在C++中反射調用.NET（一）

為什么要在C++中調用.NET

一般情況下，我們常常會在.NET程序中調用C/C++的程序，使用P/Invoke方式進行調用，在編寫代碼代碼的時候，首先要導入DLL文件，然后在根據C/C++的頭文件編寫特殊的C#平台調用代碼，例如像下面這個樣子：

 [DllImport("Interop.dll",EntryPoint = "Multiply",CharSet = CharSet.Ansi)]
 static extern int Multiply(int factorA, int factorB);

 

詳細的過程，可以參考之前我這篇文章：《C#調用C和C++函數的一點區別》

有時候，我們也會有在C++中調用.NET的需求，比如我們在維護一個大型的C++應用程序，它年代久遠，現在需要增加一些新功能，而這些功能在.NET中已經有了，只需要調用它即可，如果為了方便想要用.NET重寫這個C++應用程序是不太現實的，幸好，C++/CLI提供了一個簡便的方案使得可以在C++中直接編寫.NET程序，所以C++/CLI代表托管和本地編程的結合，可以在托管代碼中直接使用本地代碼，也可以反過來，這樣結合了C++本地代碼的高效性和.NET代碼的強大性，看起來是非常有潛力的。

使用C++/CLI進行.NET編程

要進行C++/CLI編程，只需要進行下面的步驟：
1，添加.NET程序集的應用；
2，修改C++項目屬性，配置屬性->公共語言運行時支持-公共語言運行時支持（/clr）

然而，為了保持C++與.NET應用程序的獨立性，要求不能將.NET的DLL文件放到C++的應用程序目錄下,因此上述步驟1不可行，需要在C++代碼中使用反射來調用.NET。
注意，本文說的C++反射調用，不是對C++自身進行封裝的反射功能，而是在C++/CLI代碼中反射調用.NET代碼，原理上跟你在.NET應用中反射調用另外一個.NET的程序集一個道理。

首先，我們建立一個名字叫CppNetTest的解決方案，添加3個項目：
1，CppConsoleTest---一個C++控制台項目，在項目中更改屬性支持CLR；
2，NetApp--一個.NET控制台應用程序，作為對比示例代碼，方便編寫C++/CLI代碼參考；
3，NetLib--一個.NET類庫程序集，它將被1和2項目進行反射調用。

我們先在NetLib項目寫一個簡單的.NET 類，這個類的方法內部沒有復雜的業務邏輯代碼，僅僅用來供反射調用測試：

 

namespace NetLib
{
    public class User
    {
        static List<IUserInfo> UserDb = new List<IUserInfo>();

        public int GetUserID(string IdString)
        {
            int result = 0;
            int.TryParse(IdString, out result);
            return result;
        }

        public DateTime GetUserBirthday(int userId)
        {
            return new DateTime(1980, 1, 1);
        }

        public IUserInfo GetUserByID(int userId)
        {
            IUserInfo userinfo= EntityBuilder.CreateEntity<IUserInfo>();
            userinfo.ID = userId;
            userinfo.Name = "姓名_" + userId;
            userinfo.Birthday = new DateTime(1980, 1, 1);

            return userinfo;
        }

        //返回List或者數組，不影響 C++調用
        public List<IUserInfo> GetUsers(string likeName)
        {
            List<IUserInfo> users = new List<NetLib.IUserInfo>();
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                IUserInfo userinfo = GetUserByID(i);
                userinfo.Name += likeName;
                users.Add(userinfo);
            }
            //return users.ToArray();
            return users;
        }

        public bool SaveUsers(IList<IUserInfo> users)
        {
            UserDb.AddRange(users);
            return true;
        }

        public IUserInfo CreateUserObject()
        {
            return EntityBuilder.CreateEntity<IUserInfo>();
        }

        public bool SaveUsers2(IEnumerable<Object> para)
        {
            var users = from u in para
                        select u as IUserInfo;
           
            return SaveUsers (users.ToList());
        }

    }

 

   
}

 

在CppConsoleTest項目的頭文件中，添加一個 UserProxy.h 的C++頭文件，在文件中添加下面的命名空間：

using namespace System;
using namespace System::Reflection;
using namespace Runtime::InteropServices;
using namespace System::Collections;

這樣我們就可以使用反射相關的類型了。
在UserProxy類中，先編寫我們需要的構造函數：

public ref class UserProxy
    {
    private:
        String^ assemblyFile; //"..\\NetLib\\bin\\Debug\\NetLib.dll"
        Object^ dotnetObject;
        Type^ entityBuilderType;
        String^  className = "NetLib.User";

        EntityHelper^ helper;

