C调用C++编程技术研究

C#调用C++编程技术研究由于历史原因，很多时候我们的代码并不完全使用.NET写成。这时候和以往C++代码的混合编程就显得相当重要了。理论上，C#调用C++有如下3种方式：1）将本机C++代码（指非托管C++）编译成一个dll，供C#调用，调用方法为[DllImport(×××.dll)]。但是这里只能从DLL导出函数，不能导出类（还没有测试能否导出变量）。不能导出类是因为本机C++是非托管的，与C#的语言方式不兼容。也就是说，不能将此类dll作为引用添加到C#工程中，IDE会提示不是一个程序集。2）利用CLRC++（指托管C++）编写输出类库，供C#使用，由于CLRC++和C#都符合CLS规范，所以两者可以无缝集成，在一个解决方案里包含这两种语言的项目。生成的DLL可以导出类。但是CLRC++与传统C++有很大的区别，可以认为是另一种不同的语言，学习它也要话费很大的精力，所以这种方法也有些麻烦。CLRC++不兼容本机C++的很多内容，但可以利用指针来操作。3）利用CLRC++把本机C++代码包装起来，做一个wrapper。这种方法比较好，而且在设计模式里还有一个专门的名称。首先创建一个C#项目写界面，然后添加一个CLRC++类库项目和一个本机C++DLL项目。本机C++DLL项目里面是算法代码，可以导出类；在CLRC++类库项目里写一个类，私有成员为本机C++类的指针（不能用类的实例，因为CLS不支持混合类型），公共成员为本机C++DLL类中的相应功能。C#调用CLRC++类，CLRC++类再调用本机C++类，表示如下：NativeC++==ManagedC++Wrapper==C#GUI一、基于托管C++包装器的混合语言编程如前所述，C++直接生成本地机器码，C#是生成微软中间语言的托管代码，想要直接调用是不可能的。事实上，C系列中还存在一种语言叫做托管C++，这种语言语法上和C++几乎一样，但是却和C#一样编译成为微软中间语言，这样就可以和C#良好地通信，即可以在c#中使用托管C++类。另外，托管C++还有及其重要的两个特性就是：可以调用本地C++的类和函数！一个托管C++的程序集可以嵌套本地C++编译的机器码！好强大的混合体。所以我们的技术路径也就明晰了：C#以托管C++为中介调用本地C++的类和函数。换句话说也就是用托管C++给本地C++代码做一个外壳供C#调用。编程案例：将一个函数签名为intAdd(inta,intb)的C函数和一个C++本地类classCClassNative导出，最终在C#中使用。CClassNative类的定义如下：classCClassNative{public:CClassNative(void);~CClassNative(void);intmenber;//成员intmenderFuncSub(inta,intb);//成员函数};编程步骤如下：1、创建用于导出的类和函数1）打开VS2010，创建VC++的Win32项目：ExampleForC++为了确保调用成功，这里可以将工程创建为DLL库。通过试验，将程序创建成Windows应用程序，在编译成功后，再修改配置类型为.dll也是可以的。2）编写C函数的实现在解决方案资源管理器下，选择项目，右单击，添加类在弹出的界面中，选择创建C++类随后，输入类名：Functions，开发工具会自动为我们生成2个文件：Functions.h、Functions.CPP注意：这里我们需要创建的是一个C函数的实现，而不是一个类。之所以选择创建C++类，是因为这样可以快速地自动生成Functions.h和Functions.CPP这2个文件。在C++工程中，.h文件负责头文件定义，.CPP负责函数实现方法的定义。完成上述操作后，打开Functions.h，编辑如下：#pragmaonce//这个函数用于导出C函数，实现算术加法#includestdafx.hintAdd(inta,intb);打开Functions.CPP，编辑如下：#includeStdAfx.h#includeFunctions.h//这是C函数实现的算术加法intAdd(inta,intb){returna+b;}编译，程序显示成功！3）新建C++本地代码类CClassNative类似的方法，在工程中新建一个C++类：CClassNative，其头文件ClassNative.h定义如下：#pragmaonceclassCClassNative{public:CClassNative(void);~CClassNative(void);intmenber;//用于导出的成员intmenderFuncSub(inta,intb);//用于导出的成员函数，实现算术减法};类的实现ClassNative.CPP定义如下：#includeStdAfx.h#includeClassNative.h//构造函数CClassNative::CClassNative(void){menber=1;}CClassNative::~CClassNative(void){}//这是本地C++类实现的算术减法intCClassNative::menderFuncSub(inta,intb){returna-b;}编译显示成功！