {
        stuff = (T)Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject(), typeof(T));
    }
    finally
    {
        handle.Free();
    }
    return stuff;
}

更简单的版本(需要unsafe切换):

unsafe T ByteArrayToStructure<T>(byte[] bytes) where T : struct
{
    fixed (byte* ptr = &bytes[0])
    {
        return (T)Marshal.PtrToStructure((IntPtr)ptr, typeof(T));
    }
}

CS0411无法从用法中推断出方法'ByteArrayToStructure <T>(byte [],int)'的类型参数。尝试显式指定类型参数。(我添加了字节数组的int索引)到它。
SSpoke

存在异常时将泄漏内存。请参阅:stackoverflow.com/a/41836532/184528以获取更安全的版本。
cdiggins

2
从4.5.1开始,存在PtrToStructure的通用版本,因此上述通用版本中的第二行可能变为: var stuff = Marshal.PtrToStructure<T>(handle.AddrOfPinnedObject());

10

这是已接受答案的异常安全版本:

public static T ByteArrayToStructure<T>(byte[] bytes) where T : struct
{
    var handle = GCHandle.Alloc(bytes, GCHandleType.Pinned);
    try {
        return (T) Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject(), typeof(T));
    }
    finally {
        handle.Free();
    }
}

3
@ Ben-Collins添加我的答案后,编辑了接受的答案。
cdiggins

5

注意包装问题。在该示例中,您给出的所有字段都位于明显的偏移处,因为所有内容均位于4字节边界上,但情况并非总是如此。默认情况下,Visual C ++在8个字节的边界上打包。


1
“默认情况下,Visual C ++在8个字节的边界上打包。” 这解决了我的问题,非常感谢!
克里斯·L

4
object ByteArrayToStructure(byte[] bytearray, object structureObj, int position)
{
    int length = Marshal.SizeOf(structureObj);
    IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(length);
    Marshal.Copy(bytearray, 0, ptr, length);
    structureObj = Marshal.PtrToStructure(Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(bytearray, position), structureObj.GetType());
    Marshal.FreeHGlobal(ptr);
    return structureObj;
}   

有这个


0

如果有一个byte [],则应该能够使用BinaryReader类,并使用可用的ReadX方法在NewStuff上设置值。

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