C#の構造体配列をネイティブDLLに渡したい

Question

個人的に用いる目的で、UnityのC#からバックエンドのC++のDLLを呼び出すプログラムを作っています。プラットフォームはwindowsのみを想定しています。

通常、そのような場合C#側では

[DllImport("HogeLib")]
extern void Hoge(IntPtr ptr);

void test()
{
  double[] x = new double[10]
  var handle = GCHandle.Alloc(x, GCHandleType.Pinned);
  IntPtr ptr = handle.AddrOfPinnedObject();
  Hoge(ptr);
  handle.Free();
}

としてネイティブDLLを呼び出すのが正しい方法かと思うのですが、一部のサイト等では単に

[DllImport("HogeLib")]
extern void Hoge(double[] ptr);

void test()
{
  double[] x = new double[10];
  Hoge(x);
}

としているような例を見かけました。

これだとDLL呼び出し中にガベージコレクションでxのアドレスが変わった場合問題が起きるので、
これが良くないのは分かるのですが、

[DllImport("HogeLib")]
extern void Hoge(double[] ptr);

void test()
{
  double[] x = new double[10];
  var handle = GCHandle.Alloc(x, GCHandleType.Pinned);
  Hoge(x);
  handle.Free();
}

とするのは何か問題があるんでしょうか？
これまで、この方法でdoubleやintの配列をネイティブDLLに渡して要素の値を書き換えても特に問題は起きなかったのですが、自作の構造体の配列を同じ方法でDLLに渡すと要素の値は受け取れるものの、DLL内で要素の値を書き換えてもC#側には反映されませんでした。
構造体は以下のようなintとdoubleを並べただけの単純なものです。

struct MyStruct
{
  int i1;
  double a1;
  double a2;
  double a3;
  double a4;
  double a5;
}

なぜdouble[]を渡した場合はDLL内での要素値の書き換えが反映されて、MyStruct[]では書き換わらないのでしょうか？

試したこと

一番上に書いた方法を用いれば、プログラムは問題なく動作しています。
ただ、引数を全てIntPtrにしてしまうとDLLの引数がIntPtrだらけになり可読性が悪くなるのと、型チェックが働かなくなるため、できればdouble[]やMyStruct[]等の形で渡したいと思った次第です。

補足情報

・Windows 10
・Visual Studio 2015 update3
・Unity 2017.4.1

Answer 1

似たような質問がありました。pin は必要ないと書かれていますね。
（c++側でポインタを保持していたらどうなるかわかりませんが。）
When passing a managed byte[] array through PInvoke to be filled in by Win32, does it need to be pinned?

構造体配列については、以下のように属性をつけると上手くいった覚えがあります。

extern void Hoge([In, Out]MyStruct[] ptr);

Comments

[taro13]

回答ありがとうございます。
単にdouble[]やint[]としても今まで一度もエラーが起きなかったのは、これらがblittableな型で自動的にメモリが固定されているからだったんですね。よく理解出来ました。

Answer 2

Win32 APIやDLL関数に構造体を渡すには？

参考になるでしょうか

Comments

[taro13]

回答ありがとうございます。
上のページの.Netからネイティブに渡すときの「型の相互変換処理」という表現ですが、これは単に.Net側とDLL側でメモリ上の配置が同じでなければメンバ変数の値がおかしくなる、という意味ではないんでしょうか？ここに問題があるとすると、そもそもDLL側で受け取った要素の値がおかしくなると思うんですが、要素の値は問題なく受け取れていますので、構造体のメモリ配置の問題ではないように思われます。
「型の相互変換処理」という表現の解釈が間違っていますでしょうか？

[y_waiwai]

C++のint,double と、C#のint,doubleは違うものです。
なので、DLLに渡すとき、DLLから読み出すとき、はそれぞれ変換しないといけないですが、そこらへんはC#のほうでうまくやってくれるようです

http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/0305/09/news004.html
「C# マーシャリング」でぐぐればそこらへんの記事が出てきます

[taro13]

マーシャリングという言葉を何となくしか理解していなかったんですが、DLLに渡すときにはblittableな型以外ではコピーが行われるんですね。
blittableな型であれば自動的にfixされるからblittableな型を渡したときは参照渡しのようになって、blittableでない型を渡したときには、[In, Out]指定が無ければOut方向のマーシャリングが行われないためDLL側の変更が反映されなくなるということでようやく合点しました。
また、自作の構造体で上手くいかないのはbool型が含まれているからでした。
回答ありがとうございました。