C#中结构体与字节流互相转换 [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]

一、c#结构体

 
1、定义与C++对应的C#结构体

 
在c#中的结构体不能定义指针，不能定义字符数组，只能在里面定义字符数组的引用。 
C++的消息结构体如下： 
//消息格式 4+16+4+4= 28个字节 
struct cs_message
{ 
    u32_t        cmd_type; 
    char username[16]; 
    u32_t        dstID; 
    u32_t        srcID; 
};
 
C#定义的结构体如下:
 
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
public struct my_message 
{ 
    public UInt32  cmd_type;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 16)]
    public string username;    

    public UInt32  dstID;

    public UInt32  srcID;

    public my_message(string s)
    {
        cmd_type = 0;
        username = s;
        dstID = 0;
        srcID = 0;
    } 
}
 
在C++的头文件定义中，使用了 #pragma pack 1 字节按1对齐，所以C#的结构体也必须要加上对应的特
性，LayoutKind.Sequential属性让结构体在导出到非托管内存时按出现的顺序依次布局,而对于C++的
char数组类型，C#中可以直接使用string来对应，当然了，也要加上封送的特性和长度限制。

托管代码指的是必须依靠.NET框架解释运行的代码，非托管代码一般指的是传统的不需要借助.NET框架解释的代码。在.NET出现之前，如VB,C++,DELPHI编写的程序都是非托管代码。
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 16)]
MarshalAs属性指示如何在托管代码和非托管代码之间封送数据。
很多时候我们想直接在.NET中调用我们以前写好的非托管程序或组件，这样就会出现托管代码与非托管代码之间互相调用，数据交换的问题，而MarshalAs语法就是定义非托管数据类型与大小的。

2、结构体与byte[]的互相转换
 
定义一个类，里面有2个方法去实现互转：
 
public class Converter 
{ 
    public Byte[] StructToBytes(Object structure) 
    {

        Int32 size = Marshal.SizeOf(structure); 
        Console.WriteLine(size); 
        IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(size); 
        try 
        { 
            Marshal.StructureToPtr(structure, buffer, false); 
            Byte[] bytes = new Byte[size]; 
            Marshal.Copy(buffer, bytes, 0, size); 
            return bytes; 
        } 
        finally 
        { 
            Marshal.FreeHGlobal(buffer); 
        } 
    }

    public Object BytesToStruct(Byte[] bytes, Type strcutType) 
    { 
        Int32 size = Marshal.SizeOf(strcutType); 
        IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(size); 
        try 
        { 
            Marshal.Copy(bytes, 0, buffer, size); 
            return Marshal.PtrToStructure(buffer, strcutType); 
        } 
        finally 
        { 
            Marshal.FreeHGlobal(buffer); 
        } 
    } 
}
 
3、测试结果：
 
static void Main(string[] args) 
{ 
    //定义转换类的一个对象并初始化 
    Converter Convert = new Converter();

    //定义消息结构体 
    my_message m;

    //初始化消息结构体 
    m = new my_message("yanlina"); 
    m.cmd_type = 1633837924; 
    m.srcID = 1633837924; 
    m.dstID = 1633837924;

    //使用转换类的对象的StructToBytes方法把m结构体转换成Byte 
    Byte[] message = Convert.StructToBytes(m); 
    //使用转换类的对象的BytesToStruct方法把Byte转换成m结构体 
    my_message n = (my_message)Convert.BytesToStruct(message, m.GetType()); 
    //输出测试 
    Console.WriteLine(Encoding.ASCII.GetString(message)); 
    Console.WriteLine(n.username); 
}
 
结构体的size是28个字节和c++的结构体一样，同时可以将结构体和字节数组互转，方便UDP的发送和接收。

c#补充：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]

结构体是由若干成员组成的.布局有两种
1.Sequential,顺序布局,比如
struct S1
{
  int a;
  int b;
}
那么默认情况下在内存里是先排a,再排b
也就是如果能取到a的地址,和b的地址,则相差一个int类型的长度,4字节
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)] 
struct S1
{
  int a;
  int b;
}
这样和上一个是一样的.因为默认的内存排列就是Sequential,也就是按成员的先后顺序排列.
2.Explicit,精确布局
需要用FieldOffset()设置每个成员的位置
这样就可以实现类似c的公用体的功能
[StructLayout(LayoutKind.Explicit)] 
struct S1
{
  [FieldOffset(0)]
  int a;
  [FieldOffset(0)]
  int b;
}
这样a和b在内存中地址相同


StructLayout特性支持三种附加字段：CharSet、Pack、Size。     

·   CharSet定义在结构中的字符串成员在结构被传给DLL时的排列方式。可以是Unicode、Ansi或Auto。     
  默认为Auto，在WIN   NT/2000/XP中表示字符串按照Unicode字符串进行排列，在WIN   95/98/Me中则表示按照ANSI字符串进行排列。     
·   Pack定义了结构的封装大小。可以是1、2、4、8、16、32、64、128或特殊值0。特殊值0表示当前操作平台默认的压缩大小。     
 

  [StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi)]
    public struct LIST_OPEN
    {
        public int dwServerId;
        public int dwListId;
        public System.UInt16 wRecordSize;
        public System.UInt16 wDummy;
        public int dwFileSize;
        public int dwTotalRecs;
        public NS_PREFETCHLIST sPrefetch;
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 24)]
        public string szSrcMach;
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 24)]
        public string szSrcComp;
    }

此例中用到MashalAs特性，它用于描述字段、方法或参数的封送处理格式。用它作为参数前缀并指定目标需要的数据类型。
例如，以下代码将两个参数作为数据类型长指针封送给 Windows API 函数的字符串 (LPStr)： 
[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] 
String existingfile; 
[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] 
String newfile; 
注意结构作为参数时候，一般前面要加上ref修饰符，否则会出现错误：对象的引用没有指定对象的实例。
[ DllImport( "kernel32", EntryPoint="GetVersionEx" )] 
public static extern bool GetVersionEx2( ref OSVersionInfo2 osvi );