C#【高级篇】 IntPtr是什么？怎么用？

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C#【高级篇】 IntPtr是什么？怎么用？

前言
一、IntPtr（IntPointer）的由来
二、IntPtr（属于结构体）的说明
三、IntPtr的使用示例
补充：

1、获取数组的指针（IntPtr）
2、获取某个变量的指针

一、IntPtr（IntPointer）的由来

参考： https://www.cnblogs.com/cdaniu/p/15789803.html

.NET提供了一个结构体System.IntPtr专门用来代表 句柄或指针 。

句柄是对象的标识符，当调用这些API创建对象时，它们并不直接返回指向对象的指针，而是会返回一个32位或64位的整数值，这个在进程或系统范围内唯一的整数值就是句柄（Handle） ,随后程序再次访问对象，或者删除对象，都将句柄作为Windows API的参数来间接对这些对象进行操作。

句柄指向就是指向文件开头，在windows系统所有的东西都是文件，对象也是文件。所以句柄和指针是一样的意思。句柄是面向对象的指针的称呼。

指针是对存储区域的引用，该区域包含您感兴趣的一些数据。指针是面向过程编程的称呼。

intPtr类是 intPointer的缩写 。C#中用来取代指针，也可以说 对指针进行封装 。指向非托管内存。它也不常用，因为C#项目中指针都被弃用了，那指针的封装——句柄，自然也被弃用了。

但总有特殊的地方会用到指针，比如调用C++动态库之类的；所以微软贴心的为我们做了个句柄，毕竟指针用起来太难受了。

句柄是一个结构体，简单的来说，它是指针的一个封装，是C#中指针的替代者，下面我们看下句柄的定义。

从图中我们可以看到，句柄IntPtrt里包含创建指针，获取指针长度，设置偏移量等等方法，并且为了编码方便还声明了些强制转换的方法。

看了句柄的结构体定义，相信稍微有点基础的人已经明白了， 在C#中，微软是希望抛弃指针而改用更优秀的intPtr代替它的。

但我们还会发现，句柄里还提供一个方法是ToPointer()，它的返回类型是Void*，也就是说，我们还是可以从句柄里拿到C++中的指针，既然， 微软期望在C#中不要使用指针 ，那为什么还要提供这样的方法呢？

这是因为， 在项目开发中总是会有极特殊的情况 ，比如，你有一段C++写的非常复杂、完美的函数，而将这个函数转换成C#又及其耗时，那么 最简单省力的方法就是直接在C#里启用指针进行移植 。

也就是说， C#支持指针，其实是为了体现它的兼容性，并不是提倡大家去使用指针 。

二、IntPtr（属于结构体）的说明

参考：
https://zhidao.baidu.com/question/559571801.html
https://blog.csdn.net/lvjiyang/article/details/107040215

C#中的IntPtr类型被称之为“平台特定的整数类型”，用于 本机资源 ，例如 窗口句柄 。
资源的大小取决于使用的硬件和操作系统 ，即此类型的实例在32位硬件和操作系统中将是32位，在64位硬件和操作系统中将是64位；但其大小总是足以包含系统的指针（因此也可以包含资源的名称）。
IntPtr 类型被设计成整数，其大小适用于特定平台。
在调用API函数时，类似含有窗口句柄参数（HANDLE）的原型函数,应显式地声明为IntPtr类型。
IntPtr类型对 多线程操作是安全的 。
IntPtr 类型可以由支持指针的语言使用，并可作为在支持与不支持指针的语言间引用数据的一种通用方式。
IntPtr 对象也可用于保持句柄。例如，IntPtr 的实例广泛地用System.IO.FileStream 类中来保持文件句柄。
、、、、、、、以下为补充、、、、、、、、、、、
IntPtr其实就是 HANDLE，无类型的指针。无类型的指针不能直接使用，需要传给接受它的函数。
托管window中的句柄，一般在window api 中使用, IntPtr a=(IntPtr)1;

