如何将 C# 字节数组转换为结构化数据？

Question

我通过 USB 将 64 字节数据包传递给微控制器。在微控制器 C 代码中，数据包具有以下结构，

typedef union
{
    unsigned char data[CMD_SIZE];
    cmd_get_t get;
    // plus more union options
} cmd_t;

与

typedef struct
{
    unsigned char cmd;          //!< Command ID
    unsigned char id;           //!< Packet ID
    unsigned char get_id;       //!< Get identifier
    unsigned char rfu[3];       //!< Reserved for future use
    union
    {
        unsigned char data[58];     //!< Generic data
        cmd_get_adc_t adc;          //!< ADC data
        // plus more union options
    } data;                     //!< Response data
} cmd_get_t;

和

typedef struct
{
    int16_t supply;
    int16_t current[4];
} cmd_get_adc_t;

在 C# 的 PC 端，我提供了一个函数，该函数将 64 字节数据包作为 Byte[] 返回。该函数使用 Marshal.Copy 将接收到的数据复制到 Byte[] 数组中。然后我使用了一个 C# 结构体

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack=1)]
    public struct COMMAND_GET_ADC
    {
        public byte CommandID;
        public byte PacketID;
        public byte GetID;
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=3)]
            public byte[] RFU;
        public short Supply;
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=4)]
            public short[] Current;
    }

并再次使用 Marshal.Copy 将字节数组复制到结构中，以便我可以将其用作结构化数据，例如

COMMAND_GET_ADC cmd = (COMMAND_GET_ADC)RawDeserialize(INBuffer, 1, typeof(COMMAND_GET_ADC));
short supply = cmd.Supply;

与

public static object RawDeserialize(Byte[] rawData, int position, Type anyType)
{
    int rawsize = Marshal.SizeOf(anyType);
    if(rawsize > rawData.Length)
    {
        return null;
    }
    IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(rawsize);
    Marshal.Copy(rawData, position, buffer, rawsize);
    object retobj = Marshal.PtrToStructure(buffer, anyType);
    Marshal.FreeHGlobal(buffer);
    return retobj;
}

这感觉就像我正在制作大量数据副本，并且好像它可能不是实现我想要的最有效的方式。我还需要将结构化数据转换回字节数组以向设备发送命令。我有一个使用相同过程的方法（即使用结构，然后将其序列化为字节数组并将字节数组传递给写入函数）。

还有更好的选择吗？

Answer 1

如果您可以使用不安全的代码，您可以使用 'fixed' 关键字将字节数组转换为指向您的结构的指针。

Answer 2

如果您自己调用本机 dll，您可以定义您的 DllImport-s，以便它们直接返回并接受 COMMAND_GET_ADC - 前提是您的结构正确表示。框架本身应该处理它。

如果您必须使用提供给您的方法所要求的字节数组 - 那么我不知道，我从未有过这样的限制。我总是尝试以与原生 dll 相同的方式来表示我的互操作性数据，但我不记得我在这方面遇到过重大问题。

编辑：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public struct COMMAND_GET
{
    [FieldOffset(0)]
    public byte CommandID;
    [FieldOffset(1)]
    public byte PacketID;
    [FieldOffset(2)]
    public byte GetID;
    [FieldOffset(3)]
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=3)]
    public byte[] RFU;
    [FieldOffset(6)]
    public ADC_Data Adc_data;
    [FieldOffset(6)]
    public SomeOther_Data other_data;
    [FieldOffset(6)]
    ....
}


[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack=1)]
public struct ADC_Data
{
    public short Supply;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=4)]
    public short[] Current;
}

基本上你有 FieldOffset(6) 你在 cmd_get_t 中创建类似数据联合的联合