c和程序有什么区别(C与CC)
c和程序有什么区别(C与CC)PInvoke从功能上来说,只支持函数调用,在被导出的函数前面一定要添加extern "C"来指明导出函数的时候使用C语言方式编译和连接,这样保证函数定义的名字和导出的名字相同,否则如果默认按C 方式导出,那个函数的名字就会变得乱七八糟,我们的程序就无法找到入口点了。注意事项:第二种方法:简单的实现并不麻烦,只要添加DllImportAttribute特性即可以导入C/C 的函数,但是问题是PInvoke不能简单的实现对C 类的调用。在Warensoft3D中为了可以使用MONO实现跨平台(当然DirectX是不能跨平台的),所以使用了本方法,下面将对本方法展开详细的说明。测试平台:Windows7 64位,VS2010,.NET4.0
C#与C 交互,总体来说可以有两种方法:
利用C /CLI作为代理中间层
利用PInvoke实现直接调用
第一种方法:实现起来比较简单直观,并且可以实现C#调用C 所写的类,但是问题是MONO构架不支持C /CLI功能,因此无法实现脱离Microsoft .NET Framework跨平台运行。
第二种方法:简单的实现并不麻烦,只要添加DllImportAttribute特性即可以导入C/C 的函数,但是问题是PInvoke不能简单的实现对C 类的调用。在Warensoft3D中为了可以使用MONO实现跨平台(当然DirectX是不能跨平台的),所以使用了本方法,下面将对本方法展开详细的说明。
测试平台:
Windows7 64位,VS2010,.NET4.0
注意事项:
PInvoke从功能上来说,只支持函数调用,在被导出的函数前面一定要添加extern "C"来指明导出函数的时候使用C语言方式编译和连接,这样保证函数定义的名字和导出的名字相同,否则如果默认按C 方式导出,那个函数的名字就会变得乱七八糟,我们的程序就无法找到入口点了。
本文将说明以下几点:
互调的基本原理
基本数据类型的传递
这里要注意选择"Export symbols"导出符号。点击完成。
第二步:
由于项目的名称是"TestCPPdll",因此,会自动生成TestCPPDLL.h和TestCPPDLL.cpp两个文件,.h文件是要导出内容的声明文件,为了能清楚的说明问题,我们将TestCPPDLL.h和TestCPPDLL.cpp两个文件中的所有内容都删除,然后在TestCPPDLL.h中添加如下内容:
第一行代码中定义了一个名为"TESTCPPDLL_API"的宏,该宏对应的内容是"__declspec(dllexport)"意思是将后面修饰的内容定义为DLL中要导出的内容。当然你也可以不使用这个宏,可以直接将"__declspec(dllexport)"写在要导出的函数前面。
第二行中的"EXTERN_C",是在"winnt.h"中定义的宏,在函数前面添加"EXTERN_C"等同于在函数前面添加extern "C" 意思是该函数在编译和连接时使用C语言的方式,以保证函数名字不变。
第二行的代码是一个函数的声明,说明该函数可以被模块外部调用,其定义实现在TestCPPDLL.cpp中,TestCPPDLL.cpp的代码如下所示:
第三步:
在编译C DLL之前,需要做以下配置,在项目属性对话框中选择"C/C "|"Advanced",将Compile AS 选项的值改为"C "。然后确定,并编译。
生成的DLL文件如下图所示:
第四步:
首先,添加一个C#的应用程序,如果要在C#中调用C 的DLL文件,先要在C#的类中添加一个静态方法,并且使用DllImportAttribute对该方法进行修饰,代码如下所示:
DllImport中的第一个参数是指明DLL文件的位置,第二个参数"EntryPoint"用来指明对应的C/C 中的函数名称是什么。"extern"关键字表明该处声明的这个Add方法是一个外部调用。
该方法声明完毕之后,就可以像调用一个普通的静态方法一样去使用了。
下面是示例程序:
class Program
{
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint = "Add")]
extern static int Add(int a int b);
static void Main(string[] args)
{
int c = Add(1 2);
Console.WriteLine(c);
Console.Read();
}
}
在运行C#程序之前,先要修改C#的项目属性,如下图所示:
将platform target设置为x86 并且允许非安全代码(后面有用)。
然后运行该C#程序,其结果如下图所示:
第五步:
前面的Add方法中传递的是数值类型(int),其他的数据类型,如float double 和bool类型的传递方式是一样的,下面演示如何传递字符串。
在TestCPPDLL.h中添加一个新的函数声明,代码如下:
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall WriteString(wchar_t*content);
这里的参数是wchar_t类型的指针,对应着C#中的char类型。TestCPPDLL.cpp中添加如下代码:
TESTCPPDLL_API void __stdcall WriteString(wchar_t*content)
{
cout<<content;
}
该代码的功能就是将输入的字符串通过C 在控制台上输出。下面是在C#中的声明:
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint = "WriteString")]
extern unsafe static void WriteString(char*c);
调用过程如下所示:
//因为使用指针,因为要声明非安全域
unsafe
{
//在传递字符串时,将字符所在的内存固化,
//并取出字符数组的指针
fixed (char* p = &("hello".ToCharArray()[0]))
{
//调用方法
WriteString(p);
}
}
其运行效果如下图所示:
3.指针的传递
根据前面介绍的数据类型对照表,我们可以直接在方法中传递指针,但是要注意的是我们常常需要将数组的指针(数据入口地址,第一个元素的地址),数据从C/C 到C#时问题不大,但是如果从C#到C/C 时一定要将数组先固化,然后再传递处理。
下面演示如何传递指针,首先在TestCPPDLL.h中添加下列声明:
