C#中结构体与字节流互相转换 [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]

一、c#结构体

1、定义与C++对应的C#结构体

在c#中的结构体不能定义指针,不能定义字符数组,只能在里面定义字符数组的引用。

C++的消息结构体如下:

//消息格式 4+16+4+4= 28个字节

```

struct cs_message

{

u32_t        cmd_type;

char username[16];

u32_t        dstID;

u32_t        srcID;

};

```

C#定义的结构体如下:

```

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

public struct my_message

{

public UInt32  cmd_type;

[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 16)]

public string username;

 public UInt32  dstID;

  public UInt32  srcID;

public my_message(string s)

{

cmd_type = 0;

username = s;

dstID = 0;

srcID = 0;

}

}

```

在C++的头文件定义中,使用了 #pragma pack 1 字节按1对齐,所以C#的结构体也必须要加上对应的特

性,LayoutKind.Sequential属性让结构体在导出到非托管内存时按出现的顺序依次布局,而对于C++的

char数组类型,C#中可以直接使用string来对应,当然了,也要加上封送的特性和长度限制。

托管代码指的是必须依靠.NET框架解释运行的代码,非托管代码一般指的是传统的不需要借助.NET框架解释的代码。在.NET出现之前,如VB,C++,DELPHI编写的程序都是非托管代码。

[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 16)]

MarshalAs属性指示如何在托管代码和非托管代码之间封送数据。

很多时候我们想直接在.NET中调用我们以前写好的非托管程序或组件,这样就会出现托管代码与非托管代码之间互相调用,数据交换的问题,而MarshalAs语法就是定义非托管数据类型与大小的。


2、结构体与byte[]的互相转换

定义一个类,里面有2个方法去实现互转:

```

public class Converter

{

public Byte[] StructToBytes(Object structure)

{

Int32 size = Marshal.SizeOf(structure);

Console.WriteLine(size);

IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(size);

try

{

Marshal.StructureToPtr(structure, buffer, false);

Byte[] bytes = new Byte[size];

Marshal.Copy(buffer, bytes, 0, size);

return bytes;

}

finally

{

Marshal.FreeHGlobal(buffer);

}

}

public Object BytesToStruct(Byte[] bytes, Type strcutType)

{

Int32 size = Marshal.SizeOf(strcutType);

IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(size);

try

{

Marshal.Copy(bytes, 0, buffer, size);

return Marshal.PtrToStructure(buffer, strcutType);

}

finally

{

Marshal.FreeHGlobal(buffer);

}

}

}

```

3、测试结果:

```

static void Main(string[] args)

{

//定义转换类的一个对象并初始化

Converter Convert = new Converter();

//定义消息结构体

my_message m;

//初始化消息结构体

m = new my_message("yanlina");

m.cmd_type = 1633837924;

m.srcID = 1633837924;

m.dstID = 1633837924;

//使用转换类的对象的StructToBytes方法把m结构体转换成Byte

Byte[] message = Convert.StructToBytes(m);

//使用转换类的对象的BytesToStruct方法把Byte转换成m结构体

my_message n = (my_message)Convert.BytesToStruct(message, m.GetType());

//输出测试

Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(message));

Console.WriteLine(n.username);

}

```

结构体的size是28个字节和c++的结构体一样,同时可以将结构体和字节数组互转,方便UDP的发送和接收。


c#补充:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]

结构体是由若干成员组成的.布局有两种

1.Sequential,顺序布局,比如

struct S1

{

int a;

int b;

}

那么默认情况下在内存里是先排a,再排b

也就是如果能取到a的地址,和b的地址,则相差一个int类型的长度,4字节

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]

struct S1

{

int a;

int b;

}

这样和上一个是一样的.因为默认的内存排列就是Sequential,也就是按成员的先后顺序排列.

2.Explicit,精确布局

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。

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi)]

public struct LIST_OPEN

{

public int dwServerId;

public int dwListId;

public System.UInt16 wRecordSize;

public System.UInt16 wDummy;

public int dwFileSize;

public int dwTotalRecs;

public NS_PREFETCHLIST sPrefetch;

[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 24)]

public string szSrcMach;

[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 24)]

public string szSrcComp;

}

此例中用到MashalAs特性,它用于描述字段、方法或参数的封送处理格式。用它作为参数前缀并指定目标需要的数据类型。

例如,以下代码将两个参数作为数据类型长指针封送给 Windows API 函数的字符串 (LPStr):

[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]

String existingfile;

[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]

String newfile;

注意结构作为参数时候,一般前面要加上ref修饰符,否则会出现错误:对象的引用没有指定对象的实例。

[ DllImport( "kernel32", EntryPoint="GetVersionEx" )]

public static extern bool GetVersionEx2( ref OSVersionInfo2 osvi );

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