例如：
一个C#程序调用Win32API mciSendString函数控制光盘驱动器，这个函数的函数原型是：

MCIERROR mciSendString(
LPCTSTR lpszCommand,
LPTSTR lpszReturnString,
UINT cchReturn,
HANDLE hwndCallback
首先在C#中声明这个函数： 
[DllImport("winmm.dll")]
private static extern long mciSendString(string a,string b,uint c,IntPtr d);
然后用这样的方法调用： 
mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, this.Handle);
也可以使用IntPtr.Zero将句柄设置为0；
 或者使用类型强制转换： 
mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, (IntPtr)0 );
或者，使用IntPtr构造函数： 
IntPtr a = new IntPtr(2121);
完整代码： 
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace ConsoleApp5
    class Program
        [DllImport("winmm.dll")]
        private static extern long mciSendString(string a, string b, uint c, IntPtr d);
        static void Main(string[] args)
            int Handle = 1;
            mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, (IntPtr)Handle);
            //使用IntPtr.Zero将句柄设置为0
            mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, IntPtr.Zero);
            //或者使用类型强制转换
            mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, (IntPtr)0);
            //或者，使用IntPtr构造函数
            IntPtr a = new IntPtr(2121); 
            mciSendString("set cdaudio door open", null, 0, a);
            Console.WriteLine("可以正确使用");
            Console.ReadLine();
注意：
 1、在C#中声明Win32API时，一定要按照WinAPI的原型来声明，不要改变它的数据类型；
 2、尽量不要过多使用类型强制转换或构造函数的方式初始化一个IntPtr类型的变量，这样会使程序变得难于理解并容易出错。 
三、IntPtr的使用示例
 
参考：https://blog.csdn.net/lvjiyang/article/details/107040215 
特别说明：下边示例均需启动“允许不安全代码”。
 项目属性——>生成——>勾选“允许不安全代码”。
  
1、int类型与IntPtr类型之间的转换
 
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace MyIntPtr
    class Program
        static void Main(string[] args)
            int nValue1 = 10;
            int nValue2 = 20;
            //AllocHGlobal(int cb):通过使用指定的字节数，从进程的非托管内存中分配内存。
            IntPtr ptr1 = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int));
            IntPtr ptr2 = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int));
            //WriteInt32(IntPtr ptr, int val):将 32 位有符号整数值写入非托管内存。
            //int->IntPtr
            Marshal.WriteInt32(ptr1, nValue1);
            Marshal.WriteInt32(ptr2, nValue2);
            // ReadInt32(IntPtr ptr, int ofs):从非托管内存按给定的偏移量读取一个 32 位带符号整数
            //IntPtr->int
            int nVal1 = Marshal.ReadInt32(ptr1, 0);
            int nVal2 = Marshal.ReadInt32(ptr2, 0);
            //FreeHGlobal(IntPtr hglobal):释放以前从进程的非托管内存中分配的内存。
            Marshal.FreeHGlobal(ptr1);
            Marshal.FreeHGlobal(ptr2);
            Console.WriteLine("Test Success");
            Console.ReadLine();
2、string类型与IntPtr之间的转换
 
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace MyIntPtr
    class Program
        static void Main(string[] args)
            string str = "aa";
            IntPtr strPtr = Marshal.StringToHGlobalAnsi(str);
            string ss = Marshal.PtrToStringAnsi(strPtr);
            Marshal.FreeHGlobal(strPtr);
            Console.WriteLine("Test Success");
            Console.ReadLine();
3、结构体与IntPtr之间的转换
 
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace MyIntPtr
    class Program
        public struct stuInfo
            public string Name;
            public string Gender;
            public int Age;
            public int Height;
        static void Main(string[] args)
            stuInfo stu = new stuInfo()
                Name = "张三",
                Gender = "男",
                Age = 23,
                Height = 172,
            //获取结构体占用空间的大小
            int nSize = Marshal.SizeOf(stu);
            //声明一个相同大小的内存空间
            IntPtr intPtr = Marshal.AllocHGlobal(nSize);
            //Struct->IntPtr
            Marshal.StructureToPtr(stu, intPtr, true);
            //IntPtr->Struct
            stuInfo Info = (stuInfo)Marshal.PtrToStructure(intPtr, typeof(stuInfo));
            Console.WriteLine(Info.Name);
            Console.WriteLine(Info.Gender);
            Console.WriteLine(Info.Age);
            Console.WriteLine(Info.Height);
            Console.WriteLine("Test Success");
            Console.ReadLine();
运行结果：
 




