C++传递数组到C#时arrayPtr为null引发Marshal.Copy报错问题求解

你的代码存在3个核心错误，直接导致指针返回null和后续潜在崩溃：

• C++侧函数参数是值传递的int*，函数内修改arrayPtr只会改动函数栈上的局部副本，根本不会把地址回传给外层调用方，这是C#拿到空指针的直接原因
• C++函数内定义的int array[] = {1,2}是栈上局部变量，函数返回时对应栈帧直接销毁，就算指针传递正确，拿到的也是指向已回收内存的野指针，读取时会出现脏数据或访问违例
• C#侧Marshal.Copy的最后一个参数是待复制的元素个数，不是字节总长度，你传入计算出的字节数会导致内存拷贝越界

方案1：C++侧分配堆内存回传（适合数组长度动态变化的场景） #

需要修改C++侧参数为二级指针用于回传数组地址，配套内存释放接口避免泄漏，代码如下：

C++头文件定义 #

extern "C" GMSH_API void GMSH_Model_OCC_Fragments(int** outArrayPtr, int* outArrayLen);
extern "C" GMSH_API void GMSH_Free_Array(int* arrayPtr);

C++实现代码 #

void GMSH_Model_OCC_Fragments(int** outArrayPtr, int* outArrayLen)
{
    *outArrayLen = 2;
    // 必须在堆上分配数组内存，不能使用栈上局部变量
    int* heapArray = new int[2]{1, 2};
    *outArrayPtr = heapArray;
}

void GMSH_Free_Array(int* arrayPtr)
{
    // 配套释放C++侧new出来的数组内存
    delete[] arrayPtr;
}

C#侧调用代码 #

[DllImport("GMSHCSHARP.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern void GMSH_Model_OCC_Fragments(out IntPtr arrayPtr, out int arrayLen);
[DllImport("GMSHCSHARP.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern void GMSH_Free_Array(IntPtr arrayPtr);     
    
public void Create()
{
    IntPtr arrayPtr = IntPtr.Zero;
    int arrayLen = 0;
    GMSH_Model_OCC_Fragments(out arrayPtr, out arrayLen);
    try
    {
        int[] returnArray = new int[arrayLen];
        // 最后一个参数直接传元素个数，不需要计算字节长度
        Marshal.Copy(arrayPtr, returnArray, 0, arrayLen);
        // 此处可正常使用returnArray
    }
    finally
    {
        if (arrayPtr != IntPtr.Zero)
        {
            GMSH_Free_Array(arrayPtr);
        }
    }
}

方案2：C#侧预分配数组传入（适合数组长度固定的场景） #

不需要来回传指针、手动拷贝内存，实现更简单，也没有内存泄漏风险：

C++实现代码 #

extern "C" GMSH_API void GMSH_Model_OCC_Fragments(int* outArray, int arrayLen);

void GMSH_Model_OCC_Fragments(int* outArray, int arrayLen)
{
    // 需保证传入的数组长度足够容纳要写入的数据
    outArray[0] = 1;
    outArray[1] = 2;
}

C#侧调用代码 #

[DllImport("GMSHCSHARP.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern void GMSH_Model_OCC_Fragments(int[] outArray, int arrayLen);     
    
public void Create()
{
    int[] returnArray = new int[2];
    GMSH_Model_OCC_Fragments(returnArray, returnArray.Length);
    // 调用完成后returnArray直接拿到{1,2}，可直接使用
}

• 禁止返回C++函数内栈上局部变量的地址，函数退出后栈内存自动回收，指针会失效
• 要跨层回传指针时，C++侧必须使用二级指针接收参数，值传递的指针无法把地址写回外层
• 不要用Marshal.FreeHGlobal释放C侧通过new分配的内存，二者内存堆不匹配，必须调用C侧配套的释放接口

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Aris Theo