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C#调用动态库,C_调用C++DL.pdf
（此文详细解说了，C#调用 C++DLL 的参数传入，与传出，sting 类型的传出等）
C#调用 C++编写的 COM DLL 封装库时会出现两个问题：
1． 数据类型转换问题
2． 指针或地址参数传送问题
首先是数据类型转换问题。因为 C#是.NET 语言，利用的是.NET 的基本数据类型，所以实际上是
将 C++的数据类型与.NET 的基本数据类型进行对应。
例如 C++的原有函数是：
int __stdcall FunctionName(unsigned char param1, unsigned short param2)
其中的参数数据类型在 C#中，必须转为对应的数据类型。如：
[DllImport(“ COM DLL path/file ”)]
extern static int FunctionName(byte param1, ushort param2)
因为调用的是__stdcall 函数，所以使用了 P/Invoke 的调用方法。其中的方法 FunctionName 必须声明为
静态外部函数，即加上extern static 声明头。我们可以看到，在调用的过程中，unsigned char 变为了 byte，
unsigned short 变为了 ushort。变换后，参数的数据类型不变，只是声明方式必须改为.NET 语言的规范。
我们可以通过下表来进行这种转换：
Win32 Types
char, INT8, SBYTE, CHAR
short, short int, INT16, SHORT
int, long, long int, INT32, LONG32,
BOOL , INT
__int64, INT64, LONGLONG
unsigned char, UINT8, UCHAR ,
BYTE
unsigned short, UINT16, USHORT,
WORD, ATOM, WCHAR ,
__wchar_t
unsigned, unsigned int, UINT32,
ULONG32, DWORD32, ULONG,
DWORD, UINT
unsigned __int64, UINT64,
DWORDLONG, ULONGLONG
float, FLOAT
double, long double, DOUBLE
CLR Type
System.SByte
System.Int16
System.Int32
System.Int64
System.Byte
System.UInt16
System.UInt32
System.UInt64
System.Single
System.Double
之后再将 CLR 的数据类型表示方式转换为 C#的表示方式。这样一来，函数的参数类型问题就可以解决
了。 现在，我们再来考虑下一个问题，如果要调用的函数参数是指针或是地址变量，怎么办？
对于这种情况可以使用 C#提供的非安全代码来进行解决，但是，毕竟是非托管代码，垃圾资源处理不
好的话对应用程序是很不利的。所以还是使用 C#提供的 ref 以及 out 修饰字比较好。
同上面一样，我们也举一个例子：
int __stdcall FunctionName(unsigned char ¶m1, unsigned char *param2)
在 C#中对其进行调用的方法是：
[DllImport(“ COM DLL path/file ”)]
extern static int FunctionName(ref byte param1, ref byte param2)
看到这，可能有人会问，&是取地址，*是传送指针，为何都只用 ref 就可以了呢？一种可能的解释是 ref
是一个具有重载特性的修饰符，会自动识别是取地址还是传送指针。
在实际的情况中，我们利用参数传递地址更多还是用在传送数组首地址上。
如：byte[] param1 = new param1(6);
在这里我们声明了一个数组，现在要将其的首地址传送过去，只要将 param1 数组的第一个元素用 ref 修
饰。具体如下：
[DllImport(“ COM DLL path/file ”)]
extern static int FunctionName(ref byte param1[1], ref byte param2)
一、发生的背景在开发新项目中使用了新的语言开发 C# 和新的技术方案 WEB Service，但是在新项目中，一些旧
的模块需要继续使用，一般是采用 C 或 C++ 或 Delphi 编写的，如何利用旧模块对于开发人员来说，有三种可用方
法供选择：
第一、将 C 或 C++ 函数用 C# 彻底改写一遍，这样整个项目代码比较统一，维护也方便一些。但是尽管微软以及某
些书籍说，C# 和 C++ 如何接近，但是改写起来还是很痛苦的事情，特别是 C++ 里的指针和内存操作；
第二、将 C 或 C++ 函数封装成 COM，在 C# 中调用 COM 比较方便，只是在封装时需要处理 C 或 C++ 类型和 COM 类
型之间的转换，也有一些麻烦，另外 COM 还需要注册，注册次数多了又可能导致混乱；
第三、将 C 或 C++ 函数封装成动态链接库，封装的过程简单，工作量不大。因此我决定采用加载动态链接库的方法
实现，于是产生了在 C# 中如何调用自定义的动态链接库问题，我在网上搜索相关主题，发现一篇调用系统 API 的文
章，但是没有说明如何解决此问题，在 MSDN 上也没有相关详细说明。基于此，我决定自己从简单出发，逐步试验，
看看能否达到自己的目标。（说明一点：我这里改写为什么很怕麻烦，我改写的代码是变长加密算法函数，代码有 600
多行，对算法本身不熟悉，算法中指针和内存操作太多，要想保证算法正确，最可行的方法就是少动代码，否则只要
有一点点差错，就不能肯定算法与以前兼容）
二、技术实现下面看看如何逐步实现动态库的加载，类型的匹配，动态链接库函数导出的定义，这个不需要多说，大
家参考下面宏定义即可：
#define LIBEXPORT_API extern "C" __declspec(dllexport)
第一步，我先从简单的调用出发，定义了一个简单的函数，该函数仅仅实现一个整数加法求和：
LIBEXPORT_API int mySum(int a,int b)
{
return a+b;
}
C# 导入定义：
public class RefComm
{
[DllImport("LibEncrypt.dll",EntryPoint=" mySum ",
