C++ Programmer's Cookbook

　一、发生的背景
　　在开发新项目中使用了新的语言开发 C# 和新的技术方案 WEB Service，但是在新项目中，一些旧的模块需要继续使用，一般是采用 C 或 C++ 或 Delphi 编写的，如何利用旧模块对于开发人员来说，有三种可用方法供选择：

　　第一、将 C 或 C++ 函数用 C# 彻底改写一遍，这样整个项目代码比较统一，维护也方便一些。但是尽管微软以及某些书籍说，C# 和 C++ 如何接近，但是改写起来还是很痛苦的事情，特别是 C++ 里的指针和内存操作；

　　第二、将 C 或 C++ 函数封装成 COM，在 C# 中调用COM 比较方便，只是在封装时需要处理 C 或 C++ 类型和 COM 类型之间的转换，也有一些麻烦，另外COM 还需要注册，注册次数多了又可能导致混乱；

　　第三、将 C 或 C++ 函数封装成动态链接库，封装的过程简单，工作量不大。因此我决定采用加载动态链接库的方法实现，于是产生了在 C# 中如何调用自定义的动态链接库问题，我在网上搜索相关主题，发现一篇调用系统 API 的文章，但是没有说明如何解决此问题，在 MSDN 上也没有相关详细说明。基于此，我决定自己从简单出发，逐步试验，看看能否达到自己的目标。

　　（说明一点：我这里改写为什么很怕麻烦，我改写的代码是变长加密算法函数，代码有600多行，对算法本身不熟悉，算法中指针和内存操作太多，要想保证算法正确，最可行的方法就是少动代码，否则只要有一点点差错，就不能肯定算法与以前兼容）

二、技术实现

　　下面看看如何逐步实现动态库的加载，类型的匹配，动态链接库函数导出的定义，这个不需要多说，大家参考下面宏定义即可：

　　#define LIBEXPORT_API extern "C" __declspec(dllexport)
　　第一步，我先从简单的调用出发，定义了一个简单的函数，该函数仅仅实现一个整数加法求和：

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

　　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#中调用测试：

　　int iSum = RefComm.mySum(2,3);
　　运行查看结果iSum为5，调用正确。第一步试验完成，说明在C#中能够调用自定义的动态链接库函数。
第二步，我定义了字符串操作的函数（简单起见，还是采用前面的函数名），返回结果为字符串：

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

　　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#中调用测试：

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

　　运行查看结果 strTmp 为"12345"，但是strDest为空。我修改动态链接库实现，返回结果为串b：

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

　　修改 C# 导入定义，将串b修改为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#中再调用测试：

　　string strDest="";
　　string strTmp= RefComm.mySum("12345", ref strDest);
　　运行查看结果 strTmp 和 strDest 均不对，含不可见字符。再修改 C# 导入定义，将CharSet从Auto修改为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#中再调用测试：

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

　　运行查看结果 strTmp 为"12345"，但是串 strDest 没有赋值。第二步实现函数返回串，但是在函数出口参数中没能进行输出。再次修改 C# 导入定义，将串b修改为引用（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);
　　}

　　运行时调用失败，不能继续执行。

　　第三步，修改动态链接库实现，将b修改为双重指针：

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

　　C#导入定义：

　　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#中调用测试：

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

　　运行查看结果 strTmp 和 strDest 均为"12345"，调用正确。第三步实现了函数出口参数正确输出结果。
第四步，修改动态链接库实现，实现整数参数的输出：

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

　　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#中调用测试：

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

　　运行查看结果iSum 和c均为5，调用正确。

　　经过以上几个步骤的试验，基本掌握了如何定义动态库函数以及如何在 C# 定义导入，有此基础，很快我实现了变长加密函数在 C# 中的调用，至此目标实现。

　　三、结论

　　在 C# 中调用 C++ 编写的动态链接库函数，如果需要出口参数输出，则需要使用指针，对于字符串，则需要使用双重指针，对于 C# 的导入定义，则需要使用引用（ref）定义。

　　对于函数返回值，C# 导入定义和 C++ 动态库函数声明定义需要保持一致，否则会出现函数调用失败。定义导入时，一定注意 CharSet 和 CallingConvention 参数，否则导致调用失败或结果异常。运行时，动态链接库放在 C# 程序的目录下即可，我这里是一个 C# 的动态链接库，两个动态链接库就在同一个目录下运行。


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改写c++ 到c# (引)

1. 在.h文件中找到所有的struct定义，先改成C#的。用Marshal.SizeOf得到其大小，初步进行测试：看看它和在C/C++程序中用sizeof得到的大小是否相等
2. 对应所有C++的类，先写出所有C#的类的原型，包括成员字段和函数。所有函数里先放着throw new NotImplementedException()这么一句，省得影响编译
3. 对应于C++类的析构函数，在C#用Dispose Pattern实现
4. 找到所有用到的Windows API和其他Native API，在C#用static extern方法声明之，然后对不确定都否工作的那些（比如参数里头有n个*的那种）进行初步测试
5. 在.h文件找到所有宏定义的常量，改成const的字段；而宏方法只能直接改成普通方法（C#没有inline关键字）。对于用宏改了名字的类型，专门记载到一个文档中，以后直接用文本替换（ctrl+h）搞定之
6. 把.cpp文件的代码逐步copy到C#代码中，一个函数一个函数的改。基于C/C++标准库和语言本身特性的代码语句，一般都可在FCL和C#中找到对应的做法，这也包括指针操作；至于API的调用，前面已经准备好了
7. 编译通过，测试一下