        

    public:
        UserProxy(String^ assemblyFile)
        {
            this->assemblyFile = assemblyFile;
            Assembly^ ass = Assembly::LoadFrom(this->assemblyFile);
            this->dotnetObject = ass->CreateInstance(className);

            String^ sodPath = System::IO::Path::Combine(System::IO::Path::GetDirectoryName(this->assemblyFile), "PWMIS.Core.dll");
            /*Assembly^ ass_sod = Assembly::LoadFrom(sodPath);
            this->entityBuilderType = ass_sod->GetType("PWMIS.DataMap.Entity.EntityBuilder");*/
            helper = gcnew EntityHelper(sodPath);
        }

}

注意我們的 C++/CLI的類必須是“引用”類型，所以需要加關鍵字 ref，即：

public ref class UserProxy{}

所有的.NET引用類型，在使用的時候，都必須在類型名字后加 ^ 符號，例如下面定一個.NET字符串類型變量：

String^ assemblyFile; 

帶^符號的變量，在C++/CLI中稱為 “句柄”對象，用來跟C++本地代碼的“指針”相區別。

在C++中，類的成員用 -> 符號調用，命名空間或者類的靜態成員，用::調用，例如上面的構造函數中的代碼：

Assembly^ ass = Assembly::LoadFrom(this->assemblyFile);

 注意：在本例中需要.NET類庫項目引用 PDF.NET SOD框架，在項目的“管理Nuget程序包”里面搜索 PDF.NET.SOD.Core 添加此引用即可。
學會了這些C++的基礎語法，那么編寫C++/CLI代碼就沒有主要的障礙了。

在C++/CLI中使用反射

反射調用第一個.NET類的方法

下面的方法，將會反射調用 User類的一個最簡單的方法 ：

public int GetUserID(string IdString){}

該方法只有一個一個參數和一個簡單的返回值，下面是C++/CLI的反射調用代碼：

int GetUserID(String^ iDstring)
{
    MethodInfo^ method = this->dotnetObject->GetType()->GetMethod("GetUserID", BindingFlags::Public | BindingFlags::Instance);
    Func<String^, int>^ fun = (Func<String^, int>^)Delegate::CreateDelegate(Func<String^, int>::typeid, this->dotnetObject, method);
    int result = fun(iDstring);
    
    return result;
}

注意這里創建了一個 Func<String,int>的委托方法，使用委托能夠簡化我們的反射調用並且有時候還能夠提高效率，在這段代碼中，有1個要注意的地方：
Func<String^, int>::typeid
這是C++/CLI特殊的語法，表示獲取“句柄”類型的類型ＩＤ，實際上它的結果就Type對象，等同於C#的
typeof(Func<string,int>)

PS：非常遺憾的是，typeid方式，沒法得到下面類型的類型值：
typeof(Func<,>)，這給我們在動態構造泛型對象的時候造成了很大的困惑。

再看一個簡單方法的反射：

DateTime GetUserBirthday(int userId)
        {
            MethodInfo^ method = dotnetObject->GetType()->GetMethod("GetUserBirthday", BindingFlags::Public | BindingFlags::Instance);
            Func<int, DateTime>^ fun = (Func<int, DateTime>^)Delegate::CreateDelegate(Func<int, DateTime>::typeid, this->dotnetObject, method);
            DateTime result = fun(userId);
            return result;
        }

注意：由於DateTime是值類型，因此在進行類型申明的時候，不需要加^符號，僅需要對Func委托加上^句柄標記。

有了這2個簡單的方法，我們來看看如何調用這個.NET方法“代理類”：

    NetLibProxy::UserProxy^ proxy = gcnew NetLibProxy::UserProxy("..\\NetLib\\bin\\Debug\\NetLib.dll");
    int result= proxy->GetUserID("123456");
    DateTime date = proxy->GetUserBirthday(result);
    System::Console::WriteLine("C++/CLI .Net Proxy Class Call Test Result:\r\n UserID={0},\r\n Birthday={1}", 
        result,date.ToShortDateString());

OK，第一個C++/CLI代碼調用成功，而且還是反射調用的，心情小激動一下。

有關C++/CLI的反射，委托的詳細資料，可以參考MSDN的介紹：
https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/2x8kf7zx.aspx 使用 C++ 互操作（隱式 PInvoke）
https://msdn.microsoft.com/zh-CN/library/213x8e7w.aspx 泛型委托

在下一篇，我們將繼續探究C++/CLI 反射調用.NET中可能遇到"深坑"，因此僅打算吧本篇文章作為一個“入門”，免得大家心生恐懼，錯過了挑戰艱險的機會。

（未完待續）