在C#項(xiàng)目中調(diào)用C++編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)庫(kù)的三種方式

更新時(shí)間：2024年01月11日 08:25:44 作者：小乖獸技術(shù)

這篇文章給大家介紹了三種方式詳解如何在C#項(xiàng)目中調(diào)用C++編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)庫(kù)，文中通過(guò)代碼示例給大家介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值,需要的朋友可以參考下

場(chǎng)景和優(yōu)點(diǎn)

在以下場(chǎng)景下，可能會(huì)使用C#調(diào)用C++編寫(xiě)的dll：

C++庫(kù)已經(jīng)存在并且經(jīng)過(guò)了充分測(cè)試和驗(yàn)證，需要被C#項(xiàng)目重復(fù)使用時(shí)；
C++編寫(xiě)的庫(kù)中包含高性能計(jì)算、海量數(shù)據(jù)處理等需要使用底層語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的操作時(shí)，可以考慮將這些操作封裝為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)供C#調(diào)用；
在跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)時(shí)，C++可在多個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行，通過(guò)封裝為dll，可以讓C#項(xiàng)目也能夠在多個(gè)平臺(tái)上運(yùn)行；
需要將不同的功能模塊拆分成獨(dú)立的組件，C++編寫(xiě)的dll可以作為一個(gè)獨(dú)立的組件，供C#項(xiàng)目或其他語(yǔ)言的項(xiàng)目調(diào)用。

此外，使用C#調(diào)用C++編寫(xiě)的dll還有以下優(yōu)點(diǎn)：

C#具有較高的開(kāi)發(fā)效率和易用性，通過(guò)調(diào)用C++編寫(xiě)的dll可以兼顧高性能和高開(kāi)發(fā)效率。
C#可以使用.NET Framework提供的強(qiáng)大工具和庫(kù)，如LINQ、異步編程等等，這些工具和庫(kù)可以提高開(kāi)發(fā)效率，同時(shí)也可以利用C++的性能優(yōu)勢(shì)。
C#可以與其他語(yǔ)言，如Java、Python等配合使用，借助各種技術(shù)，如SOAP、WCF、gRPC等實(shí)現(xiàn)多語(yǔ)言之間的互操作。
C++作為一種系統(tǒng)級(jí)編程語(yǔ)言，可以訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)底層資源，如內(nèi)存、磁盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)等，C#調(diào)用C++編寫(xiě)的dll可以實(shí)現(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)這些底層資源的功能，從而提供更多的功能。

C#調(diào)用C++編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)庫(kù)的方式

在C#中調(diào)用C++編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)庫(kù)有以下幾種方式：

1. 使用DllImport特性

使用DllImport特性可以直接引入動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的C++函數(shù)，并在C#中進(jìn)行調(diào)用。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：

首先，我們?cè)贑++中編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的dll，里面包含一個(gè)計(jì)算兩數(shù)之和的函數(shù)addition：

c++Copy Code// file: mylib.cpp
#include "pch.h"
#include "mylib.h"

int addition(int a, int b) {
    return a + b;
}

然后，我們?cè)贑++中將其封裝為一個(gè)dll，并導(dǎo)出addition函數(shù)：

// file: mylib.h

#ifdef MYLIB_EXPORTS
#define MYLIB_API __declspec(dllexport)
#else
#define MYLIB_API __declspec(dllimport)
#endif

extern "C" MYLIB_API int addition(int a, int b);  // export the function

接著，在C#項(xiàng)目中使用DllImport特性導(dǎo)入這個(gè)dll，并調(diào)用其中的函數(shù)：

using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    [DllImport("MyLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int addition(int a, int b);

    static void Main(string[] args)
    {
        int result = addition(1, 2);
        Console.WriteLine("The sum is: " + result);
    }
}

在上述示例中，我們使用DllImport特性聲明了一個(gè)addition方法，將其與C++中的addition函數(shù)進(jìn)行綁定。在Main函數(shù)中，我們調(diào)用了這個(gè)方法，并輸出計(jì)算結(jié)果。

需要注意的是，在使用DllImport特性時(shí)，需要指定正確的dll名稱(chēng)和函數(shù)調(diào)用規(guī)約，否則可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。

2. 使用C++/CLI

另一種實(shí)現(xiàn)方式是使用C++/CLI（C++/Common Language Infrastructure）。

C++/CLI是一種結(jié)合了C++和CLR（Common Language Runtime）的語(yǔ)言，它可以編寫(xiě)針對(duì).NET Framework/CLR的代碼，同時(shí)也可以訪(fǎng)問(wèn)C++的底層資源。因此，我們可以使用C++/CLI來(lái)封裝C++庫(kù)，并將其作為dll供C#調(diào)用。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：

