Zuordnen von Stream-Daten zu Datenstrukturen in C#

Question

Gibt es eine Möglichkeit, in einem Stream oder Array gesammelte Daten einer Datenstruktur zuzuordnen oder umgekehrt?In C ++ wäre dies einfach eine Frage, einen Zeiger als Datentyp auf den Stream zu werfen, den ich verwenden möchte (oder umgekehrt für die Umkehrung), zB:in C++

Mystruct * pMyStrct = (Mystruct*)&SomeDataStream;
pMyStrct->Item1 = 25;

int iReadData = pMyStrct->Item2;

Offensichtlich ist die C++-Methode ziemlich unsicher, es sei denn, Sie sind sich beim Lesen eingehender Daten der Qualität der Stream-Daten sicher, aber bei ausgehenden Daten ist sie superschnell und einfach.

Answer 1

Die meisten Leute verwenden die .NET-Serialisierung (es gibt einen schnelleren binären und einen langsameren XML-Formatierer, beide sind auf Reflektion angewiesen und bis zu einem gewissen Grad versiontolerant)

Wenn Sie jedoch den schnellsten (unsicheren) Weg wollen – warum nicht:

Schreiben:

YourStruct o = new YourStruct();
byte[] buffer = new byte[Marshal.SizeOf(typeof(YourStruct))];
GCHandle handle = GCHandle.Alloc(buffer, GCHandleType.Pinned);
Marshal.StructureToPtr(o, handle.AddrOfPinnedObject(), false);
handle.Free();

Lektüre:

handle = GCHandle.Alloc(buffer, GCHandleType.Pinned);
o = (YourStruct)Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject(), typeof(YourStruct));
handle.Free();

Answer 2

Für den Fall, dass die Antwort von Lubos Hasko nicht unsicher genug war, gibt es auch die Wirklich unsicherer Weg, mit Zeigern in C#.Hier sind einige Tipps und Fallstricke, auf die ich gestoßen bin:

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.IO;
using System.Diagnostics;

// Use LayoutKind.Sequential to prevent the CLR from reordering your fields.
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
unsafe struct MeshDesc
{
    public byte NameLen;
    // Here fixed means store the array by value, like in C,
    // though C# exposes access to Name as a char*.
    // fixed also requires 'unsafe' on the struct definition.
    public fixed char Name[16];
    // You can include other structs like in C as well.
    public Matrix Transform;
    public uint VertexCount;
    // But not both, you can't store an array of structs.
    //public fixed Vector Vertices[512];
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
unsafe struct Matrix
{
    public fixed float M[16];
}

// This is how you do unions
[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
unsafe struct Vector
{
    [FieldOffset(0)]
    public fixed float Items[16];
    [FieldOffset(0)]
    public float X;
    [FieldOffset(4)]
    public float Y;
    [FieldOffset(8)]
    public float Z;
}

class Program
{
    unsafe static void Main(string[] args)
    {
        var mesh = new MeshDesc();
        var buffer = new byte[Marshal.SizeOf(mesh)];

        // Set where NameLen will be read from.
        buffer[0] = 12;
        // Use Buffer.BlockCopy to raw copy data across arrays of primitives.
        // Note we copy to offset 2 here: char's have alignment of 2, so there is
        // a padding byte after NameLen: just like in C.
        Buffer.BlockCopy("Hello!".ToCharArray(), 0, buffer, 2, 12);

        // Copy data to struct
        Read(buffer, out mesh);

        // Print the Name we wrote above:
        var name = new char[mesh.NameLen];
        // Use Marsal.Copy to copy between arrays and pointers to arrays.
        unsafe { Marshal.Copy((IntPtr)mesh.Name, name, 0, mesh.NameLen); }
        // Note you can also use the String.String(char*) overloads
        Console.WriteLine("Name: " + new string(name));

        // If Erik Myers likes it...
        mesh.VertexCount = 4711;

        // Copy data from struct:
        // MeshDesc is a struct, and is on the stack, so it's
        // memory is effectively pinned by the stack pointer.
        // This means '&' is sufficient to get a pointer.
        Write(&mesh, buffer);

        // Watch for alignment again, and note you have endianess to worry about...
        int vc = buffer[100] | (buffer[101] << 8) | (buffer[102] << 16) | (buffer[103] << 24);
        Console.WriteLine("VertexCount = " + vc);
    }

    unsafe static void Write(MeshDesc* pMesh, byte[] buffer)
    {
        // But byte[] is on the heap, and therefore needs
        // to be flagged as pinned so the GC won't try to move it
        // from under you - this can be done most efficiently with
        // 'fixed', but can also be done with GCHandleType.Pinned.
        fixed (byte* pBuffer = buffer)
            *(MeshDesc*)pBuffer = *pMesh;
    }

    unsafe static void Read(byte[] buffer, out MeshDesc mesh)
    {
        fixed (byte* pBuffer = buffer)
            mesh = *(MeshDesc*)pBuffer;
    }
}

Answer 3

wenn es .net auf beiden Seiten ist:

Ich denke, Sie sollten die binäre Serialisierung verwenden und das Byte[]-Ergebnis senden.

Es kann schwierig sein, darauf zu vertrauen, dass Ihre Struktur vollständig blitbar ist.

Sie zahlen einen gewissen Overhead (sowohl CPU als auch Netzwerk), sind aber auf der sicheren Seite.

Answer 4

Wenn Sie jede Mitgliedsvariable manuell füllen müssen, können Sie dies in Bezug auf die Grundelemente etwas verallgemeinern, indem Sie FormatterServices verwenden, um die Liste der mit einem Objekt verknüpften Variablentypen der Reihe nach abzurufen.Ich musste dies in einem Projekt tun, in dem viele verschiedene Nachrichtentypen aus dem Stream kamen und ich auf keinen Fall den Serializer/Deserializer für jede Nachricht schreiben wollte.

Hier ist der Code, den ich verwendet habe, um die Deserialisierung von einem Byte[] zu verallgemeinern.

public virtual bool SetMessageBytes(byte[] message)
    {
        MemberInfo[] members = FormatterServices.GetSerializableMembers(this.GetType());
        object[] values = FormatterServices.GetObjectData(this, members);
        int j = 0;

        for (int i = 0; i < members.Length; i++)
        {
            string[] var = members[i].ToString().Split(new char[] { ' ' });
            switch (var[0])
            {
                case "UInt32":
                    values[i] = (UInt32)((message[j] << 24) + (message[j + 1] << 16) + (message[j + 2] << 8) + message[j + 3]);
                    j += 4;
                    break;
                case "UInt16":
                    values[i] = (UInt16)((message[j] << 8) + message[j + 1]);
                    j += 2;
                    break;
                case "Byte":
                    values[i] = (byte)message[j++];
                    break;
                case "UInt32[]":
                    if (values[i] != null)
                    {
                        int len = ((UInt32[])values[i]).Length;
                        byte[] b = new byte[len * 4];
                        Array.Copy(message, j, b, 0, len * 4);
                        Array.Copy(Utilities.ByteArrayToUInt32Array(b), (UInt32[])values[i], len);
                        j += len * 4;
                    }
                    break;
                case "Byte[]":
                    if (values[i] != null)
                    {
                        int len = ((byte[])values[i]).Length;
                        Array.Copy(message, j, (byte[])(values[i]), 0, len);
                        j += len;
                    }
                    break;
                default:
                    throw new Exception("ByteExtractable::SetMessageBytes Unsupported Type: " + var[1] + " is of type " +  var[0]);
            }
        }
        FormatterServices.PopulateObjectMembers(this, members, values);
        return true;
    }