    
 
4、微软官方示例【使用托管指针来反转数组中的字符】
 
https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.intptr?view=net-6.0
 以下示例使用托管指针来反转数组中的字符。 初始化 String 对象并获取其长度后，它将执行以下操作： 
 Marshal.StringToHGlobalAnsi调用该方法以 ANSI (单字节) 字符的形式将 Unicode 字符串复制到非托管内存。 该方法返回一个 IntPtr 对象，该对象指向非托管字符串的开头。 转换为指向字节的指针。
 
 调用该方法 Marshal.AllocHGlobal 以分配与非托管字符串占用的字节数相同的字节数。 该方法返回一个 IntPtr 对象，该对象指向非托管内存块的开头。
 
 Visual Basic 示例定义一个名为offset等于 ANSI 字符串长度的变量。 它用于确定将 ANSI 字符串中下一个字符复制到的非托管内存中的偏移量。 由于其起始值为字符串的长度，因此复制操作会将字符串开头的字符复制到内存块的末尾。
 C#、F# 和 C++ 示例调用 ToPointer 该方法以获取指向字符串起始地址和非托管内存块的非托管指针，并将一个小于字符串长度的字符串添加到 ANSI 字符串的起始地址。 由于非托管字符串指针现在指向字符串的末尾，因此复制操作会将字符串末尾的字符复制到内存块的开头。
 
 使用循环将字符串中的每个字符复制到非托管内存块。
 
 所有示例都调用 Marshal.PtrToStringAnsi 用于将包含复制的 ANSI 字符串的非托管内存块转换为托管 Unicode String 对象。
 
 显示原始字符串和反向字符串后，所有示例都调用FreeHGlobal该方法以释放为非托管 ANSI 字符串分配的内存和非托管内存块。
  
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
class NotTooSafeStringReverse
    static public void Main()
        string stringA = "I seem to be turned around!";
        int copylen = stringA.Length;
        // Allocate HGlobal memory for source and destination strings
        IntPtr sptr = Marshal.StringToHGlobalAnsi(stringA);
        IntPtr dptr = Marshal.AllocHGlobal(copylen + 1);//【这里为何要加1？？？】
        // The unsafe section where byte pointers are used.
        unsafe
            byte *src = (byte *)sptr.ToPointer();
            byte *dst = (byte *)dptr.ToPointer();
            if (copylen > 0)
                // set the source pointer to the end of the string
                // to do a reverse copy.
                src += copylen - 1;
                while (copylen-- > 0)
                    *dst++ = *src--;
                *dst = 0;//【因为上边的copylen + 1而有这行代码】
        string stringB = Marshal.PtrToStringAnsi(dptr);
        Console.WriteLine("Original:\n{0}\n", stringA);
        Console.WriteLine("Reversed:\n{0}", stringB);
        // Free HGlobal memory
        Marshal.FreeHGlobal(dptr);
        Marshal.FreeHGlobal(sptr);
// The progam has the following output:
// Original:
// I seem to be turned around!
// Reversed:
// !dnuora denrut eb ot mees I
运行结果：
  
1、获取数组的指针（IntPtr）
 
通过Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(Array,Int32)方法获得一个数组的第某个元素的内存地址。 
Array是数组
Int32是元素的索引，第一个元素是0。 
注：内存地址以字节为单位，第一个元素地址为n，第二个为n+数据类型的字节数。int32是4个字节，那么元素地相邻址之间差4。 
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
class ConsoleApp1
    static public void Main()
        int[] ary = new int[] { 1, 2, 3 };
        IntPtr inp = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(ary, 0);
        IntPtr inp1 = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(ary, 1);
        IntPtr inp2 = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(ary, 2);
        //内存地址以字节为单位，第一个元素地址为:n，第二个为:n+数据类型的字节数。int32是4个字节，那么元素相邻址之间差4
        //每次运行结果的内存地址都不一样！！！但地址却都相差4【系统随机分配内存】
        Console.WriteLine(inp.ToString());//输出的就是一串数字，就是内存地址。输出结果：n
        Console.WriteLine(inp1.ToString());//输出的就是一串数字，就是内存地址。输出结果：n+4
        Console.WriteLine(inp2.ToString());//输出的就是一串数字，就是内存地址。输出结果：n+8
        Console.ReadLine();
第1次运行结果：
  
