C#与C++交互之——参数传递

出发点：最近在做C#、C++的交互，期间出现不少的问题，边学边做

以下是《精通.NET互操作》读书笔记，该书详细讲述了.Net与C/C++的交互技术

托管代码和非托管代码的交互技术有3种：平台调用（PInvoke）、C++ Interop、COM Interop

平台调用(PInvoke)

其中，PInvoke最简单，但只能调用函数，不能调用类。但有一个折衷的办法，就是在C++里面定义一系列函数，里面调用相应的类，暴露给调用方（托管语言）的只有一系列的函数接口（API）。PInvoke本质就是调用dll，dll里面包含一系列C/C++ 的API。

PInvoke的过程：

1、获取非托管函数的信息（查看dll的内容或者头文件，得到API）；

2、在托管代码中声明非托管函数，设置PInovke的属性（如函数入口点）；

3、在托管代码中直接调用上一步声明的函数。

代码：

C++中使用 extern "C" _declspec(dllexport) 定义API；C#中DllImport方法。

既然是调用函数，少不了的就是参数传递。但由于托管语言是基于CLR的，而非托管语言则是本机代码（Native code），两者存在很大的差别，如数据类型不一致。这时候，在托管语言这一方，需要进行数据封送处理。封送指的就是托管内存和非托管内存之间传递数据的过程。

封送是双向的，由封送拆收器完成，其主要任务是：

1、数据类型转换。非托管数据类型到托管数据类型的转换（输出），或者，托管数据类型到管数据类型的转换（输入）；

2、内存搬运。非托管内存复制到托管内存，或者，托管内存复制到非托管内存；

3、内存释放。

结构体的数据封送

API以结构体作为输入参数或输出参数。

必要的工作：

1、非托管函数定义一个结构体；

2、托管函数定义一个“等价”的结构体。

所以，封送结构体最大的难点在于：确保结构体在托管和非托管中是一致的，也就是参数的数据类型转换。

实例：

C++中定义结构体

typedef struct _DEMOSTRUCT{int a;        short b;        float c;        double d;}DEMOSTRUCT,*pDEMOSTRUCT;

C#中定义等价结构体

private struct ManagedDemoStruct{publicint a;publicshort b;publicfloat c;publicdouble d;}

等价的含义是，除了字段的名称可以不一样以外，以下内容必须保持一致：

1、字段声明顺序；

2、字段的类型；

3、字段在内存中的大小。

C++定义API

void Func(DEMOSTRUCT m_demoStruct){printf("\n int = %d, short = %d,             float = $f, double = %f \n",    m_demoStruct.a,    m_demoStruct.b,    m_demoStruct.c,    m_demoStruct.d,    );m_demoStruct.a +=10; //将是无效的}

编译得到 myDLL.dll

C#中调用API

...[DllImport("myDLL.dll",EntryPoint = "Func")]private extern static void myAPI(ManagedDemoStruct argStruct)private static void myTest(){ManagedDemoStruct demoStruct= new ManagedDemoStruct();demoStruct.a = 10;demoStruct.b = 20;demoStruct.c = 3.5f;demoStruct.d = 6.8f;myAPI(demoStruct);}...

运行一遍myAPI后，demoStruct.a的值将依然为10？

以上例子仅仅是值传递，不能修改结构体的内容，想要实现修改就要用到结构体指针。对上述例子进行修改，参数改为传结构体指针。

C++

void Func(pDEMOSTRUCT p_demoStruct){printf("\n int = %d, short = %d,             float = $f, double = %f \n",    p_demoStruct->a,    m_demoStruct->b,    m_demoStruct->c,    m_demoStruct->d,    );p_demoStruct->a +=10; //有效的修改}

C#

[DllImport("myDLL.dll",EntryPoint = "Func")]private extern static void myAPI(ref ManagedDemoStruct argStruct)  //ref

总结

对于含有结构体参数的API，必须先在C++和C#中分别定义一个等价的结构体；在定义托管结构体时，可能需要使用StructLayout属性来指定对象中的内存布局。正确地声明托管结构体，是封送的关键。

带有传出参数的API，要使用指针传递参数，在C#里要声明ref