将结构数组从 .NET 编组到 C++：何时进行复制？

Question

考虑像 System.Drawing.Point 这样的结构 - 具有 LayoutKind.Sequential 并且仅包含原始成员的结构。我有一个此类结构的 C# 数组。

我通过 P/Invoke 将其传递给（非托管）C++ 函数。在 C++ 方面，有相应的结构定义（例如 struct Point { int x, y; }; ）。该函数采用 Point* 参数。

我的问题是，在什么情况下 CLR 会复制数据，在什么情况下它只是固定数据？变量包括：

• 数组类型：一维或矩形
• C# 函数定义 - 使用 Point* 或 Point[] / Point[,]
• 使用 fixed(Point*pointer = array) 或不使用

我想避免复制，因为它很慢。

Answer 1

我在固定方面没有太多经验，但是根据我对 MSDN 的阅读，您的结构应该被固定而不是复制。相关参考文献：

1. 使用 PInvoke 编组数据
2. 复制并固定
3. 可传送和不可传送类型
4. 值类型的默认编组

来自#2：

格式化 blittable 类在托管和非托管内存中具有固定布局（格式化）和通用数据表示形式。当这些类型需要封送时，指向堆中对象的指针将直接传递给被调用者。

并且您的 Point 结构在 #3 中作为示例给出，因此它符合 blittable 类型。

我注意到固定对象的一些开销 此处，但那是针对固定字节[]，这可能与您的不同点[]。

Answer 2

结构体按值引用，类按引用引用。

这意味着你总是有一个结构体，并且你进行赋值，它的值会被复制，就像你使用 int a = b; 时一样。 a 具有 b 的值，而不是指向 b，因此如果更改 a 的值，b 将不会更新。

如果你有一个数组，它在内部存储一个默认向量、类的指针和结构的结构默认值。请注意，如果结构包含引用类型（类）的成员，则会存储设置为 null 的指针。

假设您

Point p = new Point(0, 1);
Point[] pa = new Point[10];
pa[0] = p;
++p.X;

在打印值时因为 Point 是一个结构体（值类型）

p: {1, 1}
pa[0]: {0, 1}
pa[1-9]: {0, 0}

对于 C++，您可以使用 foo(Point *pa) 或 foo(Point[] pa) 获得相同的结果；在 C# 中，在一维数组中使用 foo(Point[] pa) 。对于 C++ 中的矩形 foo(Point **pa) 和 C# 中的 foo(Point[][])