Marshallen verschiedener Typen von Arrays

Artikel
04/07/2023

Ein Array ist ein Verweistyp in verwaltetem Code, der ein oder mehrere Elemente des gleichen Typs enthält. Obwohl es sich bei Arrays um Verweistypen handelt, werden sie als In-Parameter an unverwaltete Funktionen übergeben. Dieses Verhalten entspricht nicht der Art und Weise, wie verwaltete Arrays an verwaltete Objekte übergeben werden, d. h. als In-/Out-Parameter. Weitere Details finden Sie unter Kopieren und Fixieren.

Die folgende Tabelle enthält eine Liste der Marshallingoptionen für Arrays und beschreibt deren Verwendung:

Array	Beschreibung
Aus ganzen Zahlen nach Wert	Übergibt ein aus ganzen Zahlen bestehendes Array als In-Parameter.
Aus ganzen Zahlen nach Verweis	Übergibt ein aus ganzen Zahlen bestehendes Array als In-/Out-Parameter.
Aus ganzen Zahlen nach Wert (zweidimensional)	Übergibt eine Matrix aus ganzen Zahlen als In-Parameter.
Aus Zeichenfolgen nach Wert	Übergibt ein aus Zeichenfolgen bestehendes Array als In-Parameter.
Aus Strukturen mit ganzen Zahlen	Übergibt ein aus Strukturen bestehendes Array mit ganzen Zahlen als In-Parameter.
Aus Strukturen mit Zeichenfolgen	Übergibt ein aus Strukturen bestehendes Array, das nur Zeichenfolgen enthält, als In-/Out-Parameter. Member des Arrays können geändert werden.

Beispiel

Dieses Beispiel zeigt, wie die folgenden Arraytypen übergeben werden:

Array aus ganzen Zahlen nach Wert
Array aus ganzen Zahlen nach Verweis, dessen Größe geändert werden kann
Mehrdimensionales Array (Matrix) mit ganzen Zahlen nach Wert
Array aus Zeichenfolgen nach Wert
Array aus Strukturen mit ganzen Zahlen
Array aus Strukturen mit Zeichenfolgen

Sofern ein Array nicht explizit nach Verweis gemarshallt wird, wird das Standardverhalten des Arrays als In-Parameter gemarshallt. Sie können dieses Verhalten ändern, indem Sie explizit die Attribute InAttribute und OutAttribute anwenden.

Das Beispiel für Arrays verwendet die folgenden nicht verwalteten Funktionen, die jeweils zusammen mit ihrer ursprünglichen Funktionsdeklaration aufgeführt werden:

TestArrayOfInts aus PinvokeLib.dll exportiert.

int TestArrayOfInts(int* pArray, int pSize);

TestRefArrayOfInts aus PinvokeLib.dll exportiert.

int TestRefArrayOfInts(int** ppArray, int* pSize);

TestMatrixOfInts aus PinvokeLib.dll exportiert.

int TestMatrixOfInts(int pMatrix[][COL_DIM], int row);

TestArrayOfStrings aus PinvokeLib.dll exportiert.

int TestArrayOfStrings(char** ppStrArray, int size);

TestArrayOfStructs aus PinvokeLib.dll exportiert.

int TestArrayOfStructs(MYPOINT* pPointArray, int size);

TestArrayOfStructs2 aus PinvokeLib.dll exportiert.

int TestArrayOfStructs2 (MYPERSON* pPersonArray, int size);

PinvokeLib.dll ist eine benutzerdefinierte, nicht verwaltete Bibliothek, die Implementierungen für die zuvor aufgelisteten Funktionen und zwei Strukturvariablen ( MYPOINT und MYPERSON) enthält. Die Strukturen enthalten die folgenden Elemente:

typedef struct _MYPOINT  
{  
   int x;
   int y;
} MYPOINT;  
  
typedef struct _MYPERSON  
{  
   char* first;
   char* last;
} MYPERSON;

In diesem Beispiel enthalten die Strukturen MyPoint und MyPerson eingebettete Typen. Das StructLayoutAttribute -Attribut ist so eingerichtet, dass sichergestellt wird, dass die Member im Speicher sequenziell in der Reihenfolge ihres Erscheinens angeordnet sind.

Die NativeMethods -Klasse enthält eine Reihe von Methoden, die von der App -Klasse aufgerufen werden. Spezifische Details zum Übergeben von Array finden Sie in den Kommentaren im folgenden Beispiel. Ein Array vom Typ "Verweis" wird standardmäßig als In-Parameter übergeben. Damit das aufrufende Programm die Ergebnisse erhält, müssen InAttribute und OutAttribute explizit dem Argument hinzugefügt werden, das das Array enthält.