首先，在C++/CLI中編寫(xiě)一個(gè)類(lèi)LibraryWrapper，里面包含一個(gè)使用C++庫(kù)計(jì)算兩數(shù)之和的方法Addition：

// file: LibraryWrapper.h
#pragma once

namespace MyLibrary {

    public ref class LibraryWrapper
    {
    private:
        Library* lib;  // the C++ object we want to wrap
    public:
        LibraryWrapper();  // constructor
        ~LibraryWrapper();  // destructor
        int Addition(int a, int b);  // method used to add two numbers
    };
}

其中，Library是我們需要封裝的C++庫(kù)中的一個(gè)類(lèi)。

然后，在實(shí)現(xiàn)文件LibraryWrapper.cpp中實(shí)現(xiàn)類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和Addition方法：

// file: LibraryWrapper.cpp
#include "pch.h"
#include "LibraryWrapper.h"
#include "Library.h"

using namespace MyLibrary;

LibraryWrapper::LibraryWrapper()
{
    lib = new Library();  // create a new Library object
}

LibraryWrapper::~LibraryWrapper() {
    delete lib;  // release the memory
}

int LibraryWrapper::Addition(int a, int b)
{
    return lib->addition(a, b);  // call the addition method in C++ library
}

這里我們實(shí)例化了一個(gè)C++庫(kù)中的對(duì)象，然后在Addition方法中調(diào)用了它的addition方法。

最后，在C++/CLI項(xiàng)目中發(fā)布dll，并在C#項(xiàng)目中引用。在C#項(xiàng)目中，我們可以創(chuàng)建一個(gè)LibraryWrapper對(duì)象，并調(diào)用其中的Addition方法：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace CppCLILibraryTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyLibrary.LibraryWrapper wrapper = new MyLibrary.LibraryWrapper();
            int result = wrapper.Addition(1, 2);
            Console.WriteLine("The sum is: " + result);
        }
    }
}

需要注意的是，當(dāng)使用C++/CLI封裝C++庫(kù)時(shí)，我們需要確保兩者所使用的Runtime是相同的。比如，如果C++庫(kù)是使用靜態(tài)連接的方式與CRT（C Runtime）鏈接的，那么我們需要在C++/CLI項(xiàng)目的屬性中設(shè)置“/MT”選項(xiàng)，以保證代碼使用相同的CRT版本。

3. 使用COM組件

另一種實(shí)現(xiàn)方式是使用COM組件。COM是微軟推出的一種二進(jìn)制接口標(biāo)準(zhǔn)，它可以讓不同的應(yīng)用程序之間以二進(jìn)制碼互相通信。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：

首先，在C++中編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的dll，里面包含一個(gè)計(jì)算兩數(shù)之和的函數(shù)addition：

// file: MyLibrary.h
#pragma once

#ifdef MYLIBRARY_EXPORTS
#define MYLIBRARY_API __declspec(dllexport)
#else
#define MYLIBRARY_API __declspec(dllimport)
#endif

namespace MyLibrary {
    class MyMath {
    public:
        static int Addition(int a, int b);
    };
}

然后，我們將這個(gè)dll封裝為一個(gè)COM組件。我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類(lèi)，其中包含COM接口和類(lèi)工廠(chǎng)：

// file: MathCOM.h
#pragma once

#include "MyLibrary.h"

class MathCOM : public IUnknown {
private:
    ULONG m_cRef;
public:
    MathCOM();
    ~MathCOM();

    // IUnknown methods
    STDMETHODIMP QueryInterface(REFIID riid, void** ppv);
    STDMETHODIMP_(ULONG) AddRef(void);
    STDMETHODIMP_(ULONG) Release(void);

    // COM interface method
    STDMETHODIMP Addition(int a, int b, int* result);
};

class MathClassFactory : public IClassFactory {
private:
    ULONG m_cRef;
public:
    MathClassFactory();
    ~MathClassFactory();

    // IUnknown methods
    STDMETHODIMP QueryInterface(REFIID riid, void** ppv);
    STDMETHODIMP_(ULONG) AddRef(void);
    STDMETHODIMP_(ULONG) Release(void);

