C#實現Struct結構體與IntPtr轉換的示例詳解

更新時間：2025年06月05日 10:25:45 作者：阿蒙Armon

在 C# 編程的世界里,我們常常會遇到需要與非托管代碼交互,或者進行一些底層內存操作的場景,下面小編就來分享兩段非常實用的 C# 擴展方法代碼,它們實現了結構體與IntPtr之間的轉換等功能

在 C# 編程的世界里，我們常常會遇到需要與非托管代碼交互，或者進行一些底層內存操作的場景。這時，IntPtr類型就顯得尤為重要，它可以表示一個指針或句柄，用來指向非托管內存中的數據。而結構體作為一種常用的數據結構，在與IntPtr進行數據傳遞和轉換時，往往需要一些繁瑣的操作。為了簡化這些操作，提高開發(fā)效率，我們可以通過擴展方法來封裝相關的功能。接下來，就為大家介紹兩段非常實用的 C# 擴展方法代碼，它們實現了結構體與IntPtr之間的轉換等功能。

一、代碼概覽

我們有兩個擴展方法類，分別是StructExtensions和IntPtrExtensions。StructExtensions類主要提供將結構體和結構體數組轉換為IntPtr的方法；IntPtrExtensions類則提供了將IntPtr轉換回結構體、將IntPtr指向的內存數據轉換為字節(jié)數組，以及釋放IntPtr所占用的非托管內存的方法。

1. StructExtensions 類

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

public static class StructExtensions
{
    /// <summary>
    /// struct to IntPtr
    /// IntPtr使用完，需釋放
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">struct</typeparam>
    /// <param name="value">struct值</param>
    /// <returns>IntPtr</returns>
    public static IntPtr ToIntPtr<T>(this T value) where T : struct
    {
        var intptr = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(value));
        Marshal.StructureToPtr(value, intptr, true);
        return intptr;
    }

    /// <summary>
    /// struct[] to IntPtr
    /// IntPtr使用完，需釋放
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">struct</typeparam>
    /// <param name="value">struct[]值</param>
    /// <returns>IntPtr</returns>
    public static IntPtr ToIntPtr<T>(this T[] value) where T : struct
    {
        var intPtr = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(typeof(T)) * value.Length);
        var longPtr = intPtr.ToInt64();
        for (var i = 0; i < value.Length; i++)
        {
            var rectPtr = new IntPtr(longPtr);
            Marshal.StructureToPtr(value[i], rectPtr, false);
            longPtr += Marshal.SizeOf(typeof(T));
        }
        return new IntPtr(longPtr);
    }
}

在這個類中，第一個ToIntPtr方法接受一個結構體類型的參數value，首先使用Marshal.AllocHGlobal方法在非托管內存中分配足夠的空間，空間大小由Marshal.SizeOf(value)確定，即結構體實例的大小。然后通過Marshal.StructureToPtr方法將結構體實例的值復制到分配的非托管內存中，并返回指向該內存的IntPtr。需要注意的是，使用完返回的IntPtr后，必須釋放其占用的內存，否則會導致內存泄漏。

第二個ToIntPtr方法則是針對結構體數組，它根據數組的長度和單個結構體的大小，在非托管內存中分配相應大小的空間，并返回指向該內存的IntPtr。不過，此方法只是分配了內存，并沒有將數組中的數據復制到內存中，如果需要復制數據，還需要進一步的操作。

2. IntPtrExtensions 類

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

public static class IntPtrExtensions
{
    public static T ToStructure<T>(this IntPtr value) where T : struct
    {
        return (T)Marshal.PtrToStructure(value, typeof(T));
    }

    public static byte[] ToBytes(this IntPtr value, int size)
    {
        var bytes = new byte[size];
        Marshal.Copy(value, bytes, 0, size);
        return bytes;
    }

    public static void Free(ref this IntPtr value)
    {
        Marshal.FreeHGlobal(value);
    }
}

IntPtrExtensions類中的ToStructure方法，接受一個IntPtr類型的參數value，通過Marshal.PtrToStructure方法將IntPtr指向的非托管內存中的數據轉換為指定的結構體類型，并返回轉換后的結構體實例。

ToBytes方法將IntPtr指向的內存中的數據讀取到一個字節(jié)數組中。它接受一個表示內存大小的參數size，首先創(chuàng)建一個指定大小的字節(jié)數組，然后使用Marshal.Copy方法將IntPtr指向的內存數據復制到字節(jié)數組中，并返回該字節(jié)數組。

Free方法用于釋放IntPtr所占用的非托管內存，通過Marshal.FreeHGlobal方法來實現內存的釋放，由于需要修改IntPtr本身，所以參數使用了ref關鍵字。

二、使用示例

下面我們通過一個簡單的示例來展示這些擴展方法的具體使用：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

struct Point
{
   public int X;
   public int Y;
}


class Program
{
   static void Main()
   {
       var point = new Point { X = 10, Y = 20 };

       // 將結構體轉換為IntPtr
       var intPtr = point.ToIntPtr();

       // 將IntPtr轉換回結構體
       var newPoint = intPtr.ToStructure<Point>();


       Console.WriteLine($"X: {newPoint.X}, Y: {newPoint.Y}");


       // 釋放IntPtr占用的內存
       intPtr.Free();
       
       
       var points = { new Point { X = 1, Y = 2 }, new Point { X = 3, Y = 4 } };
       // 將結構體數組轉換為IntPtr
       var arrayIntPtr = points.ToIntPtr();


       // 這里可以添加將數組數據復制到內存的操作

       // 釋放IntPtr占用的內存
       arrayIntPtr.Free();
   }


}

在這個示例中，我們定義了一個Point結構體，然后分別演示了將結構體和結構體數組轉換為IntPtr，再將IntPtr轉換回結構體，以及釋放IntPtr所占用內存的整個過程。