Deklarieren von Prototypen

// Declares a managed structure for each unmanaged structure.
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct MyPoint
{
    public int X;
    public int Y;

    public MyPoint(int x, int y)
    {
        this.X = x;
        this.Y = y;
    }
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi)]
public struct MyPerson
{
    public string First;
    public string Last;

    public MyPerson(string first, string last)
    {
        this.First = first;
        this.Last = last;
    }
}

internal static class NativeMethods
{
    // Declares a managed prototype for an array of integers by value.
    // The array size cannot be changed, but the array is copied back.
    [DllImport("..\\LIB\\PinvokeLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    internal static extern int TestArrayOfInts(
        [In, Out] int[] array, int size);

    // Declares a managed prototype for an array of integers by reference.
    // The array size can change, but the array is not copied back
    // automatically because the marshaler does not know the resulting size.
    // The copy must be performed manually.
    [DllImport("..\\LIB\\PinvokeLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    internal static extern int TestRefArrayOfInts(
        ref IntPtr array, ref int size);

    // Declares a managed prototype for a matrix of integers by value.
    [DllImport("..\\LIB\\PinvokeLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    internal static extern int TestMatrixOfInts(
        [In, Out] int[,] pMatrix, int row);

    // Declares a managed prototype for an array of strings by value.
    [DllImport("..\\LIB\\PinvokeLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    internal static extern int TestArrayOfstrings(
        [In, Out] string[] stringArray, int size);

    // Declares a managed prototype for an array of structures with integers.
    [DllImport("..\\LIB\\PinvokeLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    internal static extern int TestArrayOfStructs(
        [In, Out] MyPoint[] pointArray, int size);

    // Declares a managed prototype for an array of structures with strings.
    [DllImport("..\\LIB\\PinvokeLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    internal static extern int TestArrayOfStructs2(
        [In, Out] MyPerson[] personArray, int size);
}

' Declares a managed structure for each unmanaged structure.
<StructLayout(LayoutKind.Sequential)>
Public Structure MyPoint
    Public x As Integer
    Public y As Integer
    Public Sub New(x As Integer, y As Integer)
        Me.x = x
        Me.y = y
    End Sub
End Structure

<StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet:=CharSet.Ansi)>
Public Structure MyPerson
    Public first As String
    Public last As String
    Public Sub New(first As String, last As String)
        Me.first = first
        Me.last = last
    End Sub
End Structure

Friend Class NativeMethods
    ' Declares a managed prototype for an array of integers by value.
    ' The array size cannot be changed, but the array is copied back.
    <DllImport("..\LIB\PinvokeLib.dll", CallingConvention:=CallingConvention.Cdecl)>
    Friend Shared Function TestArrayOfInts(
        <[In], Out> ByVal myArray() As Integer, ByVal size As Integer) _
        As Integer
    End Function

    ' Declares managed prototype for an array of integers by reference.
    ' The array size can change, but the array is not copied back 
    ' automatically because the marshaler does not know the resulting size.
    ' The copy must be performed manually.
    <DllImport("..\LIB\PinvokeLib.dll", CallingConvention:=CallingConvention.Cdecl)>
    Friend Shared Function TestRefArrayOfInts(
        ByRef myArray As IntPtr, ByRef size As Integer) As Integer
    End Function

    ' Declares a managed prototype for a matrix of integers by value.
    <DllImport("..\LIB\PinvokeLib.dll", CallingConvention:=CallingConvention.Cdecl)>
    Friend Shared Function TestMatrixOfInts(
        <[In], Out> ByVal matrix(,) As Integer, ByVal row As Integer) _
        As Integer
    End Function

    ' Declares a managed prototype for an array of strings by value.
    <DllImport("..\LIB\PinvokeLib.dll", CallingConvention:=CallingConvention.Cdecl)>
    Friend Shared Function TestArrayOfStrings(
        <[In], Out> ByVal strArray() As String, ByVal size As Integer) _
        As Integer
    End Function

    ' Declares a managed prototype for an array of structures with 
    ' integers.
    <DllImport("..\LIB\PinvokeLib.dll", CallingConvention:=CallingConvention.Cdecl)>
    Friend Shared Function TestArrayOfStructs(
        <[In], Out> ByVal pointArray() As MyPoint, ByVal size As Integer) _
        As Integer
    End Function

