c#中int_c++软件开发「建议收藏」

c#中int_c++软件开发「建议收藏」在C#编程中,当调用C++写的dll时,有时会用到IntPtr,那IntPtr是什么,又怎么用呢?_intptr

C#学习汇总 – 总目录


前言

在C#编程中,当调用C++写的dll时,有时会用到IntPtr,那IntPtr是什么,又怎么用呢?


一、IntPtr(IntPointer)的由来

参考:https://www.cnblogs.com/cdaniu/p/15789803.html

.NET提供了一个结构体System.IntPtr专门用来代表句柄或指针

句柄是对象的标识符,当调用这些API创建对象时,它们并不直接返回指向对象的指针,而是会返回一个32位或64位的整数值,这个在进程或系统范围内唯一的整数值就是句柄(Handle),随后程序再次访问对象,或者删除对象,都将句柄作为Windows API的参数来间接对这些对象进行操作。

  • 句柄指向就是指向文件开头,在windows系统所有的东西都是文件,对象也是文件。所以句柄和指针是一样的意思。句柄是面向对象的指针的称呼。
  • 指针是对存储区域的引用,该区域包含您感兴趣的一些数据。指针是面向过程编程的称呼。

intPtr类是intPointer的缩写。C#中用来取代指针,也可以说对指针进行封装。指向非托管内存。它也不常用,因为C#项目中指针都被弃用了,那指针的封装——句柄,自然也被弃用了。

但总有特殊的地方会用到指针,比如调用C++动态库之类的;所以微软贴心的为我们做了个句柄,毕竟指针用起来太难受了。

句柄是一个结构体,简单的来说,它是指针的一个封装,是C#中指针的替代者,下面我们看下句柄的定义。

配图!

从图中我们可以看到,句柄IntPtrt里包含创建指针,获取指针长度,设置偏移量等等方法,并且为了编码方便还声明了些强制转换的方法。

看了句柄的结构体定义,相信稍微有点基础的人已经明白了,在C#中,微软是希望抛弃指针而改用更优秀的intPtr代替它的。

但我们还会发现,句柄里还提供一个方法是ToPointer(),它的返回类型是Void*,也就是说,我们还是可以从句柄里拿到C++中的指针,既然,微软期望在C#中不要使用指针,那为什么还要提供这样的方法呢?

这是因为,在项目开发中总是会有极特殊的情况,比如,你有一段C++写的非常复杂、完美的函数,而将这个函数转换成C#又及其耗时,那么最简单省力的方法就是直接在C#里启用指针进行移植

也就是说,C#支持指针,其实是为了体现它的兼容性,并不是提倡大家去使用指针

二、IntPtr(属于结构体)的说明

参考:
https://zhidao.baidu.com/question/559571801.html
C#【高级篇】 IntPtr是什么?怎么用?

  1. C#中的IntPtr类型被称之为“平台特定的整数类型”,用于本机资源,例如窗口句柄

  2. 资源的大小取决于使用的硬件和操作系统,即此类型的实例在32位硬件和操作系统中将是32位,在64位硬件和操作系统中将是64位;但其大小总是足以包含系统的指针(因此也可以包含资源的名称)。
    IntPtr 类型被设计成整数,其大小适用于特定平台。

  3. 在调用API函数时,类似含有窗口句柄参数(HANDLE)的原型函数,应显式地声明为IntPtr类型。

  4. IntPtr类型对多线程操作是安全的

  5. IntPtr 类型可以由支持指针的语言使用,并可作为在支持与不支持指针的语言间引用数据的一种通用方式。

  6. IntPtr 对象也可用于保持句柄。例如,IntPtr 的实例广泛地用System.IO.FileStream 类中来保持文件句柄。
    、、、、、、、以下为补充、、、、、、、、、、、

  7. IntPtr其实就是 HANDLE,无类型的指针。无类型的指针不能直接使用,需要传给接受它的函数。

  8. 托管window中的句柄,一般在window api 中使用, IntPtr a=(IntPtr)1;

例如:
一个C#程序调用Win32API mciSendString函数控制光盘驱动器,这个函数的函数原型是:

MCIERROR mciSendString(
LPCTSTR lpszCommand,
LPTSTR lpszReturnString,
UINT cchReturn,
HANDLE hwndCallback
);

首先在C#中声明这个函数

[DllImport("winmm.dll")]
private static extern long mciSendString(string a,string b,uint c,IntPtr d);

然后用这样的方法调用

mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, this.Handle);

也可以使用IntPtr.Zero将句柄设置为0;
或者使用类型强制转换:

mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, (IntPtr)0 );

或者,使用IntPtr构造函数:

IntPtr a = new IntPtr(2121);

完整代码:

