CSharp調用C++編寫的DLL的方法

自己比較懶，有的時候想寫點東西，但由於文筆不行、技術不行也就沒有怎么寫。經常是用到什么、學習什么的時候，簡單寫點，權當是個學習筆記。上博客的次數也很少，有人給我留言也是沒有怎么及時的回復，深感抱歉！

在一些特殊的行業，比如我從事的GIS、地質行業，大部分軟件還是以C/S形式存在，軟件大多是產品來銷售。這些程序大部分是Cpp語言來編寫，一方面是考慮到效率問題，另一方面可能是因為歷史原因，創建者使用Cpp，后面接班人也就繼續使用。

但是使用Cpp去做項目的時候，又會倍感cpp的笨拙，做個界面非常費勁。所以如果能夠使用C＃語言來研發，使用WinForm、WPF來做界面，世界就會美好很多。可是軟件產品生成的很多成果想要利用起來就比較困難，用C＃重新寫一遍系統是一條很好的路，技術難度低，但是工作量大，后期維護也比較困難，最主要的是在項目實施過程中，時間不夠。另外一種思路就是對現有的Cpp系統進行包裝，直接用C＃調用，這幾天比較了幾種方法，最后使用CLR對C++進行封裝了，可行性比較高。

一）. PInvoke

不需要修改C＋＋的DLL，直接在C＃程序中把需要的接口引進進來即可。開始的時候感覺比較順暢，但是后面越搞越麻煩，在CSharp和Cpp之間傳遞的個數組、傳遞個類，需要編寫很多，並且MS上的文檔也看得暈乎乎的。最后就放棄了。

1. 首先創建一個C＋＋的普通DLL，從歷史的DLL提取出自己想用的幾個接口，暴露出來。（例子來自網上查詢）

#define SOFTWRAPPER_API extern "C" __declspec(dllexport) 

// 簡單的接口調用
SOFTWRAPPER_API int fnCppDll(int a, int b);
//帶傳入數組:
SOFTWRAPPER_API void testArray1(const int N, const int n[], int& Z);
//帶傳出數組:C++不能直接傳出數組,只傳出數組指針,
SOFTWRAPPER_API void testArray2(const int M, const int n[], int *N) ;

2. 對應的實現

// 1. 把數據底層封裝成一個全局函數，並導出
// 2. 編譯好之后拷貝到CSharp運行路徑

SOFTWRAPPER_API int fnCppDll(int a, int b)
{
	return a+b;
}
SOFTWRAPPER_API void testArray1(const int N, const int n[], int& Z)
{
	for (int i=0; i<N; i++)
	{
		Z+=n[i];
	}
}
SOFTWRAPPER_API void testArray2(const int M, const int n[], int *N)
{
	for (int i=0; i<M; i++)
	{
		N[i]=n[i]+10;
	}
}

　　編譯成DLL之后，程序會把這幾個接口暴露出去，可以使用depends.exe查看導出情況。

3. C＃中對其調用

在C＃中也建立一個類，專門用來管理這些接口

namespace CSharp
{
　　// 3. 定義一個CSharp類，wrap c++的接口，方便CSharp使用
    class CppDll
    {
        [DllImport("CppDll.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
        public static extern int fnCppDll(int x, int y);

        [DllImport("CppDll.dll", EntryPoint = "#2", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
        public static extern double testArray(int N, int[] n, ref int Z);

        [DllImport("CppDll.dll", EntryPoint = "#3", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
        public static extern void testOutArray(int N, int[] n, [MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeParamIndex = 1)] int[] Z);
    }
}

這樣定義之后在其他的C＃程序中即可直接調用了。其中"CppDll.dll"是DLL文件名，保證在C＃的輸出目錄下。聲明的函數名稱要么和CPP中的一致，要么不通過名字而通過EntryPoint = "#3"這種方式指定。確保編譯器能找到接口

此種方法也可以實現類（C＃中使用struct和IntPtr實現）的傳輸，但是需要在CSharp中重新編寫類，並且變量的順序、內存對齊方式可能都需要自己操心。尤其是我們類很多、類之間有嵌套等情況