    ' Declares a managed prototype for an array of structures with strings.
    <DllImport("..\LIB\PinvokeLib.dll", CallingConvention:=CallingConvention.Cdecl)>
    Friend Shared Function TestArrayOfStructs2(
        <[In], Out> ByVal personArray() As MyPerson, ByVal size As Integer) _
        As Integer
    End Function
End Class

Aufrufen von Funktionen

public class App
{
    public static void Main()
    {
        // array ByVal
        int[] array1 = new int[10];
        Console.WriteLine("Integer array passed ByVal before call:");
        for (int i = 0; i < array1.Length; i++)
        {
            array1[i] = i;
            Console.Write(" " + array1[i]);
        }

        int sum1 = NativeMethods.TestArrayOfInts(array1, array1.Length);
        Console.WriteLine("\nSum of elements:" + sum1);
        Console.WriteLine("\nInteger array passed ByVal after call:");

        foreach (int i in array1)
        {
            Console.Write(" " + i);
        }

        // array ByRef
        int[] array2 = new int[10];
        int size = array2.Length;
        Console.WriteLine("\n\nInteger array passed ByRef before call:");
        for (int i = 0; i < array2.Length; i++)
        {
            array2[i] = i;
            Console.Write(" " + array2[i]);
        }

        IntPtr buffer = Marshal.AllocCoTaskMem(Marshal.SizeOf(size)
           * array2.Length);
        Marshal.Copy(array2, 0, buffer, array2.Length);

        int sum2 = NativeMethods.TestRefArrayOfInts(ref buffer, ref size);
        Console.WriteLine("\nSum of elements:" + sum2);
        if (size > 0)
        {
            int[] arrayRes = new int[size];
            Marshal.Copy(buffer, arrayRes, 0, size);
            Marshal.FreeCoTaskMem(buffer);
            Console.WriteLine("\nInteger array passed ByRef after call:");
            foreach (int i in arrayRes)
            {
                Console.Write(" " + i);
            }
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("\nArray after call is empty");
        }

        // matrix ByVal
        const int DIM = 5;
        int[,] matrix = new int[DIM, DIM];

        Console.WriteLine("\n\nMatrix before call:");
        for (int i = 0; i < DIM; i++)
        {
            for (int j = 0; j < DIM; j++)
            {
                matrix[i, j] = j;
                Console.Write(" " + matrix[i, j]);
            }

            Console.WriteLine("");
        }

        int sum3 = NativeMethods.TestMatrixOfInts(matrix, DIM);
        Console.WriteLine("\nSum of elements:" + sum3);
        Console.WriteLine("\nMatrix after call:");
        for (int i = 0; i < DIM; i++)
        {
            for (int j = 0; j < DIM; j++)
            {
                Console.Write(" " + matrix[i, j]);
            }

            Console.WriteLine("");
        }

        // string array ByVal
        string[] strArray = { "one", "two", "three", "four", "five" };
        Console.WriteLine("\n\nstring array before call:");
        foreach (string s in strArray)
        {
            Console.Write(" " + s);
        }

        int lenSum = NativeMethods.TestArrayOfstrings(strArray, strArray.Length);
        Console.WriteLine("\nSum of string lengths:" + lenSum);
        Console.WriteLine("\nstring array after call:");
        foreach (string s in strArray)
        {
            Console.Write(" " + s);
        }

        // struct array ByVal
        MyPoint[] points = { new MyPoint(1, 1), new MyPoint(2, 2), new MyPoint(3, 3) };
        Console.WriteLine("\n\nPoints array before call:");
        foreach (MyPoint p in points)
        {
            Console.WriteLine($"X = {p.X}, Y = {p.Y}");
        }

        int allSum = NativeMethods.TestArrayOfStructs(points, points.Length);
        Console.WriteLine("\nSum of points:" + allSum);
        Console.WriteLine("\nPoints array after call:");
        foreach (MyPoint p in points)
        {
            Console.WriteLine($"X = {p.X}, Y = {p.Y}");
        }

        // struct with strings array ByVal
        MyPerson[] persons =
        {
            new MyPerson("Kim", "Akers"),
            new MyPerson("Adam", "Barr"),
            new MyPerson("Jo", "Brown")
        };

        Console.WriteLine("\n\nPersons array before call:");
        foreach (MyPerson pe in persons)
        {
            Console.WriteLine($"First = {pe.First}, Last = {pe.Last}");
        }

        int namesSum = NativeMethods.TestArrayOfStructs2(persons, persons.Length);
        Console.WriteLine("\nSum of name lengths:" + namesSum);
        Console.WriteLine("\n\nPersons array after call:");
        foreach (MyPerson pe in persons)
        {
            Console.WriteLine($"First = {pe.First}, Last = {pe.Last}");
        }
    }
}

