c# - 将数据从 C++ 传递到 C# 的最有效方法

Question

我正在寻找将大量数据从 C++(结构或值类？)传输到 C# 类的最佳方法，并尽可能少地复制数据。在下面的示例代码中，我有一个可能非常大(10+ 百万)的 SubClass 对象 vector 。所以我想尽可能避免数据复制。

我应该/我可以先在 GC 中分配对象并直接在 C++ 中使用它们而忘记 native C++ 结构吗？ (性能是我关心的问题。)

或者，是否有一些技巧可以利用 C++ 中分配的内容而不会导致数据复制？

这是我想用作托管和非托管代码之间传输的内容的示例。

#include <string>
#include <vector>
struct SubClass {
    std::string DataItem1;
    // lots more here
    std::string DataItem50;
};

struct Sample {
    int IntValue;
    std::string StringValue;
    std::vector<std::string> SmallList;
    std::vector<SubClass> HugeList;
};

如果我可以避免陷入 pinvoke 和 COM 类的杂草，我会更喜欢它。

Answer 1

遵循 Unity(使用 C#)的示例，Native plugin example使用 GC 句柄将数据从 C# 传输到 C++。我们可以尝试相反的方法，将数据从 C++ 发送到 C#。
固定一个 C# 变量以允许更快的复制。

using System;
using System.Collections;
using System.Runtime.InteropServices;
// vertices is a Vector3[], where Vector3 is a struct 
// of 3 floats using a sequential layout attribute
void test(){
GCHandle gcVertices = GCHandle.Alloc (vertices, GCHandleType.Pinned); 
}

使用编码(marshal)处理将句柄传输到 C++。你不得不复制一些东西是不可避免的。这里复制一个指针应该就足够了。更多关于 Microsoft 编码的信息 doc .

[DllImport("your dll")]
private static extern void SendHandle(IntPtr vertexHandle, int vertexCount);
SendHandle(gcVertices, vertices.Length);

在 C++ 中，您将收到作为指向您选择的 C++ 类型的指针类型的句柄。在这种情况下，vertices是 3 个浮点数的结构列表。引用代码决定使用float * .您只需要根据指向的类型正确地进行指针运算，包括 void * 的情况。 .

extern "C" __decl(dllexport) void SendHandle(float* vertices, int vertexCount);

这里的示例代码直接从指针复制数据，但您也可以写入指针的位置。

for (int i = 0 ; i < vertexCount; i++)
{
   // read from C# heap
   float x = vertices[0];
   float y = vertices[1];
   float z = vertices[2];

   // write to C# heap
   *vertices = sqrt(x);
   *(vertices + 1) = sqrt(y);
   *(vertices + 2) = sqrt(z);

   vertices += 3; // because it is a list of struct of 3 floats
}

从 C# 端清除固定句柄以恢复垃圾收集器。

gcVertices.Free();

至于字符串，我相信互操作库有一个为您处理指针算术和复制的实现。您可以直接在公开的导出函数中使用字符串类型，只要您指定如何使用 MarshalAs 对其进行编码(marshal)处理即可。 C# 中的属性和 C++ 中的库，如果您不转换为 C 类型 char * .