Mapping Stream-Daten in Datenstrukturen in C#

Question

Gibt es eine Möglichkeit, Daten, die in einem Stream oder Array gesammelt wurden, einer Datenstruktur zuzuordnen oder umgekehrt? In C++ ist dies einfach eine Frage des einen Zeiger auf den Stream als einen Datentyp Gießen I (oder umgekehrt für die Rückwärts) zB verwendet werden soll: in C++

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

int iReadData = pMyStrct->Item2; 

offensichtlich die C++ Weise wird ziemlich unsicher, es sei denn, Sie sind sich der Qualität der Stream-Daten beim Einlesen eingehender Daten sicher, aber die ausgehenden Daten sind super schnell und einfach.

Answer 1

Die meisten Leute benutzen .NET Serialisierung (es schneller binär ist und langsamer XML-Formatierer, sie beide sind abhängig von Reflexion und sind Version tolerant zu gewissen Grad)

Wenn Sie jedoch die schnellste (unsicher) wollen Art und Weise - 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(); 

Reading:

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

Answer 2

wenn seine .net auf beiden Seiten:

denke, Sie sollten binäre Serialisierung verwenden und die byte [] Ergebnis senden.

Vertrauen zu Ihrer Struktur zu voll blitable kann Probleme sein.

Sie zahlen in einigen Overhead (sowohl CPU als auch Netzwerk), aber wird sicher sein.

Answer 3

Wenn Sie jede Elementvariable von Hand ausfüllen müssen, können Sie sie mit den FormatterServices ein wenig generalisieren, indem Sie FormatterServices verwenden, um die Liste der einem Objekt zugeordneten Variablentypen abzurufen. Ich musste dies in einem Projekt tun, in dem ich viele verschiedene Nachrichtentypen hatte, die aus dem Stream kamen, und ich wollte definitiv nicht den Serializer/Deserializer für jede Nachricht schreiben.

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; 
    } 

Answer 4

Falls die Antwort von lubos hasko nicht sicher genug war, gibt es auch die wirklich unsichere Art, mit Zeiger 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; 
    } 
}