C#调用C++ DLL返回unsigned char拼接字符串出现乱码如何解决？

错误原因 #

• C++返回了栈内存地址：你在函数内定义的unsigned char c[20]是栈上的局部变量，函数执行结束后这块内存会被系统自动回收，返回的指针指向无效内存，访问时自然出现乱码。
• 拼接结果无字符串结束符：C/C++中字符串以\0作为结束标识，你拼接完成后没有添加该标识，读取逻辑无法判断字符串的结束位置。
• C#端编码不匹配：Marshal.PtrToStringAuto默认按Unicode（UTF-16）编码读取内存，但是C++中存储的是ASCII编码的字节，编码不一致也会导致乱码。

修复方案 #

C++端修改 #

改用堆内存存储拼接结果，添加结束符，同时配套提供内存释放函数避免内存泄漏：

#include <malloc.h>
// 拼接函数
_declspec(dllexport) unsigned char * concat_fun(unsigned char a[], unsigned char b[], int d, int e) {
    int i, ind = 0;
    // 堆上分配内存，长度为两个数组长度之和+1（存储结束符）
    unsigned char* c = (unsigned char*)malloc(d + e + 1);
    for (i = 0; i < d; i++) {
        c[ind] = a[i];
        ind++;
    }
    for (i = 0; i < e; i++) {
        c[ind] = b[i];
        ind++;
    }
    // 添加字符串结束符
    c[ind] = '\0';
    return c;
}
// 配套释放内存的函数
_declspec(dllexport) void free_buffer(unsigned char* buf) {
    if (buf != NULL) {
        free(buf);
    }
}

C#端修改 #

导入内存释放函数，使用对应ASCII编码的方法读取字符串，读取完成后释放C++分配的堆内存：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;   
using System.Text;

class HelloWorld
{
    [DllImport("cpp_func.dll")]
    public static extern IntPtr concat_fun(byte[] a,byte[] b, int c, int d);
    
    // 导入内存释放函数
    [DllImport("cpp_func.dll")]
    public static extern void free_buffer(IntPtr buf);

    static void Main()
    {
        string hello = "hello", world = "world", final;
        byte[] hel = Encoding.ASCII.GetBytes(hello);
        byte[] wor = Encoding.ASCII.GetBytes(world);
        IntPtr return_value = concat_fun(hel, wor, hel.Length, wor.Length);
        // 按ASCII编码读取字符串
        final = Marshal.PtrToStringAnsi(return_value);
        Console.WriteLine("Concatenated string:" +final);
        // 释放C++分配的堆内存，避免泄漏
        free_buffer(return_value);
        Console.Read();
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tespildox