经过一晚上的折腾,还是下点决心将些许的心得写下来,以免以后重复劳动。


C#与C/C++相比,前者的优势在于UI,后者的优势在于算法,C++下的指针虽然恶心,若使用得当还是相当方便的,最重要的问题是,市面上很多流行的开发工具库,几乎没有不支持C++的,但全面支持C#只能说是难得,在CPU发展到今天,若说C#的执行效率跟C++相比有很大的差距并不是那么靠谱,若非万不得已我还是宁愿用C#来写代码,调试什么的也很方便。


不得已的情况下,要在C#下使用C++的函数或类,最好的方式就是使用动态链接库(dll),至于COM什么的我是至今没弄明白其原理,也许主要是因为使用起来太麻烦了(还要注册什么的),使用dll的话,可以很方便将一个工程细分到成为两部分,协同编程可以加速进展。当然,用C#的代码改写一遍也不是不可能的,可当你有现成的几万行代码那就真头痛得要命,还是安心的使用动态链接库吧。


当你打开VS2012的时候,新建工程项目,也许你可能发现会有一个“CLR类库”的项目类型,直到今天我才知道,CLR原来指的是托管C++,托管C++跟非托管C++虽然有一定的关系,但很多人更愿意将他俩看成为两种不同的程序语言,托管C++是一种很恶搞的存在,它的唯一作用是用披着C++的马甲来写C#的内容,且最终是为C#服务的,使用CLR生成的dll可以直接在C#下引用,要用CLR还不如直接用C#更简单一点(纯粹个人观点)。


这是最常见的技俩,网上的资料是一大票,但为了我这健忘脑袋,我还是逐步贴图讲明吧,据本人一通宵的成果,几经折腾,终于证明了想在native C++下导入类那是不可能的事,所以,以下讲的仅是如何导入函数而已——就如你们在网上看到的文章一样。


(1)建立生成dll的工程


我用的是VS2012,不过好像跟前面的版本没什么太大的差别。打开VS,选择"新建项目"-“VC++”-"Win32"-"Win32项目",工程的名字叫"MyNativeDll",配置如下图所示,因为我有可能用到MFC的类,所以我就勾选了“MFC”的选项,在此需要注意的是,如果你新建时没有勾选MFC,但在后面却想动用MFC的内容,就会遇到“MFC apps must not #include <windows.h>”的Error,只是在工程的配置里修改是根本没有用的,必做要重建工程。



(2)实现dll导出的函数


新建好工程后,在VS的“解决方案资源管理器”中可以看到如下图的目录,其实你完全可以不用管这些默认的文件,如果你要用,可以在看一下MyNativeDll.h里的注释说明,大概能看得懂的。



在工程里添加几个文件,Define.h,CFunction.h,CFunction.cpp,其内容如下所示:


//Define.h 用于导入dll的宏定义。

//Define.h
///////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////
#ifndef _DEFINE_H_
#define _DEFINE_H_
#define _EXTERN_C_  extern "C"  _declspec(dllexport)
#endif


//CFunction.h 函数定义,这里我特意定义了一组结构,我的用意稍后再讲。

//CFunction.h
////////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////
#ifndef _C_FUNCTION_H_
#define _C_FUNCTION_H_
#include "Define.h"
#include <string>
#include <istream>
struct SystemTime
{
    int year;
    int month;
    int day;
    int hour;
    int minute;
    int second;
    int millsecond;
    SystemTime & operator= (SystemTime st)
    {
        this->year = st.year;
        this->month = st.month;
        this->day = st.day;
        this->hour = st.hour;
        this->minute = st.minute;
        this->second = st.second;
        this->millsecond = st.millsecond;
        return *this;
    }
};
_EXTERN_C_ int add(int x, int y);
_EXTERN_C_ int sub(int x, int y);
_EXTERN_C_ int testChar(char * src, char * res, int nCount);
_EXTERN_C_ int testStruct(SystemTime & stSrc, SystemTime & stRes);
#endif //_C_FUNCTION_H_


//CFunction.cpp dll函数的实现,简单的赋值而已,大家应该看得明白的。

//CFunction.cpp
////////////////////////////////////////////
////////////////////////////////////////////
#include "stdafx.h"
#include "CFunction.h"
#include <stdio.h>
int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}
int sub(int x, int y)
{
    return x - y;
}
int testChar(char * src, char * res, int nCount)
{
    memcpy(res, src, sizeof(char) * nCount);
    return 1;
}
int testStruct(SystemTime & stSrc, SystemTime & stRes)
{
    stRes = stSrc;
    return 1;
}


