如何将C#对象引用传递给C++

Question

是否有任何方法通过本机互操作将C#对象引用(类类型，而不是结构)传入和输出C++？

这里是我的用例：

我试图用C#编写一个游戏引擎，但想使用本地(C++)物理库。物理库维护所有物理体的内部状态，并允许用户将少量数据(指针)与每个体相关联。在进行了物理模拟之后，这个库提供了所有移动的物理物体的列表。我想迭代这个列表，并将所有更改转发到相应的C#对象。

问题是: C#中的对象与C++中相应的物理体相关联的最佳方法是什么？

我可以想出几种方法：

1. 为每个物理体提供某种ID，将ID与C++中的物理体关联起来，并维护ID到C#中相应对象的映射。对我来说，这似乎是不必要的间接，即使使用优化的映射机制也是如此。
2. 利用将C#委托(可以隐式引用C#对象实例)封送到C++函数指针的能力。这可能是最好的方法；我不知道C#是如何实现委托的，也不知道这会带来什么样的开销。
3. 找到在C#中引用C++对象的其他方法，并将该引用与每个本机物理体相关联。

有没有像选项3这样的机制我不知道？C++/CLI不是一个选项，因为我想支持没有它的平台。

Answer 1

我建议使用专门为这种情况而设计的工具，即System.Runtime.InteropServices.GCHandle。

使用

在：

1. 使用GCHandle或GCHandleType.Normal为CLR对象分配一个GCHandleType.Weak。
2. 通过GCHandle将IntPtr转换为GCHandle.ToIntPtr。
3. 将该IntPtr作为您提到的userdata指针传递到C++端。

退出：

1. 让IntPtr从C++那边回来。
2. 通过IntPtr将GCHandle转换回GCHandle.FromIntPtr
3. 使用Target属性的GCHandle获取原始的CLR对象。

当不再从C++端引用CLR对象时(或者因为C++对象被破坏，或者因为您将用户数据指针重置为例如IntPtr.Zero)，则通过调用GCHandle.Free释放GCHandle。

您应该分配哪种类型的GCHandle取决于您是否希望GCHandle保持对象活动(GCHandleType.Normal) (GCHandleType.Weak)。

Answer 2

1. 映射唯一标识符将允许您将托管代码与非托管代码隔离开来。如果非托管方没有对您的托管对象做任何事情，可能会更好，因为您实际上无法控制对象生命周期的大部分。
2. 作为函数指针的委托是可能的。您所需要做的就是定义委托类型并创建一个实例。然后，您可以使用Marshal.GetFunctionPointerForDelegate获取要传递给非托管端的地址。唯一要注意的是，您必须确保回调使用的是__stdcall。
3. 可能可以直接访问类成员和函数，但如果没有C++/CLI包装器，您就会使用fire。
4. 在C#端分配一块内存，并将其传递给C++。在托管端的类中，使用属性访问具有适当偏移量的内存。
5. 使对象COM可见。

另外，请记住，AccessViolationException在.NET中通常是不可捕捉的。