Public Class App
    Public Shared Sub Main()
        ' array ByVal
        Dim array1(9) As Integer

        Console.WriteLine("Integer array passed ByVal before call:")
        Dim i As Integer
        For i = 0 To array1.Length - 1
            array1(i) = i
            Console.Write(" " & array1(i))
        Next i

        Dim sum1 As Integer = NativeMethods.TestArrayOfInts(array1, array1.Length)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Sum of elements:" & sum1)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Integer array passed ByVal after call:")
        For Each i In array1
            Console.Write(" " & i)
        Next i

        ' array ByRef
        Dim array2(9) As Integer
        Dim arraySize As Integer = array2.Length
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & ControlChars.CrLf &
            "Integer array passed ByRef before call:")
        For i = 0 To array2.Length - 1
            array2(i) = i
            Console.Write(" " & array2(i))
        Next i
        Dim buffer As IntPtr = Marshal.AllocCoTaskMem(Marshal.SizeOf(
            arraySize) * array2.Length)
        Marshal.Copy(array2, 0, buffer, array2.Length)
        Dim sum2 As Integer = NativeMethods.TestRefArrayOfInts(buffer,
            arraySize)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Sum of elements:" & sum2)

        If arraySize > 0 Then
            Dim arrayRes(arraySize - 1) As Integer
            Marshal.Copy(buffer, arrayRes, 0, arraySize)
            Marshal.FreeCoTaskMem(buffer)

            Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Integer array passed ByRef after call:")
            For Each i In arrayRes
                Console.Write(" " & i)
            Next i
        Else
            Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Array after call is empty")
        End If

        ' matrix ByVal 
        Const [DIM] As Integer = 4
        Dim matrix([DIM], [DIM]) As Integer

        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & ControlChars.CrLf &
            "Matrix before call:")
        For i = 0 To [DIM]
            Dim j As Integer
            For j = 0 To [DIM]
                matrix(i, j) = j
                Console.Write(" " & matrix(i, j))
            Next j
            Console.WriteLine("")
        Next i

        Dim sum3 As Integer = NativeMethods.TestMatrixOfInts(matrix, [DIM] + 1)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Sum of elements:" & sum3)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Matrix after call:")
        For i = 0 To [DIM]
            Dim j As Integer
            For j = 0 To [DIM]
                Console.Write(" " & matrix(i, j))
            Next j
            Console.WriteLine("")
        Next i

        ' string array ByVal 
        Dim strArray As String() = {"one", "two", "three", "four",
            "five"}
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & ControlChars.CrLf &
            "String array before call:")
        Dim s As String
        For Each s In strArray
            Console.Write(" " & s)
        Next s
        Dim lenSum As Integer = NativeMethods.TestArrayOfStrings(
            strArray, strArray.Length)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf &
            "Sum of string lengths:" & lenSum)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "String array after call:")
        For Each s In strArray
            Console.Write(" " & s)
        Next s

        ' struct array ByVal 
        Dim points As MyPoint() = {New MyPoint(1, 1), New MyPoint(2, 2),
            New MyPoint(3, 3)}
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & ControlChars.CrLf &
            "Points array before call:")
        Dim p As MyPoint
        For Each p In points
            Console.WriteLine($"x = {p.x}, y = {p.y}")
        Next p
        Dim allSum As Integer = NativeMethods.TestArrayOfStructs(points,
            points.Length)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Sum of points:" & allSum)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Points array after call:")
        For Each p In points
            Console.WriteLine($"x = {p.x}, y = {p.y}")
        Next p

        ' struct with strings array ByVal 
        Dim persons As MyPerson() = {New MyPerson("Kim", "Akers"),
            New MyPerson("Adam", "Barr"),
            New MyPerson("Jo", "Brown")}
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & ControlChars.CrLf &
            "Persons array before call:")
        Dim pe As MyPerson
        For Each pe In persons
            Console.WriteLine($"first = {pe.first}, last = {pe.last}")
        Next pe

        Dim namesSum As Integer = NativeMethods.TestArrayOfStructs2(persons,
            persons.Length)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & "Sum of name lengths:" &
            namesSum)
        Console.WriteLine(ControlChars.CrLf & ControlChars.CrLf _
            & "Persons array after call:")
        For Each pe In persons
            Console.WriteLine($"first = {pe.first}, last = {pe.last}")
        Next pe
    End Sub
End Class

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Beispiel

Deklarieren von Prototypen

Aufrufen von Funktionen

Siehe auch

Zusätzliche Ressourcen