添加好代码之后,选择“生成”的选项,因在工程目录下的Debug文件就已经存在我们所需要的MyNativeDll.dll文件,一起的还有lib的静态库文件(稍后要用到),及其他相关的调试文件,至此,我们已经成功的生成了native C++的动态链接库,我只能说,这是相当简单的第一步在而已。


(3)在C#工程下使用生成的dll


新建一个C#的窗口工程(我个人是很讨厌控制台的程序的),工程命名为“DllTest”,这就不教了。


在新建的窗体工程中添加一个CFunction.cs的类,这个类主要是用于导出上面dll里的函数,废话不多说,直接贴代码:


//CFunction.cs dll的函数接口

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace DllTest
{
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    public struct SystemTime
    {
        public int year;
        public int month;
        public int day;
        public int hour;
        public int minute;
        public int second;
        public int millsecond;
        public SystemTime(DateTime dt)
        {
            this.year = dt.Year;
            this.month = dt.Month;
            this.day = dt.Day;
            this.hour = dt.Hour;
            this.minute = dt.Minute;
            this.second = dt.Second;
            this.millsecond = dt.Millisecond;
        }
        public override string ToString()
        {
            return this.year.ToString() + "-" + this.month.ToString() + "-" + this.day.ToString() + "  "
                + this.hour.ToString() + ":" + this.minute.ToString() + "-" + this.second.ToString() + "-"
                + this.millsecond.ToString();
        }
    };
    public class CFunction
    {
        [DllImport("MyNativeDll.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
        public extern static int add(int x, int y);
        [DllImport("MyNativeDll.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
        public extern static int sub(int x, int y);
        [DllImport("MyNativeDll.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
        public extern static int testChar(ref byte src, ref byte res, int nCount);
        [DllImport("MyNativeDll.dll", CharSet = CharSet.Auto, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
        public extern static int testStruct(ref SystemTime stSrc, ref SystemTime stRes);
    }
}

上面代码的格式看起来不好看,大家自己下附件里的文件看好了,上面的做法相当是作了一个CFunction的静态类而已。然后在Form1.cs窗体里直接写测试代码,我是直接写在Form1的初始化函数里,懒,没办法。


//Form1.cs 在C#的窗体初始化函数添加测试代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Diagnostics;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
namespace DllTest
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            int a = CFunction.add(100, 50);
            int b = CFunction.sub(100, 50);
            Debug.WriteLine("add = " + a.ToString() + "  b = " + b.ToString());
            Debug.WriteLine("\r\n");
            string src = "123456";
            byte[] srcBytes = System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(src);
            byte[] resBytes = new byte[100];
            a = CFunction.testChar(ref srcBytes[0], ref resBytes[0], src.Length);
            string res = (System.Text.Encoding.ASCII.GetString(resBytes, 0, resBytes.Length)).TrimEnd();
            Debug.WriteLine(res.ToString());
            Debug.WriteLine("\r\n");
            SystemTime stSrc = new SystemTime(DateTime.Now);
            SystemTime stRes = new SystemTime();
            a = CFunction.testStruct(ref stSrc, ref stRes);
            Debug.WriteLine(stRes.ToString());
            Debug.WriteLine("\r\n");
        }
    }
}


在你进行调试之前,务必记得要将在第二步生成的MyNativeDll.dll拷贝至C#工程下的bin\Debug\目录下,然后点击“调试”,看输出窗口,应该会有东西输出的,我就不贴出来了。


(4)总结


1)总体上来讲,生成一个native C++的dll不是很困难的事,重点在于在C#下的dll导出函数那里;


2)个人的经验来看,使用native C++可以导入函数,至于导出C++类,通过指针的方式并非不可能,可是方法过于费解,建议不要那么做;


3)在书写dll导出函数时,变量的传递是关键,建议使用C++的基本类型,如int,float,double等,因为C#下指针的概念很纠结,在C++下的引用符“&”,在C#中则使用ref的标识,需要紧记的一点是,C#与C++的类型并不全然通用(结构对齐问题),注意做变换。像上面的testChar函数,原本string(C#)对应的是char*(C++),但可能由于各种Unicode或多字节的关系,我是没法返回正确的值,于是我采用了byte的传入类型。关于C#与C++混编的类型问题,可以查看下面的文章:C++与C#的类型转换文章2文章3,在网上google到好的文章也是不容易的啊。


4)观察我写的结构,在C++下使用的结构体,在C#必须要重新定义一次,使用    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]的标识用于结构的对齐,如果你变量中使用了string这样的类型,还需要使用MarshalAs这样的方法支定义其长度——才可以跟char *相对应;


5)函数的返回值别用什么string了,我是找为到方法取得其正确的返回值,最好使用ref的引用方法回传回来。


6)指针的参数的传递在C#下使用IntPtr类型作转换,这我先不细说,网上相关文章还是不少的。


(5)示例文件的下载