C#实现Struct结构体与IntPtr转换的示例详解_Asp.net

在 c# 编程的世界里，我们常常会遇到需要与非托管代码交互，或者进行一些底层内存操作的场景。这时，intptr类型就显得尤为重要，它可以表示一个指针或句柄，用来指向非托管内存中的数据。而结构体作为一种常用的数据结构，在与intptr进行数据传递和转换时，往往需要一些繁琐的操作。为了简化这些操作，提高开发效率，我们可以通过扩展方法来封装相关的功能。接下来，就为大家介绍两段非常实用的 c# 扩展方法代码，它们实现了结构体与intptr之间的转换等功能。

一、代码概览

我们有两个扩展方法类，分别是structextensions和intptrextensions。structextensions类主要提供将结构体和结构体数组转换为intptr的方法；intptrextensions类则提供了将intptr转换回结构体、将intptr指向的内存数据转换为字节数组，以及释放intptr所占用的非托管内存的方法。

1. structextensions 类

using system;
using system.runtime.interopservices;

public static class structextensions
{
    /// <summary>
    /// struct to intptr
    /// intptr使用完，需释放
    /// </summary>
    /// <typeparam name="t">struct</typeparam>
    /// <param name="value">struct值</param>
    /// <returns>intptr</returns>
    public static intptr tointptr<t>(this t value) where t : struct
    {
        var intptr = marshal.allochglobal(marshal.sizeof(value));
        marshal.structuretoptr(value, intptr, true);
        return intptr;
    }

    /// <summary>
    /// struct[] to intptr
    /// intptr使用完，需释放
    /// </summary>
    /// <typeparam name="t">struct</typeparam>
    /// <param name="value">struct[]值</param>
    /// <returns>intptr</returns>
    public static intptr tointptr<t>(this t[] value) where t : struct
    {
        var intptr = marshal.allochglobal(marshal.sizeof(typeof(t)) * value.length);
        var longptr = intptr.toint64();
        for (var i = 0; i < value.length; i++)
        {
            var rectptr = new intptr(longptr);
            marshal.structuretoptr(value[i], rectptr, false);
            longptr += marshal.sizeof(typeof(t));
        }
        return new intptr(longptr);
    }
}

在这个类中，第一个tointptr方法接受一个结构体类型的参数value，首先使用marshal.allochglobal方法在非托管内存中分配足够的空间，空间大小由marshal.sizeof(value)确定，即结构体实例的大小。然后通过marshal.structuretoptr方法将结构体实例的值复制到分配的非托管内存中，并返回指向该内存的intptr。需要注意的是，使用完返回的intptr后，必须释放其占用的内存，否则会导致内存泄漏。

第二个tointptr方法则是针对结构体数组，它根据数组的长度和单个结构体的大小，在非托管内存中分配相应大小的空间，并返回指向该内存的intptr。不过，此方法只是分配了内存，并没有将数组中的数据复制到内存中，如果需要复制数据，还需要进一步的操作。

2. intptrextensions 类

using system;
using system.runtime.interopservices;

public static class intptrextensions
{
    public static t tostructure<t>(this intptr value) where t : struct
    {
        return (t)marshal.ptrtostructure(value, typeof(t));
    }

    public static byte[] tobytes(this intptr value, int size)
    {
        var bytes = new byte[size];
        marshal.copy(value, bytes, 0, size);
        return bytes;
    }

    public static void free(ref this intptr value)
    {
        marshal.freehglobal(value);
    }
}

intptrextensions类中的tostructure方法，接受一个intptr类型的参数value，通过marshal.ptrtostructure方法将intptr指向的非托管内存中的数据转换为指定的结构体类型，并返回转换后的结构体实例。

tobytes方法将intptr指向的内存中的数据读取到一个字节数组中。它接受一个表示内存大小的参数size，首先创建一个指定大小的字节数组，然后使用marshal.copy方法将intptr指向的内存数据复制到字节数组中，并返回该字节数组。

free方法用于释放intptr所占用的非托管内存，通过marshal.freehglobal方法来实现内存的释放，由于需要修改intptr本身，所以参数使用了ref关键字。

二、使用示例

下面我们通过一个简单的示例来展示这些扩展方法的具体使用：

using system;
using system.runtime.interopservices;

struct point
{
   public int x;
   public int y;
}


class program
{
   static void main()
   {
       var point = new point { x = 10, y = 20 };

       // 将结构体转换为intptr
       var intptr = point.tointptr();

       // 将intptr转换回结构体
       var newpoint = intptr.tostructure<point>();


       console.writeline($"x: {newpoint.x}, y: {newpoint.y}");


       // 释放intptr占用的内存
       intptr.free();
       
       
       var points = { new point { x = 1, y = 2 }, new point { x = 3, y = 4 } };
       // 将结构体数组转换为intptr
       var arrayintptr = points.tointptr();


       // 这里可以添加将数组数据复制到内存的操作

       // 释放intptr占用的内存
       arrayintptr.free();
   }


}

在这个示例中，我们定义了一个point结构体，然后分别演示了将结构体和结构体数组转换为intptr，再将intptr转换回结构体，以及释放intptr所占用内存的整个过程。