在C#调用C++的DLL简析（一）——生成非托管dll

转自http://joeyliu.blog.51cto.com/3647812/1289614

 

 

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。

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//Define.h
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#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。

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//CFunction.h
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///////////////////////////////////////////
#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。

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//CFunction.cpp
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////////////////////////////////////////////
#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

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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

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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。

 

 

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转自：http://www.cnblogs.com/Chase/archive/2010/05/31/1748596.html

C#程序调用非托管C++ DLL文件的方法

 

　　08年写的一篇文章，当时项目用C#开发，但是有一些希望重用之前的C++代码，于是研究了如何在C#中调用C++的DLL。

 

C++中的函数声明

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extern "C" __declspec(dllexport) int __stdcall testfunc(char* astr,int* a);

  

extern ”C”

　　通常来说，C++编译器可能会改变函数和变量的名字，从而导致严重的链接程序问题。例如，假设使用C++编写一个DLL，当创建DLL时，Microsoft的编译器就会改变函数的名字。函数名将被设置一个前导下划线，再加上一个@符号的前缀，后随一个数字，表示作为参数传递给函数的字节数。例如，下面的函数是作为DLL的输出节中的_MyFunc@8输出的：

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__declspec(dllexport) LONG __stdcall MyFunc(int a, int b);

　　如果用另一个供应商的工具创建了一个可执行模块，它将设法链接到一个名叫MyFunc的函数，该函数在Microsoft编译器已有的DLL中并不存在，因此链接将失败。

　　使用extern “C”关键字可以使编译器按照C语言的方式编译DLL文件，即编译时不改变函数名。

 

__declspec(dllexport)

　　在 32 位编译器版本中，可以使用__declspec(dllexport) 关键字从DLL导出数据、函数、类或类成员函数。__declspec(dllexport) 会将导出指令添加到对象文件中，因此不需要使用.def文件。

　　若要导出函数，__declspec(dllexport) 关键字必须出现在调用约定关键字的左边（如果指定了关键字）。例如：

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__declspec(dllexport) void __cdecl Function1(void);

 

__stdcall

　　表明被调用方清理堆栈。

 

C#中的函数声明

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using System.Runtime.InteropServices;
      …
 
public class Program
{
[DllImport(@"E:\Projects\testdll\debug\testdll.dll")]
public static extern int testfunc(StringBuilder abuf,ref int a);
}

 

using System.Runtime.InteropServices;

　　System.Runtime.InteropServices 命名空间提供各种各样支持 COM interop 及平台调用服务的成员，使程序可以与非托管代码进行交互操作。

 

[DllImport(“dllfile path”)]

　　代码中DllImport关键字作用是告诉编译器入口点在哪里，并将打包函数捆绑在这个类中。在声明的时候还可以添加几个属性：

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[DllImport("MyDLL.dll",
EntryPoint="mySum",
CharSet=CharSet.Auto,
CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]

　　EntryPoint: 指定要调用的 DLL 入口点。默认入口点名称是托管方法的名称 。 
　　CharSet: 控制名称重整和封送 String 参数的方式 (默认是UNICODE) 
　　CallingConvention指示入口点的函数调用约定(默认WINAPI)

　　注意：必须在标记为”static”和”extern”的方法上指定”DllImport”属性。

 

数据传递方法

1．基本数据类型的传递

　　函数参数和返回值可以是C#和C++的各种基本数据类型，如int, float, double, char(注意不是char*)等。
　　示例：
　　C#代码：

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using System;
using System.Text;
using System.Runtime.InteropServices;
 
class Program
{
    [DllImport(@"E:\Projects\testdll\debug\testdll.dll")]
    public static extern int testfunc(int a,float b,double c,char d);
 
    static void Main(string[] args)
    {
        int a = 1;
        float b = 12;
        double c = 12.34;
        char d = 'A';
        testfunc(a,b,c,d);
        Console.ReadKey();
    }
}

　　C++代码：

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<pre class="brush:cpp">#include <iostream>
using namespace std;
 
extern "C"
{
 _declspec(dllexport) int __stdcall testfunc(int a,float b,double c,char d)
 {
  cout<<a<<", "<<b<<", "<<c<<", "<<d<<endl;
  return 0;
 }
}
</pre>

2．向DLL传入字符串

　　C#中使用string定义字符串，将字符串对象名传给DLL。
　　注意：在DLL中更改字符串的值，C#中的值也会改变。
　　缺点：无法改变字符串的长度，建议使用第3种方法。
　　C#代码：

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using System;
using System.Text;
using System.Runtime.InteropServices;
 
class Program
{
    [DllImport(@"E:\Projects\testdll\debug\testdll.dll")]
    public static extern int testfunc(string a);
 
    static void Main(string[] args)
    {
        string a="Hello World!";
        testfunc(a);
        Console.ReadKey();
    }
}

　　C++代码：

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#include <iostream>
using namespace std;
 
extern "C"
{
 _declspec(dllexport) int __stdcall testfunc(char* astr)
 {
  cout<<astr<<endl;
  *astr='A';//更改字符串的数据
  cout<<astr<<endl;
  return 0;
 }
}

3．DLL传出字符串

　　C#中使用StringBuilder对象创建变长数组，并设置StringBuilder的Capacity为数组最大长度。将此对象名传递给DLL，使用char*接收。
　　C#代码：

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using System;
using System.Text;
using System.Runtime.InteropServices;
 
class Program
{
    [DllImport(@"E:\Projects\testdll\debug\testdll.dll")]
    public static extern int testfunc(StringBuilder abuf);
 
    static void Main(string[] args)
    {
        StringBuilder abuf=new StringBuilder();
        abuf.Capacity = 100;//设置字符串最大长度
        testfunc(abuf);
        Console.ReadKey();
    }
     
}

　　C++代码：

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#include <iostream>
using namespace std;
 
extern "C"
{
 _declspec(dllexport) int __stdcall testfunc(char* astr)
 {
  *astr++='a';
  *astr++='b';//C#中abuf随astr改变
  *astr='\0';
 
  return 0;
 }
}

4．DLL传递结构体（需要在C#中重新定义，不推荐使用）

　　C#中使用StructLayout重新定义需要使用的结构体。
　　注意：在DLL改变结构体成员的值，C#中随之改变。
　　C#代码：

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using System;
using System.Text;
using System.Runtime.InteropServices;
 
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Point
{
    public double x;
    public double y;
}
 
class Program
{
    [DllImport(@"E:\Projects\testdll\debug\testdll.dll")]
    public static extern int testfunc(Point p);
 
    static void Main(string[] args)
    {
        Point p;
        p.x = 12.34;
        p.y = 43.21;
        testfunc(p);
        Console.ReadKey();
    }   
}

C++代码：

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#include <iostream>
using namespace std;
 
struct Point
{
    double x;
    double y;
};
 
extern "C"
{
 _declspec(dllexport) int __stdcall testfunc(Point p)
 {
  cout<<p.x<<", "<<p.y<<endl;
  return 0;
 }
}
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