MS網站有更詳細的解釋PInvoke和Marshal技術，可以根據這兩個關鍵字在網絡上好好查找下。

！！如何跟蹤調試：在C＃工程屬性的Debug下面，check上Enable unmanaged code debugging即可。

二）SWIG

以前使用GDAL的時候，了解到GDAL可以在多中語言和多種平台下訪問，底層使用C＋＋編寫，感覺很好。前幾天也順帶看了下http://www.swig.org/

他的包裝可以把類、接口很好的封裝起來，但是使用SWIG封裝的時候難度很大，要學習很多東西，網上有人評價，感覺是在學習一門新的語言，所以也沒有進行一步深入下去。

三）D－BUS

本是LINUX等系統上的技術，“dbus的是一個低延遲，低開銷，高可用性的ipc機制。是desktop-bus的簡稱”，因為我封裝的DLL主要是數據服務，所以當時考慮這條技術路線，使用DBus提供服務器端的數據服務，然后C＃做為客戶端直接訪問服務獲取數據，感覺也是一條很好的路線。但是，感覺不是很正規，也放棄了。

關於SWIG和DBUS網上文檔比較多，感興趣的可以看看，多一種思路說不定什么時候可以用到：）

四）C++/CLI

在看Mashalling的時候，MS網站上到處都是托管代碼這樣的概念，於是深入了下，看了這個視頻之后感覺這個很不錯。

http://www.microsoft.com/uk/msdn/nuggets/nugget/184/Wrapping-Windows-APIs-with-CCLI.aspx

通過這視頻了解了如何封裝C++接口，同時也能看到高手是怎么編程的，受益匪淺

 托管代碼簡單來說，就是在C＋＋的基礎上進行擴展，使得可以調用.Net里面的類庫等東西。既然他是C＋＋，那么他訪問C++的DLL或者其他C＋＋庫，肯定是沒有問題的了。另一方面，他支持.Net類庫，那么就是說可以直接調用.Net里面的各種庫了，同時提供了C＋＋類型和.Net類型之間的各種轉換。進一步，我們C＃工程使用托管代碼組成的DLL便能很方便的訪問Native代碼了。托管代碼模塊起到了橋梁的作用，連接了Native C＋＋和CSharp

1. 新建CLR的類庫：New Project下面選擇VC＋＋里面的CLR，下面的Class Libary。創建好之后，確保General屬性頁的Common Language Runtime Support 屬性設置成了Common Language Runtime Support(/clr)

2. 編寫類

#pragma once

using namespace System;
using namespace System::Data;

namespace CppSoftBridge {
	public ref class DataManger
	{
	public :
		bool Open(String^ path);
		property bool IsOpened{
			bool get(){return m_isOpened;}
		};
		property array<String^>^ AllData{
			array<String^>^  get();
		};
        }
}

其中class前面的ref說明這個類是托管的，要在C＃中調用。同樣調用.Net類庫的類也要有所區分，就是這里的符號 ^，相當於一個托管類的引用。

cpp中的實現

using namespace System::Collections::Generic;
using namespace System::Runtime::InteropServices;
using namespace GPTSoftBridge;

array<String^>^ DataManger::AllData::get()
{
	List<String^>^ list = gcnew List<String^>();
	// TODO, 這里可以訪問Native C++里面的接口
	list->Add("1");
	list->Add("2");
	return list->ToArray();
}

bool DataManger::Open(String^ path)
{
        return true;  // 根據自己需要進行實現即可
}

• 這里需要注意的是，這部分使用了.Net的東西，但是 還是C＋＋的語法，
• 比如導入庫不是import，還是using語句。
• 包的組織不是System.Collections.Generic而是System::Collections::Generic；
• 申請對象托管代碼需要使用gcnew，而不是new。
• 申請之后如何判斷是否為空呢？使用 if(p == nullptr)。
• pin_ptr關鍵字能把托管引用轉換為原生指針。   如: pin_ptr<BYTE> pBytes = & byteArray[0];

其余的.Net的類庫就直接使用，C＋＋的老代碼也照常用就好了。

 

3. C＃中使用

C＃使用托管代碼，和使用C#編寫的類庫方式一樣。直接添加工程引用以后就可以直接使用了。

DataManger dm = new DataManger();
if (!dm.Open("D:\\datal"))
     return;
String[] wells = dm.AllData;

就這么多了，通過上面的步驟，我們能很方便、快捷的把原來的DLL封裝起來，供C＃調用。以后再做項目，我們可以輕松的選擇C＃，並且可以同時使用原有的C＋＋代碼了。