C# 中的 IntPtr

C# 中的 IntPtr

IntPtr 是 C# 中用于表示指针或句柄的结构，它在处理非托管代码、与 Windows API 交互或管理非托管资源时非常有用。IntPtr 是一个平台无关的类型，能够在 32 位和 64 位系统之间自适应，通常用于存储指针地址或句柄。

特点

1. 平台无关性：IntPtr 在 32 位和 64 位应用程序中能够适应不同的指针大小。
2. 操作：提供了多种方法和运算符用于处理指针运算，如加减法等。
3. 内存管理：常与 Marshal 类一起使用，用于处理非托管内存的分配和释放。

示例 1: C# 创建 IntPtr 并释放

1. C++ 代码

首先，创建一个简单的 C++ 动态链接库（DLL）。以下是一个名为 MyLibrary.cpp 的 C++ 文件：

// MyLibrary.cpp
extern "C" {
    __declspec(dllexport) void SetValue(int* ptr, int value) {
        if (ptr) {
            *ptr = value; // 设置值
        }
    }

    __declspec(dllexport) int GetValue(int* ptr) {
        if (ptr) {
            return *ptr; // 获取值
        }
        return 0; // 指针为空返回 0
    }
}

编译上面的 C++ 代码为动态链接库 MyLibrary.dll。

2. C# 代码

接下来，在 C# 项目中调用上面的 C++ 函数。以下是示例代码：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    // 导入 C++ 函数
    [DllImport("MyLibrary.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern void SetValue(IntPtr ptr, int value);

    [DllImport("MyLibrary.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int GetValue(IntPtr ptr);

    static void Main(string[] args)
    {
        // 分配内存
        IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int));

        try
        {
            // 使用 C++ 函数设置值
            SetValue(ptr, 42);
            
            // 使用 C++ 函数获取值
            int value = GetValue(ptr);
            Console.WriteLine($"Value from C++: {value}");
        }
        finally
        {
            // 释放内存
            Marshal.FreeHGlobal(ptr);
        }
    }
}

Demo 2: C++ 创建 IntPtr 并释放

首先，创建一个 C++ 动态链接库（DLL），在其中分配和释放内存。以下是 MyLibrary.cpp 的示例代码：

// MyLibrary.cpp
#include <iostream>

extern "C" {
    __declspec(dllexport) int* CreateIntPtr() {
        // 在 C++ 中创建并分配内存
        int* ptr = new int(200); // 分配内存并初始化为 200
        return ptr; // 返回指针
    }

    __declspec(dllexport) void ReleaseIntPtr(int* ptr) {
        // 释放内存
        delete ptr;
        std::cout << "Memory released in C++." << std::endl;
    }

    __declspec(dllexport) int GetValue(int* ptr) {
        // 获取值
        return *ptr;
    }
}

C# 调用 C++ Demo

接下来，我们在 C# 中调用 C++ 函数。以下是 C# 代码：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    // 导入 C++ 函数
    [DllImport("MyLibrary.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern IntPtr CreateIntPtr();

    [DllImport("MyLibrary.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern void ReleaseIntPtr(IntPtr ptr);

    [DllImport("MyLibrary.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int GetValue(IntPtr ptr);

    static void Main(string[] args)
    {
        // 调用 C++ 函数创建 IntPtr
        IntPtr ptr = CreateIntPtr();

        // 从 C++ 中获取值
        int value = GetValue(ptr);
        Console.WriteLine($"Value from C++: {value}");

        // 调用 C++ 函数释放 IntPtr
        ReleaseIntPtr(ptr);
    }
}

总结

这两个示例展示了如何在 C# 和 C++ 中分别创建和释放 IntPtr。在示例1中，IntPtr 是在托管环境中创建并释放的，而在示例2中，IntPtr 是在非托管环境中创建并释放的。