第2次运行结果：
  
2、获取某个变量的指针
 
这里就要用到C#中的指针，用unsafe {}关键字，并设置：项目属性——>生成——>勾选“允许不安全代码”。 
例如：【注：和指针p相关的变量只能出现在unsafe{}内部，外部无法使用】 
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
class ConsoleApp2
    static public void Main()
        int num = 999;
        unsafe
            int* p = &num; //建立指针P，指向变量num
            Console.WriteLine((int)p); //num的内存地址
            Console.WriteLine(*p); //引用p指向的数据，即num
            IntPtr op = new IntPtr((int)p);//构造c#类型的指针
            Console.WriteLine(Marshal.ReadInt32(op));//输出的是变量num的值
            Console.ReadLine();
运行结果：
  
 C#学习汇总 - 总目录 
				C#中的IntPtr类型称为“平台特定的整数类型”，它们用于本机资源，如窗口句柄。 
资源的大小取决于使用的硬件和操作系统，但其大小总是足以包含系统的指针（因此也可以包含资源的名称）。 
例如，我们可以在vs2008中用C＃做基于OpenCV的图像处理开发，下面两行代码就可以完成打开一幅图像的操作。
IntPtr img = CvInvoke.cvLoadImage(openFileDialog.FileName,  
                     Emgu.CV.CvEnum.LOAD_IMAGE_TYPE.CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED);
 CvInvoke.cvShowImage("打开图片", img);
一：什么是IntPtr
先来看看MSDN上说的:用于表示指针或句柄的平台特定类型。这个其实说出了这样两个事实，IntPtr 可以用来表示指针或句柄、它是一个平台特定类型。对于它的解释，这个哥们写的比较好：It's a class that
 wraps a pointer that i
				1.C#中的IntPtr类型被称之为“平台特定的整数类型”，用于本机资源，例如窗口句柄。
2.资源的大小取决于使用的硬件和操作系统，即此类型的实例在32位硬件和操作系统中将是32位，在64位硬件和操作系统中将是64位；但其大小总是足以包含系统的指针（因此也可以包含资源的名称）。
3.在调用API函数时，类似含有窗口句柄参数（HANDLE）的原型函数,应显示地声明为IntPtr类型。
4.IntPtr类型对多线程操作是安全的。
5. int 和IntPtr互转
int i=1; 
IntPtr p=new I
				C# IntPtr数据类型相关操作byte[]转IntPtr优点缺点IntPtr转Stream参考链接
byte[]转IntPtr
//输入buye[]，返回IntPtr
IntPtr ArrToPtr(byte[] array)
    return System.Runtime.InteropServices.Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(array, 0);
不使用Marshal创建新的堆，节省内存开销，也避免忘记释放导致的问题
简单来说，这个东西是你创建出来的你就得负责回收，如果是你从别处那里借来用的，一般情况下你不需要负责回收。
https://social.msdn.microsoft.com/Forums/vstudio/zh-CN/da280694-f92c-42e6-afe2-6e126ef35955/-intptr-?forum=2212
				一、intptr_t类型
intptr_t 和uintptr_t 类型用来存放指针地址。它们提供了一种可移植且安全的方法声明指针，而且和系统中使用的指针长度相同，对于把指针转化成整数形式来说很有用，下面是这个类型的声明
#if __WORDSIZE == 64
# ifndef __intptr_t_defined
typedef long int               intptr_t;
# define __intptr_t_defined
# endif
typedef unsigned l
				C#中的IntPtr是一个结构体，表示一个指针或句柄的整数表示形式。它的大小与当前平台的指针大小相同，通常是32位或64位。在C#中使用IntPtr可以帮助我们在不同平台上编写可移植的代码，因为它可以自动调整指针的大小。
IntPtr通常用于与非托管代码进行交互，例如在C#中调用Win32 API函数时，我们需要将指针转换为IntPtr，以便在托管代码中使用。可以使用IntPtr的方法来执行指针操作，例如指针加法、比较和转换等。它还可以用于在C#中实现内存映射文件和其他高级IO操作。