编写上位机与下位机通信的时候，涉及到协议的转换，比较多会使用到二进制。传统的方法，是将数据整体获取到byte数组中，然后逐字节对数据进行解析。这样操作工作量比较大，对于较长数据段更容易计算位置出错。
其实，对于下位机给出通讯的数据结构的情况下，可以直接使用C#的struct将数据直接转换。需要使用到Marshal。
数据结构假定下位机（C语言编写）给到我们的数据结构是这个，传输方式为小端方式
typedef struct { unsigned long int time; // 4个字节 float tmpr[3]; // 4*3 个字节 float forces[6]; // 4*6个字节 float distance[6]; // 4*6个字节 } dataItem_t; 方法1首先需要定义一个struct：
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Size = 64, Pack = 1)] public struct HardwareData { //[FieldOffset(0)] public UInt32 Time; // 4个字节 [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 3)] //[FieldOffset(4)] public float[] Tmpr; // 3* 4个字节 //[FieldOffset(16)] [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 6)] public float[] Forces; // 6* 4个字节 //[FieldOffset(40)] [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 6)] public float[] Distance; // 6*4个字节 }然后使用以下进行转换
// code from https://stackoverflow.com/questions/628843/byte-for-byte-serialization-of-a-struct-in-c-sharp/629120#629120 /// <summary> /// converts byte[] to struct /// </summary> public static T RawDeserialize<T>(byte[] rawData, int position) { int rawsize = Marshal.SizeOf(typeof(T)); if (rawsize > rawData.Length - position) throw new ArgumentException("Not enough data to fill struct. Array length from position: " + (rawData.Length - position) + ", Struct length: " + rawsize); IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(rawsize); Marshal.Copy(rawData, position, buffer, rawsize); T retobj = (T)Marshal.PtrToStructure(buffer, typeof(T)); Marshal.FreeHGlobal(buffer); return retobj; } /// <summary> /// converts a struct to byte[] /// </summary> public static byte[] RawSerialize(object anything) { int rawSize = Marshal.SizeOf(anything); IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(rawSize); Marshal.StructureToPtr(anything, buffer, false); byte[] rawDatas = new byte[rawSize]; Marshal.Copy(buffer, rawDatas, 0, rawSize); Marshal.FreeHGlobal(buffer); return rawDatas; }注意这里我使用的方式为LayoutKind.Sequential，如果直接使用LayoutKind.Explicit并设置FieldOffset会弹出一个诡异的错误System.TypeLoadException:“Could not load type 'ConsoleApp3.DataItem' from assembly 'ConsoleApp3, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null' because it contains an object field at offset 4 that is incorrectly aligned or overlapped by a non-object field.”。
方法2提示是对齐的错误，这个和编译的时候使用的32bit和64位是相关的，详细数据封送对齐的操作我不就详细说了，贴下代码。
//强制指定x86编译 [StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 64, Pack = 1)] public struct DataItem { [MarshalAs(UnmanagedType.U4)] [FieldOffset(0)] public UInt32 time; // 4个字节 [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 3, ArraySubType = UnmanagedType.R4)] [FieldOffset(4)] public float[] tmpr; // 3* 4个字节 [FieldOffset(16)] [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 6, ArraySubType = UnmanagedType.R4)] public float[] forces; // 6* 4个字节 [FieldOffset(40)] [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 6, ArraySubType = UnmanagedType.R4)] public float[] distance; // 6*4个字节 }强制指定x64编译没有成功，因为数据对齐后和从下位机上来的数据长度是不符的。
方法3微软不是很推荐使用LayoutKind.Explicit，如果非要用并且不想指定平台的话，可以使用指针来操作，当然，这个需要unsafe。
var item = RawDeserialize<DataItem>(tail.ToArray(), 0); unsafe { float* p = &item.forces; for (int i = 0; i < 6; i++) { Console.WriteLine(*p); p++; } } [StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 64, Pack = 1)] public struct DataItem { [FieldOffset(0)] public UInt32 time; // 4个字节 [FieldOffset(4)] public float tmpr; // 3* 4个字节 [FieldOffset(16)] public float forces; // 6* 4个字节 [FieldOffset(40)] public float distance; // 6*4个字节 } 方法4感觉写起来还是很麻烦，既然用上了unsafe，就干脆直接一点。
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)] public unsafe struct DataItem { public UInt32 time; // 4个字节 public fixed float tmpr[3]; // 3* 4个字节 public fixed float forces[6]; // 6* 4个字节 public fixed float distance[6]; // 6*4个字节 }这样，获得数组可以直接正常访问，不再需要unsafe了。
总结数据解析作为上下位机通讯的常用操作，使用struct直接转换数据可以大大简化工作量。建议还是使用LayoutKind.Sequential来进行封送数据，有关于数据在托管与非托管中的转换，可以详细看看微软有关互操作的内容。
以上代码在.NET 5.0下编译通过并能正常执行。
补充