C#中调用非托管的DLL及参数传递 （一）

微软的.NET框架的优点之一是它提供了独立于语言的开发平台。你可以在VB、C++、C#等语言中编写一些类，而在其它语言中使用（源于.NET中使用了CLS），你甚至可以从另一种语言编写的类中继承。但是你要是想调用以前的非托管DLL，那又会怎么样呢？你必须以某种方式将.NET对象转换为结构体、char *、函数指针等类型。这也就是说，你的参数必须被marshal（注：不知道中文名称该叫什么，英文中指的是为了某个目的而组织人或事物，参见这里，此处指的是为了调用非托管函数而进行的参数转换）。

C#中使用DLL函数之前，你必须使用DllImport声明要调用的函数：

public class Win32 {

  [DllImport("User32.Dll")]

  public static extern void SetWindowText(int h, String s);

  // 函数原型为：BOOL SetWindowText(HWND hWnd, LPCTSTR lpString);

}

 DllImport告诉编译器被调函数的入口在哪里，并且将该入口绑定到类中你声明的函数。你可以给这个类起任意的名字，我给它命名为Win32。你甚至可以将类放到命名空间中，具体参见图一。要编译Win32API.cs，输入：

csc /t:library /out:Win32API.dll Win32API.cs

 这样你就拥有了Win32API.dll，并且你可以在任意的C#项目中使用它：

using Win32API;

int hwnd = // get it...

String s = "I'm so cute."

Win32.SetWindowText(hwnd, s);

 编译器知道去user32.dll中查找函数SetWindowText，并且在调用前自动将String转换为LPTSTR (TCHAR*)。很惊奇是吧！那么.NET是如何做到的呢？每种C#类型有一个默认的marshal类型，String对应LPTSTR。但你若是试着调用GetWindowText会怎么样呢（此处字符串作为out参数，而不是in参数）？它无法正常调用，是因为String是无法修改的，你必须使用StringBuilder：

using System.Text; // for StringBuilder

public class Win32 {

  [DllImport("user32.dll")]

  public static extern int GetWindowText(int hwnd,

    StringBuilder buf, int nMaxCount);

  // 函数原型：int GetWindowText(HWND hWnd, LPTSTR lpString, int nMaxCount);

}

 StringBuilder默认的marshal类型是LPTSTR，此时GetWindowText可以修改你的字符串：

int hwnd = // get it...

StringBuilder cb = new StringBuilder(256);

Win32.GetWindowText(hwnd, sb, sb.Capacity);

如果默认的类型转换无法满足你的要求，比如调用函数GetClassName，它总是将参数转换为类型LPSTR (char *)，即便在定义Unicode的情况下使用，CLR仍然会将你传递的参数转换为TCHAR类型。不过不用着急，你可以使用MarshalAs覆盖掉默认的类型：

[DllImport("user32.dll")]

public static extern int GetClassName(int hwnd,

  [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] StringBuilder buf,

  int nMaxCount);

  // 函数原型：int GetClassNameA(HWND hWnd, LPTSTR lpClassName, int nMaxCount);

 这样当你调用GetClassName时，.NET将字符串作为ANSI字符传递，而不是宽字符。

 结构体和回调函数类型的参数又是如何传递的呢？.NET有一种方法可以处理它们。举个简单的例子，GetWindowRect，这个函数获取窗口的屏幕坐标，C++中我们这么处理：

// in C/C++

RECT rc;

HWND hwnd = FindWindow("foo",NULL);

::GetWindowRect(hwnd, &rc);

 你可以使用C#结构体，只需使用另外一种C#属性StructLayout：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]

public struct RECT {

  public int left;

  public int top;

  public int right;

  public int bottom;

}

一旦你定义了上面的结构体，你可以使用下面的函数声明形式 ：

[DllImport("user32.dll")]

public static extern int 

  GetWindowRect(int hwnd, ref RECT rc);

  // 函数原型：BOOL GetWindowRect(HWND hWnd, LPRECT lpRect);

 使用ref标识很重要，以至于CLR（通用语言运行时）将RECT变量作为引用传递到函数中，而不是无意义的栈拷贝。

定义了GetWindowRect之后，你就可以采用下面的方式调用：

RECT rc = new RECT();

int hwnd = // get it ...

Win32.GetWindowRect(hwnd, ref rc);

注意你同样需要像声明中的那样使用ref关键字。C#结构体默认的marshal类型是LPStruct，因此没有必要使用MarshalAs。

但如果你使用了类RECT而不是结构体RECT，那么你必须使用如下的声明形式：

// if RECT is a class, not struct

[DllImport("user32.dll")]

public static extern int 

  GetWindowRect(int hwnd, 

    [MarshalAs(UnmanagedType.LPStruct)] RECT rc);

C#和C++一样，一件事情有很多种实现方式。System.Drawing中已经有Rectangle结构体，用来处理矩形，那有为什么要“重新发明轮子”呢？

[DllImport("user32.dll")]

public static extern int GetWindowRect(int hwnd, ref Rectangle rc);

 最后，又是怎样从C#中传递回调函数到非托管代码中的呢？你所要做的就是委托（delegate）

delegate bool EnumWindowsCB(int hwnd, int lparam);

 一旦你声明了你的回调函数，那么你需要调用的函数声明为：

[DllImport("user32")]

public static extern int 

  EnumWindows(EnumWindowsCB cb, int lparam);

  // 函数原型：BOOL EnumWindows(WNDENUMPROC lpEnumFunc, LPARAM lParam);

由于上面的委托仅仅是声明了委托类型，你需要在你的类中提供实际的回调函数代码。

// in your class

public static bool MyEWP(int hwnd, int lparam) {

  // do something

  return true;

}

 然后传递给相应的委托变量：

EnumWindowsCB cb = new EnumWindowsCB(MyEWP);

Win32.EnumWindows(cb, 0);

 你可能注意到参数lparam。在C语言中，如果你传递参数LPARAM给EnumWindows，Windows将它作为参数调用你的回调函数。通常lparam是包含了你要做的事情的上下文结构体或类指针，记住，在.NET中没有指针的概念！那该怎么做呢？上面的例子中，你可以申明lparam为IntPtr类型，并且使用GCHandle来封装它：

// lparam is IntPtr now

delegate bool EnumWindowsCB(int hwnd,     IntPtr lparam);

// wrap object in GCHandle

MyClass obj = new MyClass();

GCHandle gch = GCHandle.Alloc(obj);

EnumWindowsCB cb = new EnumWindowsCB(MyEWP);

   Win32.EnumWindows(cb, (IntPtr)gch);

   gch.Free();

不要忘了使用完之后手动释放它！有时，你需要按照以前那种方式在C#中释放内存。可以使用GCHandle.Target的方式在你的回调函数中使用“指针”。

public static bool MyEWP(int hwnd, IntPtr param) {

  GCHandle gch = (GCHandle)param;

  MyClass c = (MyClass)gch.Target;

  // ... use it

  return true;

 图2是将EnumWindows封装到数组中的类。你只需要按如下的方式使用即可，而不要纠结于委托和回调中。

WindowArray wins = new WindowArray();

foreach (int hwnd in wins) {

 // do something

}