将非常量大小的结构转换为字节数组

Question

我正在开发一个通过UDP-Messages 与µController 通信的库。为此，我使用了一个自定义协议，它基本上是一个由 2 个元素组成的结构：标头（一些元数据 + 校验和）和有效负载。 通信是通过System.Net.Sockets.UDPClient 类完成的。要转换我的数据，我使用以下函数：

private List<byte> GetBytes(object str)
{
    int size = Marshal.SizeOf(str);
    byte[] arr = new byte[size];
    IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(size);
    Marshal.StructureToPtr(str, ptr, true);
    Marshal.Copy(ptr, arr, 0, size);
    Marshal.FreeHGlobal(ptr);
    return arr.ToList();
}

如果我想发送一些不是恒定大小的有效负载，例如，如果我只想将一些可变长度的数据写入 µController，我现在遇到了问题。我目前使用的一种解决方法是将我的有效负载封装在一个恒定（最大）大小的结构中，但这对我来说似乎不是很有效。

那么，有没有什么方法可以用 C# 将非恒定大小的结构转换为字节数组？例如这个结构：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
internal struct PERIPHERY__PROTOCOL
{
    public PERIPHERY_HEADER strHeader;       
    public byte[] Data;
}

Answer 1

在您的PERIPHERY__PROTOCOL 示例中，您实际上并没有将数据放入结构中- 您正在创建一个单独的 数组并将数据放在那里。你仍然可以这样做，绝对 - 但你必须支付堆开销。在这种情况下，忘记Marshal - 你只需传递 arr 到结构。

但是，如果您的意思是“我可以在 .NET 中使用可变长度的结构吗”；不 - 不，你不能。

Answer 2

为什么要使用结构体？

使用类。此示例代码允许您添加新的数据包类型并将它们转换为字节。如果你想要将它转换回来（从字节到类）的机制，你需要添加你自己的发明。

public abstract class Packet
{
    public int PacketType { get; }

    public Packet (int packetType)
    {
        PacketType = packetType;
    }

    protected abstract byte[] GetPayload ();

    private int CalculateChecksum ()
    {
        byte[] packetTypeBytes = BitConverter.GetBytes (PacketType);
        byte[] payloadBytes    = GetPayload ();
        byte[] lengthBytes     = BitConverter.GetBytes (payloadBytes.Length);

        return 0; // add some logic to calculate checksum from all bytes
    }

    public byte[] ToBytes ()
    {
        byte[] packetTypeBytes = BitConverter.GetBytes (PacketType);
        byte[] checksumBytes   = BitConverter.GetBytes (CalculateChecksum ());
        byte[] payloadBytes    = GetPayload ();
        byte[] lengthBytes     = BitConverter.GetBytes (payloadBytes.Length);

        return packetTypeBytes.Concat (lengthBytes).Concat (checksumBytes).Concat (payloadBytes).ToArray ();

    }
}



public sealed class ActionA : Packet
{
    public string Message { get; }

    public ActionA (string message) : base (0)
    {
        Message = message;
    }

    protected override byte[] GetPayload ()
    {
        return Encoding.ASCII.GetBytes (Message);
    }


}



public sealed class ActionB : Packet
{
    public int Value { get; }

    public ActionB (int value) : base (1)
    {
        Value = value;
    }

    protected override byte[] GetPayload ()
    {
        return BitConverter.GetBytes (Value);
    }
}