如何将 .NET 字符串正确编组为本机代码的 std::wstrings？答案

【问题标题】：How to correctly marshal .NET Strings to std::wstrings for native code?如何将 .NET 字符串正确编组为本机代码的 std::wstrings？
【发布时间】：2015-06-23 09:21:43
【问题描述】：

我有一个第三方库，它有一个类，其中构造函数采用std::wstring。

构造函数由第三方在头文件中这样定义：

Something(const std::wstring &theString);

我的头文件有这个：

extern "C" __declspec(dllexport) ThirdParty::Something* createSomething(const std::wstring &theString);

我的实现是这样的：

ThirdParty::Something* Bridge::createSomething(const std::wstring &theString) {
    return new ThirdParty::Something(theString);
}

现在在我的 C# 示例程序中，我有：

[DllImport("Bridge.dll", CallingConvention=CallingConvention.StdCall, CharSet=CharSet.Unicode)]
public static extern IntPtr createSomething(StringBuilder theString);

当我现在尝试这样称呼时：

IntPtr ip = createSomething(new StringBuilder("foo"));

我收到了AccessViolationException。当我使用String 而不是StringBuilder 时，我得到一个SEHException。

我遗漏了什么或做错了什么？

编辑当我在createSomething 函数中只使用return 0 时，我在使用String 时得到一个StackImbalanceException。

【问题讨论】：

您需要一些 C++/CLI 和/或一些纯 C++（您可以选择）。您不能从 C# 创建 C++ 对象。
我尝试按照本教程进行操作：codeproject.com/Articles/18032/How-to-Marshal-a-C-Class，他们在那里做我正在尝试的事情。
一般来说，与第三方 C++ 库的链接是一团糟……如果你使用相同的编译器和 C++ 库的相同选项，那么就没有问题……否则就是糟糕...
该教程不会创建std::string 或std::wstring。而且这两种解决方案都需要创建一个 C/C++ 桥，其中桥不接受 C++ 对象...

标签： c# c++ string interop marshalling

【解决方案1】：

在 DLL 接口边界处具有 STL 类非常脆弱并且高度约束，例如，您必须注意 DLL 及其客户端都是使用 same C++ 编译器版本，带有 same 开关，与 CRT 的 same 风格的链接等。此外，它不能在原生 C++ 和 C# 之间“开箱即用”地工作。

对于 C++ 和 .NET 互操作，我建议您使用 C++/CLI 在您的原生 C++ 代码组件和您的 .NET C# 代码之间构建一个桥接层。

如果您选择这样做，在本机 C++ 代码（例如，使用 std::wstring）和 .NET 代码（使用 .NET 的托管 Strings）之间编组字符串，您可以使用 Microsoft 构建并在此处列出的包装器：

Overview of Marshaling in C++

例如，要将 .NET 托管字符串转换为本机 C++ std::wstring，您可能需要使用如下代码：

#include <string>
#include <msclr\marshal_cppstd.h>

System::String^ managedString = "Connie";
std::wstring nativeString 
    = msclr::interop::marshal_as<std::wstring>(managedString);

【讨论】：

请务必注意，使用 C++/CLI 不会解决第一段中描述的问题。使用 C++/CLI 进行互操作的前提是没有版本不匹配。
@xanatos：你是对的。我认为最好的“隔离”是构建 COM 组件（确实有学习曲线）或具有 纯 C 接口的 DLL。

【解决方案2】：

我不相信 .Net marshaller 支持 C++ ABI。

您需要将 .Net 字符串编组为 wchar_t*，然后在本机端创建 std::wstring。

或者，您可以使用 C++/CLI（假设 msvc）为您调解两者（通过 marshal_as），它理解 .Net 字符串并有编组器将其编组为 std::wstring。 Microsoft 提供了几种标准封送处理程序，请参阅他们的overview here。

我的经验通常是 C++/CLI 存根在这些情况下更简洁更容易（您的里程会在此处有所不同），否则您可以尝试为第三方库提供简单的 C 样式 API你。

您的示例代码暗示了一段 Bridge 可能已经在您的控制之下的代码。考虑使桥接器中的接口尽可能简单（内置类型、POD 等），并且应该简化第三方库的集成。

另外值得注意的是，如果你要链接第三方的C++库，是使用相同的编译器、设置、调用约定和运行时等。做，否则你仍然会遇到 ABI 问题。为外部库提供导出 C++ 接口（包括 STL）并不总是一个好主意。

基本上有几种方法可以将这些代码片段链接在一起，您必须选择一种适合所使用的工具链的方法。

【讨论】：

链接第三方 DLL 的主要问题是 C++ 运行时版本的混合...例如参见 siomsystems.com/mixing-visual-studio-versions 参见 传递 C/C++ 对象（非原始数据）对象）章节。
在 .Net 字符串编组之外，还有许多其他 C++ 问题在起作用。假设他们具有与供应商相同的编译器等。好点，值得添加到答案中。

【解决方案3】：

解决方案要简单得多、简单得多！我只是忘记了__stdcall，需要使用wchar_t。

我的标题条目现在看起来像：

extern "C" __declspec(dllexport) ThirdParty::Something* __stdcall createSomething(wchar_t* theString);

实现也是如此：

ThirdParty::Something* __stdcall Bridge::createSomething(wchar_t* theString) {
    std::wstring theWString = std::wstring(theString);
    return new ThirdParty::Something(theWString);
}

现在我可以传入Strings 和StringBuilders。

【讨论】：