    // IClassFactory methods
    STDMETHODIMP CreateInstance(IUnknown* pUnknownOuter, REFIID riid, void** ppvObject);
    STDMETHODIMP LockServer(BOOL fLock);
};

在實(shí)現(xiàn)文件MathCOM.cpp中，我們需要為這些接口方法提供具體的實(shí)現(xiàn)：

// file: MathCOM.cpp
#include "stdafx.h"
#include "MathCOM.h"

MathCOM::MathCOM() {
    m_cRef = 1;
}

MathCOM::~MathCOM() {}

STDMETHODIMP MathCOM::QueryInterface(REFIID riid, void** ppv) {
    *ppv = NULL;

    if (riid == IID_IUnknown || riid == IID_IDispatch)
        *ppv = this;

    if (*ppv != NULL) {
        ((LPUNKNOWN)*ppv)->AddRef();
        return S_OK;
    }

    return E_NOINTERFACE;
}

STDMETHODIMP_(ULONG) MathCOM::AddRef() {
    return InterlockedIncrement((LONG*)&m_cRef);
}

STDMETHODIMP_(ULONG) MathCOM::Release() {
    ULONG cRef = InterlockedDecrement((LONG*)&m_cRef);
    if (cRef == 0) delete this;
    return cRef;
}

STDMETHODIMP MathCOM::Addition(int a, int b, int* result) {
    *result = MyLibrary::MyMath::Addition(a, b);
    return S_OK;
}

MathClassFactory::MathClassFactory() {
    m_cRef = 1;
}

MathClassFactory::~MathClassFactory() {}

STDMETHODIMP MathClassFactory::QueryInterface(REFIID riid, void** ppv) {
    *ppv = NULL;

    if (riid == IID_IUnknown || riid == IID_IClassFactory)
        *ppv = this;

    if (*ppv != NULL) {
        ((LPUNKNOWN)*ppv)->AddRef();
        return S_OK;
    }

    return E_NOINTERFACE;
}

STDMETHODIMP_(ULONG) MathClassFactory::AddRef() {
    return InterlockedIncrement((LONG*)&m_cRef);
}

STDMETHODIMP_(ULONG) MathClassFactory::Release() {
    ULONG cRef = InterlockedDecrement((LONG*)&m_cRef);
    if (cRef == 0) delete this;
    return cRef;
}

STDMETHODIMP MathClassFactory::CreateInstance(IUnknown* pUnknownOuter, REFIID riid, void** ppvObject) {
    if (pUnknownOuter) return CLASS_E_NOAGGREGATION;

    MathCOM* pMathCOM = new MathCOM();
    if (!pMathCOM) return E_OUTOFMEMORY;

    HRESULT hResult = pMathCOM->QueryInterface(riid, ppvObject);
    pMathCOM->Release();
    return hResult;
}

STDMETHODIMP MathClassFactory::LockServer(BOOL fLock) {
    return S_OK;
}

在項(xiàng)目中使用C++編譯器生成COM組件dll之后，在C#項(xiàng)目中使用COM互操作性來(lái)調(diào)用這個(gè)COM組件，代碼如下：

using System.Runtime.InteropServices;

namespace COMTest
{
    [ComImport, Guid("B9D43B8A-61F3-4668-AB30-C2BE194AD0AA")]
    [InterfaceType(ComInterfaceType.InterfaceIsIUnknown)]
    public interface IMathCOM {
        [PreserveSig]
        int Addition(int a, int b, out int result);
    }

    [ComImport, Guid("8CFD0B22-24A3-4490-9127-9DB3FD53E15F")]
    class MathCOM { }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            IMathCOM mathCOM = (IMathCOM)new MathCOM();
            int result = 0;
            mathCOM.Addition(1, 2, out result);
            Console.WriteLine("The sum is: " + result);
        }
    }
}

在這個(gè)示例中，我們聲明了一個(gè)用來(lái)調(diào)用COM組件的接口IMathCOM，然后實(shí)例化MathCOM類(lèi)并把它轉(zhuǎn)換為IMathCOM類(lèi)型，就可以調(diào)用其中的Addition方法了。

以上三種方式都可用于調(diào)用C++編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)庫(kù)，選擇使用哪種方式應(yīng)該根據(jù)具體的場(chǎng)景和需求來(lái)決定。

到此這篇關(guān)于在C#項(xiàng)目中調(diào)用C++編寫(xiě)的動(dòng)態(tài)庫(kù)的三種方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C#調(diào)用C++動(dòng)態(tài)庫(kù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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