CharSet=CharSet.Auto,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
public static extern int mySum (int a,int b);
}
在 C#中调用测试：
int iSum = RefComm.mySum(2,3);
运行查看结果 iSum 为 5，调用正确。第一步试验完成，说明在 C#中能够调用自定义的动态链接库函数。
第二步，我定义了字符串操作的函数（简单起见，还是采用前面的函数名），返回结果为字符串：
LIBEXPORT_API char *mySum(char *a,char *b)
{
sprintf(b,"%s",a);
return a;
}
C# 导入定义：
public class RefComm
{
[DllImport("LibEncrypt.dll",EntryPoint=" mySum ",CharSet=CharSet.Auto,
CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
public static extern string mySum (string a, string b);
}
在 C#中调用测试：
string strDest="";
string strTmp= RefComm.mySum("12345", strDest);
运行查看结果 strTmp 为"12345"，但是 strDest 为空。
我修改动态链接库实现，返回结果为串 b：
LIBEXPORT_API char *mySum(char *a,char *b)
{
sprintf(b,"%s",a);
return b;
}
修改 C# 导入定义，将串 b 修改为 ref 方式：
public class RefComm
{
[DllImport("LibEncrypt.dll",EntryPoint=" mySum
",CharSet=CharSet.Auto,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
}
C#导入的定义：
public class RefComm
{
[DllImport("LibEncrypt.dll", EntryPoint=" mySum ",
CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
public static extern int mySum (int a, int b,ref int c);
}
在 C#中调用测试：int c=0;int iSum= RefComm. mySum(2,3, ref c);运行查看结果 iSum 和 c 均为 5，调用正确。
经过以上几个步骤的试验，基本掌握了如何定义动态库函数以及如何在 C# 定义导入，有此基础，很快我实现了变长
加密函数在 C# 中的调用，至此目标实现。
三、结论:在 C# 中调用 C++ 编写的动态链接库函数，如果需要出口参数输出，则需要使用指针，对于字符串，则
需要使用双重指针，对于 C# 的导入定义，则需要使用引用（ref）定义。对于函数返回值，C# 导入定义和 C++ 动态
库函数声明定义需要保持一致，否则会出现函数调用失败。定义导入时，一定注意 CharSet 和 CallingConvention 参
数，否则导致调用失败或结果异常。运行时，动态链接库放在 C# 程序的目录下即可，我这里是一个 C# 的动态链接
库，两个动态链接库就在同一个目录下运行。
C#（.net）中的 DllImport
大家在实际工作学习 C#的时候，可能会问：为什么我们要为一些已经存在的功能（比如 Windows 中的一些功能，C++
中已经编写好的一些方法）要重新编写代码，C#有没有方法可以直接都用这些原本已经存在的功能呢？答案是肯定的，
大家可以通过 C#中的 DllImport 直接调用这些功能。
DllImport 所在的名字空间
using System.Runtime.InteropServices;
MSDN 中对 DllImportAttribute 的解释是这样的：可将该属性应用于方法。DllImportAttribute 属性提供对从非托管
DLL 导出的函数进行调用所必需的信息。作为最低要求，必须提供包含入口点的 DLL 的名称。
大家在实际工作学习 C#的时候，可能会问：为什么我们要为一些已经存在的功能（比如 Windows 中的一些功能，C++
中已经编写好的一些方法）要重新编写代码，C#有没有方法可以直接都用这些原本已经存在的功能呢？答案是肯定的，
大家可以通过 C#中的 DllImport 直接调用这些功能。
DllImport 所在的名字空间
using System.Runtime.InteropServices;
MSDN 中对 DllImportAttribute 的解释是这样的：可将该属性应用于方法。DllImportAttribute 属性提供对从非托管
DLL 导出的函数进行调用所必需的信息。作为最低要求，必须提供包含入口点的 DLL 的名称。
DllImport 属性定义如下：
namespace System.Runtime.InteropServices
{
[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class DllImportAttribute : System.Attribute
{
public DllImportAttribute(string dllName) {/*...*/}
public CallingConvention CallingConvention;
public CharSet CharSet;
public string EntryPoint;
public bool ExactSpelling;
public bool PreserveSig;
public bool SetLastError;
public string Value { get {/*...*/} }
}
}
说明：
1、DllImport 只能放置在方法声明上。
2、DllImport 具有单个定位参数：指定包含被导入方法的 dll 名称的 dllName 参数
3、DllImport 具有五个命名参数：
a、CallingConvention 参数指示入口点的调用约定。如果未指定 CallingConvention，则使用默认值
CallingConvention.Winapi。
