IntPtr与ref C#的区别

Question

我需要将非托管的dll导入到我的C#应用程序中，我想知道IntPtr和ref之间的区别，你推荐我使用哪种，并解释原因？请注意，这两种方法对我都有效。

[DllImport("mydll.dll", CallingConvention=CallingConvention.Cdecl)]
static extern Result Init(IntPtr versionInfo);

 [DllImport("mydll.dll", CallingConvention=CallingConvention.Cdecl)]
 public static extern Result Init(ref Version versionInfo);

- Yellow

Answer 1

如果Version是与外部Init函数所需的结构体兼容的结构体，则两者之间没有显着差异，除了ref版本将更容易从C#中使用，因为运行时将管理所有的封送和固定。除非你真的想要做所有这些工作，否则我建议你选择ref选项。

当然，如果没有看到C函数原型、C#中的Version结构体以及用于该参数的C中的结构体，我只能猜测。

- cdhowie

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有一个可能很重要的区别：使用IntPtr允许将IntPtr.Zero作为值传递，而ref Version则不允许。因此，根据本机代码所需的内容，需要IntPtr重载并不罕见。 - jonp

在这种情况下，你需要同时拥有两个版本（一个重载函数），这样当你有一个Version时就可以通过引用传递它，而当你想要传递null时就可以传递IntPtr.Zero。或者将Version改为类而不是结构体，这样就可以传递null了（不再需要使用ref关键字，但在类上需要使用P/Invoke注解属性）。 - Ben Voigt

Answer 2

编辑：基于一些批评，我不得不重新思考并进一步研究这个问题。我自由地承认IntPtr容易出错，对于“更难”的含义可能存在争议，但如果框架能够自动驱动它并防止你不得不固定事物等，那么如果你不使用IntPtr，则我认为我同意IntPtr会更加“困难”。在进一步研究和思考之后，我认为在强制执行P/Invoke且无法创建C++/CLI包装器时，在托管代码中声明您的结构体（在您的情况下是Version），然后通过ref参数传递它会更容易。

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct Version
{
    // Data members
}

[DllImport("mydll.dll", CallingConvention=CallingConvention.Cdecl)]
public static extern Result Init(ref Version versionInfo);

我猜想您需要使用IntPtr版本。区别在于，IntPtr是管理指向内存的指针的类，而在参数列表中声明参数为引用（ref关键字）意味着您正在通过引用传递。一般情况下，当通过P/Invoke调用从非托管dll传递数据时，除了传递的数据是基本类型（int、double、string-带有适当的Marshal修饰）之外，我都将数据传递为IntPtr。然后，您可以将IntPtr进行封送处理到非托管结构的托管声明中。

更多有关P/Invoke调用的信息，请查看以下链接： http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc164123.aspx

- pstrjds

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很不幸，您正在用困难而容易出错的方式进行事情。更不幸的是，您还在教导其他人这样做。 - Ben Voigt

@Ben，我很高兴学习一种更简单/更少出错的方法来做这件事。你有链接或建议的阅读材料吗？我不花太多时间P/Invoking东西，大部分时间我会写一个C++/CLI包装器，但当我必须使用P/Invoke时，我只使用ref参数来处理int、string（在某些情况下是StringBuilder），然后对于其他的东西使用IntPtr。 - pstrjds

C++/CLI为胜利而生 :) 对于那些无法使用它的场合（如Windows CE），或者无法确定是否安装了Visual C++运行时库的情况，可以参考http://pinvoke.net上提供的大量示例。通常情况下，不仅包括像“int”和“double”这样的基本类型可以在p/invoke签名中安全使用，还包括由基本类型组成的用户定义类型。例如，“POINT”、“POINTF”、“RECT”、“FONTMETRIC”、“BITMAPFILEHEADER”等。 - Ben Voigt

@Ben 看起来我在写我的新抱怨时你正在帮忙，我的错！谢谢你的信息，当我需要进行 API 级别的操作并且必须 P/Invoke 时，我实际上会参考 pinvoke.net。我想我明白你的意思了，我读到另一篇文章指出了在托管环境中声明结构体（使用 SequentialLayout 属性），然后让环境使用 "ref" 关键字进行封送的能力。感谢你让我进一步研究。 - pstrjds

Answer 3

IntPtr可以让您将所有的Externs移到一个类中，而不依赖于在调用中使用的结构体，在其他地方可能定义。我喜欢将api适配器与数据结构/类定义分开，这似乎更自然地放在下一层。

- Bill Bingham

Answer 4

最好使用 IntPtr，因为这样可以使您的代码在编译到 x64 时更加灵活。 IntPtr 会自动扩展其大小。

IntPtr = 4 bytes on x86
IntPtr = 8 bytes on x64

在C语言中，有些类型在编译为x64时会将其大小加倍，但是对应的C#类型（声明为PInvoke）不会这样做。这时函数调用就会失败。如果Version类包含这样的字段，那么最好使用IntPtr。

- Liviu Mandras

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ref将传递一个指向指针大小的参数。你回答的其余部分似乎是在谈论“版本”结构的内部，而不是参数本身。虽然“版本”的某些字段可能应该具有类型“IntPtr”，但这并不是不在p/invoke声明中使用“ref Version”的理由。 - Ben Voigt

@Ben，你没有理解我的想法，尽管我认为我表达得很清楚。我并没有说使用ref不起作用，但是在我看来，我会使用IntPtr。但是当你不知道答案时，谢谢你的投票。 - Liviu Mandras

@Liviu：我已经投了反对票（显然不只是我一个人），因为你的答案是错误的。你说“IntPtr会让你的代码更灵活”，涉及指针大小，这是完全错误的。在每个平台上，ref和IntPtr的大小都是相同的。 - Ben Voigt

@Ben：你完全错了。看看这个链接，自己去验证一下：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.intptr.size.aspx/ 所有对我进行负面评价的人都应该查看这个链接。我已经厌倦了这个问题。 - Liviu Mandras

@Liviu：我从未说过IntPtr的大小不会改变。我说过，一个ref参数也会被转换为正确大小的指针。因此，使用IntPtr没有任何优势。可以这样说：“IntPtr将使您的代码在指针大小方面更加灵活”，但是你说IntPtr相对于ref会使您的代码更加灵活，这是错误的。 - Ben Voigt

你的回答的后半部分也是错误的。在函数参数中使用 IntPtr 不会改变 Version 内任何字段的大小。只有在 Version 内部使用 IntPtr 才会这样做，而这在 p/invoke 声明中根本不会显示出来。 - Ben Voigt