C#與C++字符串互操作的三種常見問題及解決方案
本文總結(jié)了C++與C#互操作時處理字符串的三種常見問題及解決方案。針對內(nèi)存布局不同,推薦使用C風(fēng)格字符串(char*)作為橋梁;生命周期管理可采用調(diào)用方負責(zé)分配/釋放或只傳遞數(shù)據(jù)所有權(quán)的方案;編碼問題建議統(tǒng)一使用UTF-8或UTF-16。核心原則是:C++接口只暴露C風(fēng)格字符串,C#通過P/Invoke配合Marshal類進行轉(zhuǎn)換,并明確內(nèi)存管理責(zé)任。這種模式能有效解決跨語言字符串傳遞的兼容性問題。
1. 內(nèi)存布局不同的應(yīng)對方法
方案:使用C風(fēng)格字符串(char)作為橋梁*
- C++導(dǎo)出接口時,不用std::string,改用
const char*或char*。 - C#通過P/Invoke傳遞
string,底層自動轉(zhuǎn)換為C風(fēng)格字符串。
示例
C++側(cè):
extern "C" __declspec(dllexport) void PrintMessage(const char* msg) {
printf("C++ received: %s\n", msg);
}
C#側(cè):
[DllImport("mylib.dll", CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern void PrintMessage(string msg);
PrintMessage("Hello from C#");
說明:這樣C#的string會被自動轉(zhuǎn)換為C風(fēng)格字符串,C++端用const char*接收,避免了內(nèi)存布局不兼容的問題。
2. 生命周期不同的應(yīng)對方法
方案A:由調(diào)用方負責(zé)分配和釋放內(nèi)存
C++返回的字符串用malloc分配,C#用完后調(diào)用C++提供的釋放函數(shù)。
示例
C++側(cè):
extern "C" __declspec(dllexport) char* GetMessage() {
const char* msg = "Hello from C++";
char* buffer = (char*)malloc(strlen(msg) + 1);
strcpy(buffer, msg);
return buffer;
}
extern "C" __declspec(dllexport) void FreeMessage(char* ptr) {
free(ptr);
}
C#側(cè):
[DllImport("mylib.dll", CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern IntPtr GetMessage();
[DllImport("mylib.dll", CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern void FreeMessage(IntPtr ptr);
IntPtr ptr = GetMessage();
string msg = Marshal.PtrToStringAnsi(ptr);
Console.WriteLine(msg);
FreeMessage(ptr); // 釋放內(nèi)存
方案B:只傳遞數(shù)據(jù),不傳遞所有權(quán)
只在C++內(nèi)部用std::string,導(dǎo)出接口時用const char*,不讓C#負責(zé)釋放。
3. 編碼不同的應(yīng)對方法
方案A:統(tǒng)一使用UTF-8編碼
C++用UTF-8字符串,C#用CharSet = CharSet.Ansi或CharSet = CharSet.Unicode,并用Marshal類做編碼轉(zhuǎn)換。
示例
C++側(cè):
extern "C" __declspec(dllexport) const char* GetUtf8Message() {
return u8"你好,世界!"; // UTF-8字符串
}
C#側(cè):
[DllImport("mylib.dll", CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern IntPtr GetUtf8Message();
IntPtr ptr = GetUtf8Message();
string msg = Marshal.PtrToStringUTF8(ptr); // .NET 5+ 支持
Console.WriteLine(msg);
如果用.NET Framework,可以用第三方庫或手動轉(zhuǎn)換。
方案B:C#傳遞UTF-16,C++用wchar_t*接收
C++接口用wchar_t*,C#用CharSet = CharSet.Unicode。
示例
C++側(cè):
extern "C" __declspec(dllexport) void PrintWideMessage(const wchar_t* msg) {
wprintf(L"C++ received: %ls\n", msg);
}
C#側(cè):
[DllImport("mylib.dll", CharSet = CharSet.Unicode)]
public static extern void PrintWideMessage(string msg);
PrintWideMessage("你好,世界!");
總結(jié)
- 內(nèi)存布局不同:用C風(fēng)格字符串(char*)做橋梁,避免直接傳遞std::string或C# string對象指針。
- 生命周期不同:明確分配和釋放責(zé)任,C++分配的內(nèi)存C++釋放,C#分配的內(nèi)存C#釋放。
- 編碼不同:統(tǒng)一編碼(推薦UTF-8),用合適的Marshal方法轉(zhuǎn)換。
推薦的通用模式
C++接口只用C風(fēng)格字符串(char 或 wchar_t),不暴露std::string。**
C#用P/Invoke聲明,配合Marshal類做編碼轉(zhuǎn)換。
涉及內(nèi)存分配時,C++提供釋放函數(shù),C#用完后主動釋放。
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