b、CharSet 参数指示用在入口点中的字符集。如果未指定 CharSet，则使用默认值 CharSet.Auto。
c、EntryPoint 参数给出 dll 中入口点的名称。如果未指定 EntryPoint，则使用方法本身的名称。
d、ExactSpelling 参数指示 EntryPoint 是否必须与指示的入口点的拼写完全匹配。如果未指定 ExactSpelling，则
使用默认值 false。
e、PreserveSig 参数指示方法的签名应当被保留还是被转换。当签名被转换时，它被转换为一个具有 HRESULT 返回
值和该返回值的一个名为 retval 的附加输出参数的签名。如果未指定 PreserveSig，则使用默认值 true。
f、SetLastError 参数指示方法是否保留 Win32"上一错误"。如果未指定 SetLastError，则使用默认值 false。
4、它是一次性属性类。
5、此外，用 DllImport 属性修饰的方法必须具有 extern 修饰符。
DllImport 的用法：
DllImport("MyDllImport.dll")]
private static extern int mySum(int a,int b);
一 在 C#程序设计中使用 Win32 类库
常用对应类型：
1、 DWORD 是 4 字节的整数，因此我们可以使用 int 或 uint 作为 C# 对应类型。
2、 2、bool 类型与 BOOL 对应。
3、 示例一：调用 Beep() API 来发出声音
4、 Beep() 是在 kernel32.lib 中定义的，在 MSDN 中的定义，Beep 具有以下原型：
BOOL Beep(DWORD dwFreq, // 声音频率
DWORD dwDuration // 声音持续时间);
用 C# 编写以下原型：
[DllImport("kernel32.dll")]
public static extern bool Beep(int frequency, int duration);
示例二：枚举类型和常量
MessageBeep() 是在 user32.lib 中定义的，在 MSDN 中的定义，MessageBeep 具有以下原型：
BOOL MessageBeep(UINT uType // 声音类型
);
用 C#编写一下原型：
public enum BeepType
{
SimpleBeep = -1,
IconAsterisk = 0x00000040,
IconExclamation = 0x00000030,
IconHand = 0x00000010,
IconQuestion = 0x00000020,
Ok = 0x00000000,
}
uType 参数实际上接受一组预先定义的常量，对于 uType 参数，使用 enum 类型是合乎情理的。
[DllImport("user32.dll")]
public static extern bool MessageBeep(BeepType beepType);
示例三：处理结构
有时我需要确定我笔记本的电池状况。Win32 为此提供了电源管理函数，搜索 MSDN 可以找到 GetSystemPowerStatus()
函数。
BOOL GetSystemPowerStatus( LPSYSTEM_POWER_STATUS lpSystemPowerStatus );
此函数包含指向某个结构的指针，我们尚未对此进行过处理。要处理结构，我们需要用 C# 定义结构。我们从非托管
的定义开始：
typedef struct _SYSTEM_POWER_STATUS {
BYTE ACLineStatus;
BYTE BatteryFlag;
BYTE BatteryLifePercent;
BYTE Reserved1;
DWORD BatteryLifeTime;
DWORD BatteryFullLifeTime;
} SYSTEM_POWER_STATUS, *LPSYSTEM_POWER_STATUS;
然后，通过用 C# 类型代替 C 类型来得到 C# 版本。
struct SystemPowerStatus
{
byte ACLineStatus;
byte batteryFlag;
byte batteryLifePercent;
byte reserved1;
int batteryLifeTime;
int batteryFullLifeTime;
}
这样，就可以方便地编写出 C# 原型：
[DllImport("kernel32.dll")]
public static extern bool GetSystemPowerStatus(
ref SystemPowerStatus systemPowerStatus);
在此原型中，我们用“ref”指明将传递结构指针而不是结构值。这是处理通过指针传递的结构的一般方法。
此函数运行良好，但是最好将 ACLineStatus 和 batteryFlag 字段定义为 enum：
enum ACLineStatus : byte
{
Offline = 0,
Online = 1,
Unknown = 255,
}
enum BatteryFlag : byte
{
High = 1,
Low = 2,
Critical = 4,
Charging = 8,
NoSystemBattery = 128,
Unknown = 255,
}
请注意，由于结构的字段是一些字节，因此我们使用 byte 作为该 enum 的基本类型
示例四：处理字符串
二 C# 中调用 C++代码
int 类型
[DllImport("MyDLL.dll")]
//返回个 int 类型
public static extern int mySum (int a1,int b1);
//DLL 中申明
extern "C" __declspec(dllexport) int WINAPI mySum(int a2,int b2)
{
//a2 b2 不能改变 a1 b1
//a2=..
//b2=...
return a+b;
}
参数传递 int 类型
public static extern int mySum (ref int a1,ref int b1);
//DLL 中申明
extern "C" __declspec(dllexport) int WINAPI mySum(int *a2,int *b2)
{
//可以改变 a1, b1
*a2=...
*b2=...
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