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace ConsoleApp5
{ 
   
    class Program
    { 
   
        [DllImport("winmm.dll")]
        private static extern long mciSendString(string a, string b, uint c, IntPtr d);
        static void Main(string[] args)
        { 
   
            int Handle = 1;
            mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, (IntPtr)Handle);

            //使用IntPtr.Zero将句柄设置为0
            mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, IntPtr.Zero);

            //或者使用类型强制转换
            mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, (IntPtr)0);

            //或者,使用IntPtr构造函数
            IntPtr a = new IntPtr(2121); 
            mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, a);

            Console.WriteLine("可以正确使用");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

注意:
1、在C#中声明Win32API时,一定要按照WinAPI的原型来声明,不要改变它的数据类型
2、尽量不要过多使用类型强制转换或构造函数的方式初始化一个IntPtr类型的变量,这样会使程序变得难于理解并容易出错。

三、IntPtr的使用示例

参考:C#【高级篇】 IntPtr是什么?怎么用?

特别说明:下边示例均需启动“允许不安全代码”
项目属性——>生成——>勾选“允许不安全代码”。
在这里插入图片描述

1、int类型与IntPtr类型之间的转换

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace MyIntPtr
{ 
   
    class Program
    { 
   
        static void Main(string[] args)
        { 
   
            int nValue1 = 10;
            int nValue2 = 20;
            //AllocHGlobal(int cb):通过使用指定的字节数,从进程的非托管内存中分配内存。
            IntPtr ptr1 = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int));
            IntPtr ptr2 = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int));
            //WriteInt32(IntPtr ptr, int val):将 32 位有符号整数值写入非托管内存。
            //int->IntPtr
            Marshal.WriteInt32(ptr1, nValue1);
            Marshal.WriteInt32(ptr2, nValue2);
            // ReadInt32(IntPtr ptr, int ofs):从非托管内存按给定的偏移量读取一个 32 位带符号整数
            //IntPtr->int
            int nVal1 = Marshal.ReadInt32(ptr1, 0);
            int nVal2 = Marshal.ReadInt32(ptr2, 0);
            //FreeHGlobal(IntPtr hglobal):释放以前从进程的非托管内存中分配的内存。
            Marshal.FreeHGlobal(ptr1);
            Marshal.FreeHGlobal(ptr2);

            Console.WriteLine("Test Success");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

2、string类型与IntPtr之间的转换

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace MyIntPtr
{ 
   
    class Program
    { 
   
        static void Main(string[] args)
        { 
   
            string str = "aa";
            IntPtr strPtr = Marshal.StringToHGlobalAnsi(str);
            string ss = Marshal.PtrToStringAnsi(strPtr);
            Marshal.FreeHGlobal(strPtr);

            Console.WriteLine("Test Success");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

3、结构体与IntPtr之间的转换

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace MyIntPtr
{ 
   
    class Program
    { 
   
        public struct stuInfo
        { 
   
            public string Name;
            public string Gender;
            public int Age;
            public int Height;
        }
        static void Main(string[] args)
        { 
   
            stuInfo stu = new stuInfo()
            { 
   
                Name = "张三",
                Gender = "男",
                Age = 23,
                Height = 172,
            };

            //获取结构体占用空间的大小
            int nSize = Marshal.SizeOf(stu);
            //声明一个相同大小的内存空间
            IntPtr intPtr = Marshal.AllocHGlobal(nSize);
            //Struct->IntPtr
            Marshal.StructureToPtr(stu, intPtr, true);
            //IntPtr->Struct
            stuInfo Info = (stuInfo)Marshal.PtrToStructure(intPtr, typeof(stuInfo));

            Console.WriteLine(Info.Name);
            Console.WriteLine(Info.Gender);
            Console.WriteLine(Info.Age);
            Console.WriteLine(Info.Height);

            Console.WriteLine("Test Success");
            Console.ReadLine();

        }
    }
}

运行结果:
在这里插入图片描述

4、微软官方示例【使用托管指针来反转数组中的字符】

https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.intptr?view=net-6.0
以下示例使用托管指针来反转数组中的字符。 初始化 String 对象并获取其长度后,它将执行以下操作:

  1. Marshal.StringToHGlobalAnsi调用该方法以 ANSI (单字节) 字符的形式将 Unicode 字符串复制到非托管内存。 该方法返回一个 IntPtr 对象,该对象指向非托管字符串的开头。 转换为指向字节的指针。

  2. 调用该方法 Marshal.AllocHGlobal 分配与非托管字符串占用的字节数相同的字节数。 该方法返回一个 IntPtr 对象,该对象指向非托管内存块的开头。