//传入一个整型指针,将其所指向的内容加1
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall AddInt(int *i);
//传入一个整型数组的指针以及数组长度,遍历每一个元素并且输出
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall AddIntArray(int *firstElement int arraylength);
//在C 中生成一个整型数组,并且数组指针返回给C#
EXTERN_C TESTCPPDLL_API int* __stdcall GetArrayFromCPP();
其实现写在TestCPPDLL.cpp中,代码如下所示:
TESTCPPDLL_API void __stdcall AddInt(int *i)
{
(*i) ;
}
TESTCPPDLL_API void __stdcall AddIntArray(int *firstElement int arrayLength)
{
int*currentPointer=firstElement;
for (int i = 0; i < arrayLength; i )
{
cout<<*currentPointer;
currentPointer ;
}
cout<<endl;
}
int *arrPtr;
TESTCPPDLL_API int* __stdcall GetArrayFromCPP()
{
arrPtr=new int[10];
for (int i = 0; i < 10; i )
{
arrPtr[i]=i;
}
return arrPtr;
}
对应调用的C#代码如下所示:
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint = "AddInt")]
extern unsafe static void AddInt(int* i);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint = "AddIntArray")]
extern unsafe static void AddIntArray(int* firstElement int arraylength);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint = "GetArrayFromCPP")]
extern unsafe static int* GetArrayFromCPP();
调用过程如下所示:
unsafe
{
// 调用C 中的AddInt方法
int i = 10;
AddInt(&i);
Console.WriteLine(i);
//调用C 中的AddIntArray方法将C#中的数据传递到C 中,并在C 中输出
int[] CSArray = new int[10];
for (int iArr = 0; iArr < 10; iArr )
{
CSArray[iArr] = iArr;
}
fixed (int* pCSArray = &CSArray[0])
{
AddIntArray(pCSArray 10);
}
//调用C 中的GetArrayFromCPP方法获取一个C 中建立的数组
int* pArrayPointer = null;
pArrayPointer = GetArrayFromCPP();
for (int iArr = 0; iArr < 10; iArr )
{
Console.WriteLine(*pArrayPointer);
pArrayPointer ;
}
}
4. 函数指针的传递
前面说明的都是简单数据类型的及其指针的传递,利用PInvoke我们也可以实现函数指针的传递,C#中并没有函数指针的概念,但是可以使用委托(delegate)来代替函数指针,关于C#中委托的说明,可以参考笔者前面的一个文章:《C#委托及事件》
大家可能会问,为什么要传递函数指针呢?利用PInvoke可以实现C#对C/C 函数的调用,反过来,我们能不能在C/C 程序运行的某一时刻,来调用一个C#对应的函数呢?(例如在C 中存在一个独立线程,该线程可能在任意时刻触发一个事件,并且需要通知C#)。这个时候,我们就有必要将一个C#中已经指向某一个函数的函数指针(委托)传递给C 。
想要传递函数指针,首先要在C#中定义一个委托,并且在C 中定义一个函数指针,同时要保证委托和函数指针具备相同的函数原型,我们首先编写C#的代码,如下所示:
//定义一个委托,返回值为空,存在一个整型参数
public delegate void CScallback(int tick);
//定义一个用于回调的方法,与前面定义的委托的原型一样
//该方法会被C 所调用
static void CSCallbackFunction(int tick)
{
Console.WriteLine(tick.ToString ());
}
//定义一个委托类型的实例,
//在主程序中该委托实例将指向前面定义的CSCallbackFunction方法
static CSCallback callback;
在CS的主程序中让callback指向CSCallbackFunction方法,代码如下所示:
//调用委托所指向的方法
callback = CSCallbackFunction;
然后在C/C 中定义一个函数指针,并且添加一个用于设置函数指针的函数,TestCPPDLL.h中的代码如下所示:
//定义一个函数指针
typedef void (__stdcall *CPPCallback)(int tick);
//定义一个用于设置函数指针的方法
//并在该函数中调用C#中传递过来的委托
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void SetCallback(CPPCallback callback);
SetCallback函数的实现在TestCPPDLL.cpp中,代码如下所示:
TESTCPPDLL_API void SetCallback(CPPCallback callback)
{
int tick=rand();
//下面的代码是对C#中委托进行调用
callback(tick);
}
在C#中添加SetCallback函数的声明,代码如下所示:
//这里使用CSCallback委托类型来兼容C 里的CPPCallback函数指针
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint = "SetCallback")]
extern static void SetCallback(CSCallback callback);
在C#中的调用过程如下所示:
//让委托指向将被回调的方法
callback = CSCallbackFunction;
//将委托传递给C
SetCallback(callback);
SetCallback方法被执行后,在C#中定义的CSCallbackFunction就会被C 所调用。
5. 结构体的传递
传递结构体的想法和传递一个int类型数据类似,struct中的数据是在内存中顺序排列的,只要保证保证以下几点,就可以直接传递结构体,甚至是结构体的指针:
要传递的成员为公有的值类型字段
C#中结构体字段类型与C 结构体中的字段类型相兼容
C#结构中的字段顺序与C 结构体中的字段顺序相同,要保证该功能,需要将C#结构体标记为[StructLayout( LayoutKind.Sequential)]
下面通过代码进行说明,首先在C#中添加一个结构体,代码如下所示:
[StructLayout( LayoutKind.Sequential)]
struct vector3
{
public float X Y Z;
}
该结构体表示一个3D向量,包括X,Y,Z三个float类型的分量。
然后在TestCPPDLL.h中也定义一个相同结构的结构体,代码如下所示:
struct Vector3
{
float X Y Z;
};
在TestCPPDLL.h中声明一个用于传递Vector3结构体的一个函数,代码如下所示:
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector);
在TestCPPDLL.cpp中将其实现,代码如下所示:
TESTCPPDLL_API void __stdcall SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector)
{
cout<<"got vector3 in cpp x:";
cout<<vector.X;
cout<<" Y:";
cout<<vector.Y;
cout<<" Z:";
cout<<vector.Z;
}
在C#中添加对SendStructFromCSToCPP函数的声明,代码如下所示:
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint = "SendStructFromCSToCPP")]
extern static void SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector);
C#中的调用过程如下所示:
//建立一个Vector3的实例
Vector3 vector = new Vector3() { X =10 Y=20 Z=30 };
//将vector传递给C 并在C 中输出
SendStructFromCSToCPP(vector);
基输出效果如下所示:
完整的TestCPPDLL.h代码如下所示:
#defineTESTCPPDLL_API __declspec(dllexport)
EXTERN_C TESTCPPDLL_APIint__stdcall Add(inta intb);
EXTERN_C TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall WriteString(wchar_t*content);
//传入一个整型指针,将其所指向的内容加1
EXTERN_C TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall AddInt(int*i);
//传入一个整型数组的指针以及数组长度,遍历每一个元素并且输出
EXTERN_C TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall AddIntArray(int*firstElement intarraylength);
//在C 中生成一个整型数组,并且数组指针返回给C#
EXTERN_C TESTCPPDLL_APIint* __stdcall GetArrayFromCPP();
//定义一个函数指针
typedefvoid(__stdcall *CPPCallback)(inttick);
//定义一个用于设置函数指针的方法
//并在该函数中调用C#中传递过来的委托
EXTERN_C TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall SetCallback(CPPCallback callback);
structVector3
{
floatX Y Z;
};
EXTERN_C TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector);
完整的TestCPPDLL.CPP代码如下所示:
#include"stdafx.h"
#include
#include"TestCPPDLL.h"
usingnamespacestd;
TESTCPPDLL_APIint__stdcall Add(inta intb)
{
returna b;
}
TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall WriteString(wchar_t*content)
{
wprintf(content);
printf("\n");
}
TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall AddInt(int*i)
{
(*i) ;
}
TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall AddIntArray(int*firstElement intarrayLength)
{
int*currentPointer=firstElement;
for(inti =0; i < arrayLength; i )
{
cout<<*currentPointer;
