C#传递coordpt结构体锯齿数组到C++ DLL异常排查与实现优化

1 现有代码的错误分析 #

你给出的代码存在多处直接导致内存访问异常的错误，具体如下：

• 结构体定义严重错误
  你把C中值类型的coordpt定义成了C#的引用类型class，封送时会多一层指针，完全不符合C的内存布局。其次LayoutKind.Explicit的偏移值设置错误：double类型占8字节，x偏移为0，y的偏移应该是8，你写FieldOffset(1)会导致两个字段内存完全重叠，传递的数据全部错乱。
  正确的结构体定义如下：

  [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
  public struct coordpt
  {
      public double x;
      public double y;
  
      public coordpt(double x, double y)
      {
          this.x = x;
          this.y = y;
      }
  }
  

• 调用约定可能不匹配
  头文件中定义如果是__WATCOMC__编译环境，函数调用约定是__stdcall，你当前DllImport写的是CallingConvention.Cdecl，如果DLL是Watcom编译器生成的，调用约定不匹配会直接导致栈不平衡，触发内存访问错误，可先改为CallingConvention.StdCall测试。
• StructureToPtr参数错误
  Marshal.StructureToPtr的第三个参数fDeleteOld你传了true，但你通过AllocCoTaskMem申请的是全新内存，里面没有需要释放的旧结构数据，传true会让CLR尝试释放未初始化内存的内容，直接触发访问违规，该参数应该传false。
• 其他隐患
  直接对IntPtr做整数加法在32位运行环境下可能溢出，建议使用IntPtr.Add计算偏移；你当前只申请了非托管内存，没有对应的释放逻辑，会导致内存泄漏。

上述错误均会直接触发你遇到的AccessViolationException异常。

2 更简便的锯齿数组传递实现 #

如果允许使用unsafe代码，可以省略逐个拷贝结构体的步骤，直接固定数组内存传递，实现更简单、性能更高：

// 调用逻辑示例
unsafe
{
    GCHandle[] rowHandles = new GCHandle[inputArrayOfArrays.Length];
    IntPtr[] ptrArr = new IntPtr[inputArrayOfArrays.Length];
    for (int i = 0; i < inputArrayOfArrays.Length; i++)
    {
        // 固定每一行的数组内存
        rowHandles[i] = GCHandle.Alloc(inputArrayOfArrays[i], GCHandleType.Pinned);
        ptrArr[i] = rowHandles[i].AddrOfPinnedObject();
    }
    // 调用DLL函数
    int result = CPlusPlusFunction(ptrArr, NumberOfArrays, arrayContainesTheSizeOfEachArray);
    // 释放固定句柄
    foreach (var handle in rowHandles)
    {
        handle.Free();
    }
}

这种方式不需要手动申请、拷贝内存，依托GC的固定机制实现，逻辑更简洁，也不会有内存泄漏风险，前提是C++函数不会在返回后仍持有传入的指针地址。
如果不能使用unsafe代码，修复现有封送方法的错误后也可正常使用，注意调用完DLL函数后要逐个释放你申请的CoTaskMem内存即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Eran.G