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C++ Programmer's Cookbook

{C++ 基礎} {C++ 高級} {C#界面,C++核心算法} {設計模式} {C#基礎}

C#中重用c/c++舊模塊

 一、發生的背景
  在開發新項目中使用了新的語言開發 C# 和新的技術方案 WEB Service,但是在新項目中,一些舊的模塊需要繼續使用,一般是采用 C 或 C++ 或 Delphi 編寫的,如何利用舊模塊對于開發人員來說,有三種可用方法供選擇:

  第一、將 C 或 C++ 函數用 C# 徹底改寫一遍,這樣整個項目代碼比較統一,維護也方便一些。但是盡管微軟以及某些書籍說,C# 和 C++ 如何接近,但是改寫起來還是很痛苦的事情,特別是 C++ 里的指針和內存操作;

  第二、將 C 或 C++ 函數封裝成 COM,在 C# 中調用COM 比較方便,只是在封裝時需要處理 C 或 C++ 類型和 COM 類型之間的轉換,也有一些麻煩,另外COM 還需要注冊,注冊次數多了又可能導致混亂;

  第三、將 C 或 C++ 函數封裝成動態鏈接庫,封裝的過程簡單,工作量不大。因此我決定采用加載動態鏈接庫的方法實現,于是產生了在 C# 中如何調用自定義的動態鏈接庫問題,我在網上搜索相關主題,發現一篇調用系統 API 的文章,但是沒有說明如何解決此問題,在 MSDN 上也沒有相關詳細說明。基于此,我決定自己從簡單出發,逐步試驗,看看能否達到自己的目標。

  (說明一點:我這里改寫為什么很怕麻煩,我改寫的代碼是變長加密算法函數,代碼有600多行,對算法本身不熟悉,算法中指針和內存操作太多,要想保證算法正確,最可行的方法就是少動代碼,否則只要有一點點差錯,就不能肯定算法與以前兼容)

二、技術實現


  下面看看如何逐步實現動態庫的加載,類型的匹配,動態鏈接庫函數導出的定義,這個不需要多說,大家參考下面宏定義即可:

  #define LIBEXPORT_API extern "C" __declspec(dllexport)
  第一步,我先從簡單的調用出發,定義了一個簡單的函數,該函數僅僅實現一個整數加法求和:

  LIBEXPORT_API int mySum(int a,int b){ return a+b;}
  C# 導入定義:


  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#中調用測試:

  int iSum = RefComm.mySum(2,3);
  運行查看結果iSum為5,調用正確。第一步試驗完成,說明在C#中能夠調用自定義的動態鏈接庫函數。
第二步,我定義了字符串操作的函數(簡單起見,還是采用前面的函數名),返回結果為字符串:

  LIBEXPORT_API char *mySum(char *a,char *b){sprintf(b,"%s",a); return a;}
  C# 導入定義:


  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#中調用測試:

  string strDest="";
  string strTmp= RefComm.mySum("12345", strDest);

  運行查看結果 strTmp 為"12345",但是strDest為空。我修改動態鏈接庫實現,返回結果為串b:

  LIBEXPORT_API char *mySum(char *a,char *b){sprintf(b,"%s",a) return b;}

  修改 C# 導入定義,將串b修改為ref方式:


  public class RefComm
  {
  [DllImport("LibEncrypt.dll",
  EntryPoint=" mySum ",
  CharSet=CharSet.Auto,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
  public static extern string mySum (string a, ref string b);
  }


  在C#中再調用測試:

  string strDest="";
  string strTmp= RefComm.mySum("12345", ref strDest);
  運行查看結果 strTmp 和 strDest 均不對,含不可見字符。再修改 C# 導入定義,將CharSet從Auto修改為Ansi:


  public class RefComm
  {
  [DllImport("LibEncrypt.dll",
   EntryPoint=" mySum ",
   CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
   public static extern string mySum (string a, string b);
  }

在C#中再調用測試:

  string strDest="";
  string strTmp= RefComm. mySum("12345", ref strDest);

  運行查看結果 strTmp 為"12345",但是串 strDest 沒有賦值。第二步實現函數返回串,但是在函數出口參數中沒能進行輸出。再次修改 C# 導入定義,將串b修改為引用(ref):


  public class RefComm
  {
  [DllImport("LibEncrypt.dll",
   EntryPoint=" mySum ",
   CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
   public static extern string mySum (string a, ref string b);
  }


  運行時調用失敗,不能繼續執行。

  第三步,修改動態鏈接庫實現,將b修改為雙重指針:

  LIBEXPORT_API char *mySum(char *a,char **b){sprintf((*b),"%s",a); return *b;}

  C#導入定義:


  public class RefComm
  {
  [DllImport("LibEncrypt.dll",
   EntryPoint=" mySum ",
   CharSet=CharSet.Ansi,CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
   public static extern string mySum (string a, ref string b);
  }