  3. Visual Basic 示例定义一个名为offset等于 ANSI 字符串长度的变量。 它用于确定将 ANSI 字符串中下一个字符复制到的非托管内存中的偏移量。 由于其起始值为字符串的长度,因此复制操作会将字符串开头的字符复制到内存块的末尾。

    C#、F# 和 C++ 示例调用 ToPointer 该方法以获取指向字符串起始地址和非托管内存块的非托管指针,并将一个小于字符串长度的字符串添加到 ANSI 字符串的起始地址。 由于非托管字符串指针现在指向字符串的末尾,因此复制操作会将字符串末尾的字符复制到内存块的开头。

  4. 使用循环将字符串中的每个字符复制到非托管内存块

  5. 所有示例都调用 Marshal.PtrToStringAnsi 用于将包含复制的 ANSI 字符串的非托管内存块转换为托管 Unicode String 对象。

  6. 显示原始字符串和反向字符串后,所有示例都调用FreeHGlobal该方法以释放为非托管 ANSI 字符串分配的内存和非托管内存块

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class NotTooSafeStringReverse
{ 
   
    static public void Main()
    { 
   
        string stringA = "I seem to be turned around!";
        int copylen = stringA.Length;

        // Allocate HGlobal memory for source and destination strings
        IntPtr sptr = Marshal.StringToHGlobalAnsi(stringA);
        IntPtr dptr = Marshal.AllocHGlobal(copylen + 1);//【这里为何要加1???】

        // The unsafe section where byte pointers are used.
        unsafe
        { 
   
            byte *src = (byte *)sptr.ToPointer();
            byte *dst = (byte *)dptr.ToPointer();

            if (copylen > 0)
            { 
   
                // set the source pointer to the end of the string
                // to do a reverse copy.
                src += copylen - 1;

                while (copylen-- > 0)
                { 
   
                    *dst++ = *src--;
                }
                *dst = 0;//【因为上边的copylen + 1而有这行代码】
            }
        }
        string stringB = Marshal.PtrToStringAnsi(dptr);

        Console.WriteLine("Original:\n{0}\n", stringA);
        Console.WriteLine("Reversed:\n{0}", stringB);

        // Free HGlobal memory
        Marshal.FreeHGlobal(dptr);
        Marshal.FreeHGlobal(sptr);
    }
}

// The progam has the following output:
//
// Original:
// I seem to be turned around!
//
// Reversed:
// !dnuora denrut eb ot mees I

运行结果:
在这里插入图片描述

补充:

1、获取数组的指针(IntPtr)

通过Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(Array,Int32)方法获得一个数组的第某个元素的内存地址。

  • Array是数组
  • Int32是元素的索引,第一个元素是0。

注:内存地址以字节为单位,第一个元素地址为n,第二个为n+数据类型的字节数int32是4个字节,那么元素地相邻址之间差4

例如:

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class ConsoleApp1
{ 
   
    static public void Main()
    { 
   
        int[] ary = new int[] { 
    1, 2, 3 };

        IntPtr inp = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(ary, 0);
        IntPtr inp1 = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(ary, 1);
        IntPtr inp2 = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(ary, 2);

        //内存地址以字节为单位,第一个元素地址为:n,第二个为:n+数据类型的字节数。int32是4个字节,那么元素相邻址之间差4
        //每次运行结果的内存地址都不一样!!!但地址却都相差4【系统随机分配内存】
        Console.WriteLine(inp.ToString());//输出的就是一串数字,就是内存地址。输出结果:n
        Console.WriteLine(inp1.ToString());//输出的就是一串数字,就是内存地址。输出结果:n+4
        Console.WriteLine(inp2.ToString());//输出的就是一串数字,就是内存地址。输出结果:n+8

        Console.ReadLine();
    }
}

第1次运行结果:
在这里插入图片描述

第2次运行结果:
在这里插入图片描述

2、获取某个变量的指针

这里就要用到C#中的指针,用unsafe {}关键字,并设置:项目属性——>生成——>勾选“允许不安全代码”。

例如:【注:和指针p相关的变量只能出现在unsafe{}内部,外部无法使用】

using System;
using System.Runtime.InteropServices;


class ConsoleApp2
{ 
   
    static public void Main()
    { 
          
        int num = 999;

        unsafe
        { 
   
            int* p = # //建立指针P,指向变量num

            Console.WriteLine((int)p); //num的内存地址

            Console.WriteLine(*p); //引用p指向的数据,即num

            IntPtr op = new IntPtr((int)p);//构造c#类型的指针

            Console.WriteLine(Marshal.ReadInt32(op));//输出的是变量num的值

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

运行结果:
在这里插入图片描述

C#学习汇总 – 总目录

今天的文章c#中int_c++软件开发「建议收藏」分享到此就结束了,感谢您的阅读。

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