currentPointer ;
}
cout<
}
int*arrPtr;
TESTCPPDLL_APIint* __stdcall GetArrayFromCPP()
{
arrPtr=newint[10];
for(inti =0; i <10; i )
{
arrPtr[i]=i;
}
returnarrPtr;
}
TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall SetCallback(CPPCallback callback)
{
inttick=100;
//下面的代码是对C#中委托进行调用
callback(tick);
}
TESTCPPDLL_APIvoid__stdcall SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector)
{
cout<<"got vector3 in cpp x:";
cout<
cout<<" Y:";
cout<
cout<<" Z:";
cout<
}
完整的C#代码如下所示:
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Runtime.InteropServices;
usingSystem.Text;
namespaceConsoleApplication1
{
classProgram
{
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint ="Add")]
externstaticintAdd(inta intb);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint ="WriteString")]
externunsafestaticvoidWriteString(char* c);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint ="AddInt")]
externunsafestaticvoidAddInt(int* i);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint ="AddIntArray")]
externunsafestaticvoidAddIntArray(int* firstElement intarraylength);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint ="GetArrayFromCPP")]
externunsafestaticint* GetArrayFromCPP();
//定义一个委托,返回值为空,存在一个整型参数
publicdelegatevoidCSCallback(inttick);
//定义一个用于回调的方法,与前面定义的委托的原型一样
//该方法会被C 所调用
staticvoidCSCallbackFunction(inttick)
{
Console.WriteLine(tick.ToString());
}
//定义一个委托类型的实例,
//在主程序中该委托实例将指向前面定义的CSCallbackFunction方法
staticCSCallback callback;
//这里使用CSCallback委托类型来兼容C 里的CPPCallback函数指针
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint ="SetCallback")]
externstaticvoidSetCallback(CSCallback callback);
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
structVector3
{
publicfloatX Y Z;
}
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll" EntryPoint ="SendStructFromCSToCPP")]
externstaticvoidSendStructFromCSToCPP(Vector3 vector);
staticvoidMain(string[] args)
{
intc = Add(1 2);
Console.WriteLine(c);
//因为使用指针,因为要声明非安全域
unsafe
{
//在传递字符串时,将字符所在的内存固化,
//并取出字符数组的指针
fixed(char* p = &("hello".ToCharArray()[0]))
{
//调用方法
WriteString(p);
}
}
unsafe
{
// 调用C 中的AddInt方法
inti =10;
AddInt(&i);
Console.WriteLine(i);
//调用C 中的AddIntArray方法将C#中的数据传递到C 中,并在C 中输出
int[] CSArray =newint[10];
for(intiArr =0; iArr <10; iArr )
{
CSArray[iArr] = iArr;
}
fixed(int* pCSArray = &CSArray[0])
{
AddIntArray(pCSArray 10);
}
//调用C 中的GetArrayFromCPP方法获取一个C 中建立的数组
int* pArrayPointer =null;
pArrayPointer = GetArrayFromCPP();
for(intiArr =0; iArr <10; iArr )
{
Console.WriteLine(*pArrayPointer);
pArrayPointer ;
}
}
//让委托指向将被回调的方法
callback = CSCallbackFunction;
//将委托传递给C
SetCallback(callback);
//建立一个Vector3的实例
Vector3 vector =newVector3() { X =10 Y =20 Z =30};
//将vector传递给C 并在C 中输出
SendStructFromCSToCPP(vector);
Console.Read();
}
}
}
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