在C#中使用C++編寫的類

 現在在Windows下的應用程序開發，VS.Net占據了絕大多數的份額。因此很多以前搞VC++開發的人都轉向用更強大的VS.Net。在這種情況下，有很多開發人員就面臨了如何在C#中使用C++開發好的類的問題。下面就用一個完整的實例來詳細說明怎樣用托管C++封裝一個C++類以提供給C#使用。
    比如，現在有一個工程名為NativeCppDll的由C++編寫的DLL，里面輸出了一個CPerson類。下面是具體的代碼：

// NativeCppDll.h
#pragma once
#ifndef LX_DLL_CLASS_EXPORTS
    #define LX_DLL_CLASS __declspec(dllexport)
#else
    #define LX_DLL_CLASS __declspec(dllimport)
#endif
class LX_DLL_CLASS CPerson
{
public:
    CPerson();
    CPerson(const wchar_t *pName, const wchar_t cSex, int iAge);
    void SetName(const wchar_t *pName);
    wchar_t * GetName();
    void SetSex(const wchar_t cSex);
    wchar_t GetSex();
    void SetAge(int iAge);
    int GetAge();
    wchar_t * GetLastError();
private:
    wchar_t m_szName[128];
    wchar_t m_cSex;
    int m_iAge;
    wchar_t m_szLastError[128];
    void ShowError();
};
// NativeCppDll.cpp
#include "stdafx.h"
#include "NativeCppDll.h"
#include <iostream>
#include <tchar.h>
using namespace std;
CPerson::CPerson()
{
    wcscpy_s(m_szName, _T("No Name"));
    m_cSex = 'N';
    m_iAge = 0;
    wcscpy_s(m_szLastError, _T("No Error"));
}
CPerson::CPerson(const wchar_t *pName, const wchar_t cSex, int iAge)
{
    wcscpy_s(m_szLastError, _T("No Error"));
    SetName(pName);
    SetSex(cSex);
    SetAge(iAge);
}
void CPerson::SetName(const wchar_t *pName)
{
    if ((pName == NULL) || (wcslen(pName) == 0) || (wcslen(pName) > 127))
    {
        wcscpy_s(m_szName, _T("No Name"));
        wcscpy_s(m_szLastError, _T("The length of the input name is out of range."));
        ShowError();
        return;
    }
    wcscpy_s(m_szName, pName);
}
wchar_t * CPerson::GetName()
{
    return m_szName;
}
void CPerson::SetSex(const wchar_t cSex)
{
    if ((cSex != 'F') && (cSex != 'M') && (cSex != 'm') && (cSex != 'f'))
    {
        m_cSex = 'N';
        wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input sex is out of [F/M]."));
        ShowError();
        
        return;
    }
    m_cSex = cSex;
}
wchar_t CPerson::GetSex()
{
    return m_cSex;
}
void CPerson::SetAge(int iAge)
{
    if ((iAge < 0) || (iAge > 150))
    {
        m_iAge = 0;
        wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input age is out of range."));
        ShowError();
        return;
    }
    m_iAge = iAge;
}
int CPerson::GetAge()
{
    return m_iAge;
}
wchar_t * CPerson::GetLastError()
{
    return m_szLastError;
}
void CPerson::ShowError()
{
    cerr << m_szLastError << endl;
}
    這是一個很典型的由C++開發的DLL，輸出一個完整的C++類。如果現在要求開發一個C#工程，需要用到這個DLL中輸出的C++類CPerson，該怎么辦呢？針對這個例子來說，類CPerson非常小，可以用C#重新寫一個跟這個C++類一樣的類。可是，如果需要的C++類很大，或者很多的時候，重寫工程將非常龐大。而且這樣沒有對現有的代碼進行重用，浪費了現有資源，開發起來費時費力。
    當然，還是有方法解決這個問題的。那就是用托管C++將C++類給封裝一下，然后再提供給C#來使用。下面就用代碼來詳細說明怎樣用托管C++來封裝上面的那個C++類。
    首先，要創建一個托管C++的DLL工程ManageCppDll，然后在里面添加下面的代碼：   

// ManageCppDll.h
#pragma once
#define LX_DLL_CLASS_EXPORTS
#include "../NativeCppDll/NativeCppDll.h"
using namespace System;
namespace ManageCppDll 
{
    public ref class Person
    {
    // 包裝所有類CPerson的公有成員函數
    public:
        Person();
        Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge);
        ~Person();
        property String ^ Name
        {
            void set(String ^ strName);
            String ^ get();
        }
        property Char Sex
        {
            void set(Char cSex);
            Char get();
        }
        property int Age
        {
            void set(int iAge);
            int get();
        }
        String ^ GetLastError();
    private:
        // 類CPerson的指針，用來調用類CPerson的成員函數
        CPerson *m_pImp;
    };
};
    從這個頭文件就能看出來，這是對C++類CPerson的包裝。類Person的所有公有成員函數都跟C++類CPerson一樣，只不過成員函數的參數和返回值就改成了托管C++的類型，這也是讓類Person能在C#中使用的首要條件。當然只需要對公有成員函數進行封裝，對於保護成員函數和私有成員函數則不必做任何封裝。
    類Person僅有一個私有的成員變量：一個類CPerson的指針。而類Person的所有成員函數的實現都是靠這個CPerson指針來調用類CPerson的相應成員函數來實現。
    下面是具體的實現代碼：

// ManageCppDll.cpp
#include "stdafx.h"
#include "ManageCppDll.h"
#include <vcclr.h>
namespace ManageCppDll 
{
    // 在構造函數中創建類CPerson的對象並在析構函數中將該對象銷毀
    // 所有的成員函數實現都是通過指針m_pImp調用類CPerson的相應成員函數實現
    Person::Person()
    {
        m_pImp = new CPerson();
    }
    Person::Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge)
    {
        // 將string轉換成C++能識別的指針
        pin_ptr<const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
        m_pImp = new CPerson(wcName, cSex, iAge);
    }
    Person::~Person()
    {
        // 在析構函數中刪除CPerson對象
        delete m_pImp;
    }
    void Person::Name::set(String ^ strName)
    {
        pin_ptr<const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
        m_pImp->SetName(wcName);
    }
    String ^ Person::Name::get()
    {
        return gcnew String(m_pImp->GetName());
    }
    void Person::Sex::set(Char cSex)
    {
        m_pImp->SetSex(cSex);
    }
    Char Person::Sex::get()
    {
        return m_pImp->GetSex();
    }
    void Person::Age::set(int iAge)
    {
        m_pImp->SetAge(iAge);
    }
    int  Person::Age::get()
    {
        return m_pImp->GetAge();
    }
    String ^ Person::GetLastError()
    {
        return gcnew String(m_pImp->GetLastError());
    }
};
    如果要在C#中使用類Person，首先要添加對ManageCppDll.dll的引用，然后就可以像用普通的C#類一樣的使用類Person了。比如下面這樣的代碼：

using ManageCppDll;
Person person = new Person();
person.Name = "StarLee";
person.Sex = 'M';
person.Age = 28;
    熟悉設計模式的看了上面的代碼肯定會發現,這樣的設計跟BRIDGE模式如出一轍。其實，上面的方法也算是一種BRIDGE模式，由托管C++充當了C#中使用用C++開發的類的橋梁。另外，這種形式也可以理解為ADAPTER模式，托管C++類Person就是C++類CPerson的一個適配器。通過這個橋梁，可以很容易的重用以前用C++開發的類，讓這些C++類繼續在C#中發揮它們的效用，讓開發變得事半功倍。