  在C#中調用測試:

  string strDest="";
  string strTmp= RefComm. mySum("12345", ref strDest);

  運行查看結果 strTmp 和 strDest 均為"12345",調用正確。第三步實現了函數出口參數正確輸出結果。
第四步,修改動態鏈接庫實現,實現整數參數的輸出:

  LIBEXPORT_API int mySum(int a,int b,int *c){ *c=a+b; return *c;}
  
  C#導入的定義:


  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#中調用測試:

  int c=0;
  int iSum= RefComm. mySum(2,3, ref c);

  運行查看結果iSum 和c均為5,調用正確。

  經過以上幾個步驟的試驗,基本掌握了如何定義動態庫函數以及如何在 C# 定義導入,有此基礎,很快我實現了變長加密函數在 C# 中的調用,至此目標實現。

  三、結論

  在 C# 中調用 C++ 編寫的動態鏈接庫函數,如果需要出口參數輸出,則需要使用指針,對于字符串,則需要使用雙重指針,對于 C# 的導入定義,則需要使用引用(ref)定義。

  對于函數返回值,C# 導入定義和 C++ 動態庫函數聲明定義需要保持一致,否則會出現函數調用失敗。定義導入時,一定注意 CharSet 和 CallingConvention 參數,否則導致調用失敗或結果異常。運行時,動態鏈接庫放在 C# 程序的目錄下即可,我這里是一個 C# 的動態鏈接庫,兩個動態鏈接庫就在同一個目錄下運行。


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改寫c++ 到c#?(引)

  1. 在.h文件中找到所有的struct定義,先改成C#的。用Marshal.SizeOf得到其大小,初步進行測試:看看它和在C/C++程序中用sizeof得到的大小是否相等
  2. 對應所有C++的類,先寫出所有C#的類的原型,包括成員字段和函數。所有函數里先放著throw new NotImplementedException()這么一句,省得影響編譯
  3. 對應于C++類的析構函數,在C#用Dispose Pattern實現
  4. 找到所有用到的Windows API和其他Native API,在C#用static extern方法聲明之,然后對不確定都否工作的那些(比如參數里頭有n個*的那種)進行初步測試
  5. 在.h文件找到所有宏定義的常量,改成const的字段;而宏方法只能直接改成普通方法(C#沒有inline關鍵字)。對于用宏改了名字的類型,專門記載到一個文檔中,以后直接用文本替換(ctrl+h)搞定之
  6. 把.cpp文件的代碼逐步copy到C#代碼中,一個函數一個函數的改。基于C/C++標準庫和語言本身特性的代碼語句,一般都可在FCL和C#中找到對應的做法,這也包括指針操作;至于API的調用,前面已經準備好了
  7. 編譯通過,測試一下

posted on 2006-03-31 12:48 夢在天涯 閱讀(2122) 評論(5)  編輯 收藏 引用 所屬分類: CPlusPlusC#/.NET

評論

# re: C#中重用c/c++舊模塊 2006-03-31 13:21 沐楓

你這項目要是沒有特殊要求,其實最簡單的方法是,采用C++/CLI來包裝原有的dll或代碼,然后就可以直接讓C#引用了。
甚至可以直接用C++/CLI重編譯原有代碼,只增加一個或若干個接口類給.net引用。極端一點的,干脆不用C#,只用C++/CLI。
這樣的做法是,簡單,快捷,并且完美。甚至可以讓代碼同時擁有本地代碼和托管代碼。從而為反編譯增加最大的難度。
因為不是所有的接口和struct都能很方便的封裝成C#中去。  回復  更多評論   

# re: C#中重用c/c++舊模塊 2006-03-31 15:10 Ninputer

用C++/CLI重新編譯能夠成功才怪……用C++/CLI以PInvoke的方式調用輸出函數的非托管DLL幾率還大一些  回復  更多評論   

# re: C#中重用c/c++舊模塊 2006-03-31 17:30 沐楓

@Ninputer
我試過不是這樣的。
我這幾天曾把手頭上的幾個C++項目,一字不改,僅將編譯選項改為/clr,就編譯通過了。并且運行效果完全正常。
用reflector反編譯也成功的看到源碼(只是源碼有點不太好看)。
這幾個項目有些是MFC項目,有些是API項目,都使用了模板和標準庫,以及第三方的DLL。  回復  更多評論   

# re: C#中重用c/c++舊模塊 2006-04-02 17:16 sunmast

COPY了我的內容,但沒加我的鏈接,嗯 :-)  回復  更多評論   

# re: C#中重用c/c++舊模塊 2006-04-03 08:39 夢在天涯

@sunmast
^_^,不好意思啊 !可以留下你的連接嗎?  回復  更多評論   

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