2、编写托管C++，包装本地C++类和C函数1）修改编译选项为了使用托管C++，需要改编译选项：单击“ExampleForC++”项目，在快捷方式里选“属性”，将“配置属性”-“常规”-“公共语言运行时支持”选择为“公共语言运行时支持（/clr）”。2）新建一个C++类clrClass这是一个托管C++类，用于对C++本地代码类和函数等进行封装，并在C#中使用的一个包装类（Wrapper）。类clrClass的头文件clrClass.h定义如下：#pragmaonce//这是一个托管C++类，用于对C++本地代码类和函数等进行封装，并在C#中使用的一个包装类（Wrapper）#includeClassNative.h//类clrClass必须声明为public，否则类在程序集中不可见//关键词ref表示类是一个托管类，将编译为中间语言publicrefclassclrClass{public:clrClass(void);intmenber;//这个成员访问CClassNative类的公共成员（事实上只需要包装公共成员和公共成员函数，私有的包装没有意义，也包装不了）intmenderFuncSub(inta,intb);//这个成员函数包装CClassNative类的公共成员函数intmenberFuncAdd(inta,intb);//这成员函数包装C函数intAdd(inta,intb)private:CClassNative*classNative;//建立一个本地类实例(在构造函数中实例化，这里可以理解为用于在clrClass中“继承”CClassNative的公共成员)};类clrClass的实现clrClass.CPP定义如下：#includeStdAfx.h#includeclrClass.h#includeFunctions.hclrClass::clrClass(void){classNative=newCClassNative();//这里一定注意要创建对象！menber=classNative-menber;//这里是简单举例，实际上应该用属性方法来读写CClassNative类的成员，同C#相似，托管C++中有属性函数，用法请自己查}//通过调用CClassNative类实现算术减法intclrClass::menderFuncSub(inta,intb){returnclassNative-menderFuncSub(a,b);}//通过调用C函数实现算术加法intclrClass::menberFuncAdd(inta,intb){returnAdd(a,b);}编译显示成功！到此，就实现了clrClass对CClassNative类和C函数intAdd(inta,intb)的托管包装。最后，如果项目创建时，选择了Windows应用程序，则这个时候需要修改配置类型。方法是：选择项目ExampleForC++，右单击，选择“属性”，在弹出的菜单中选择：动态库（.dll）重新编译，在ExampleForC++\Debug目录下生成的“ExampleForC++.dll”就可以直接在C#中调用了。3、在C#中调用包装好的本地C++类和C函数为了测试调用效果，我们在这个解决方案里新建一个C#项目：CallC++，步骤如下：1）新建C#项目：CallC++选择“解决方案”，右单击，“添加”—“新建项目”在弹出的窗体中，创建一个C#的Windows窗体应用程序：CallC++2）编辑主窗体为了调用C函数intAdd(inta,intb)进行加法运算，调用类CClassNative的intmenderFuncSub(inta,intb)成员函数进行减法运算，主窗体界面设计如下：3）添加引用在CallC++Wrapper项目中，选择“引用”，右单击，添加引用。在弹出的窗体上，点击“浏览”，选择前期生成的动态链接库ExampleForC++.dll将其添加到工程中。4）函数调用①为主窗体类声明一个对象：clrClassClrClass=newclrClass();②添加如下按钮响应函数：privatevoidbuttonAdd_Click(objectsender,EventArgse){inta=Convert.ToInt32(textBoxA.Text);intb=Convert.ToInt32(textBoxB.Text);//通过托管C++调用C函数intAdd(inta,intb)实现的加法textBoxRes.Text=ClrClass.menberFuncAdd(a,b).ToString();}privatevoidbuttonSub_Click(objectsender,EventArgse){inta=Convert.ToInt32(textBoxA.Text);intb=Convert.ToInt32(textBoxB.Text);//通过托管C++调用C++的CClassNative类函数实现的减法textBoxRes.Text=ClrClass.menderFuncSub(a,b).ToString();}运行测试的时候，需要将项目ExampleForC++从解决方案中暂时移除，否则，动态链接库加载可能会出错！以上只是一个简单的例子，实际上，用托管C++包装的可以是任何本地C++的代码，包括MFC库。以上示例的开发环境是VS2010，windows版本是windows7旗舰版。程序源代码ExampleForC++.rar可以在网上下载。