在C#中使用C++编写的类——用托管C++进行封装

现在在Windows下的应用程序开发，VS.Net占据了绝大多数的份额。因此很多以前搞VC++开发的人都转向用更强大的VS.Net。在这种情况 下，有很多开发人员就面临了如何在C#中使用C++开发好的类的问题。下面就用一个完整的实例来详细说明怎样用托管C++封装一个C++类以提供给C#使 用。
 

   比如，现在有一个工程名为NativeCppDll的由C++编写的DLL，里面输出了一个CPerson类。下面是具体的代码：

1. // NativeCppDll.h
2. #pragma once
3. #ifndef LX_DLL_CLASS_EXPORTS
4.     #define LX_DLL_CLASS __declspec(dllexport)
5. #else
6.     #define LX_DLL_CLASS __declspec(dllimport)
7. #endif
8. class LX_DLL_CLASS CPerson
9. {
10. public:
11.     CPerson();
12.     CPerson(const wchar_t *pName, const wchar_t cSex, int iAge);
13.     void SetName(const wchar_t *pName);
14.     wchar_t * GetName();
15.     void SetSex(const wchar_t cSex);
16.     wchar_t GetSex();
17.     void SetAge(int iAge);
18.     int GetAge();
19.     wchar_t * GetLastError();
20. private:
21.     wchar_t m_szName[128];
22.     wchar_t m_cSex;
23.     int m_iAge;
24.     wchar_t m_szLastError[128];
25.     void ShowError();
26. };
27. // NativeCppDll.cpp
28. #include "stdafx.h"
29. #include "NativeCppDll.h"
30. #include 
31. #include 
32. using namespace std;
33. CPerson::CPerson()
34. {
35.     wcscpy_s(m_szName, _T("No Name"));
36.     m_cSex = 'N';
37.     m_iAge = 0;
38.     wcscpy_s(m_szLastError, _T("No Error"));
39. }
40. CPerson::CPerson(const wchar_t *pName, const wchar_t cSex, int iAge)
41. {
42.     wcscpy_s(m_szLastError, _T("No Error"));
43.     SetName(pName);
44.     SetSex(cSex);
45.     SetAge(iAge);
46. }
47. void CPerson::SetName(const wchar_t *pName)
48. {
49.     if ((pName == NULL) || (wcslen(pName) == 0) || (wcslen(pName) > 127))
50.     {
51.         wcscpy_s(m_szName, _T("No Name"));
52.         wcscpy_s(m_szLastError, _T("The length of the input name is out of range."));
53.         ShowError();
54.         return;
55.     }
56.     wcscpy_s(m_szName, pName);
57. }
58. wchar_t * CPerson::GetName()
59. {
60.     return m_szName;
61. }
62. void CPerson::SetSex(const wchar_t cSex)
63. {
64.     if ((cSex != 'F') && (cSex != 'M') && (cSex != 'm') && (cSex != 'f'))
65.     {
66.         m_cSex = 'N';
67.         wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input sex is out of [F/M]."));
68.         ShowError();
69.         
70.         return;
71.     }
72.     m_cSex = cSex;
73. }
74. wchar_t CPerson::GetSex()
75. {
76.     return m_cSex;
77. }
78. void CPerson::SetAge(int iAge)
79. {
80.     if ((iAge < 0) || (iAge > 150))
81.     {
82.         m_iAge = 0;
83.         wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input age is out of range."));
84.         ShowError();
85.         return;
86.     }
87.     m_iAge = iAge;
88. }
89. int CPerson::GetAge()
90. {
91.     return m_iAge;
92. }
93. wchar_t * CPerson::GetLastError()
94. {
95.     return m_szLastError;
96. }
97. void CPerson::ShowError()
98. {
99.     cerr << m_szLastError << endl;
100. }

    这是一个很典型的由C++开发的DLL，输出一个完整的C++类。如果现在要求开发一个C#工程，需要用到这个DLL中输出的C++类CPerson，该 怎么办呢？针对这个例子来说，类CPerson非常小，可以用C#重新写一个跟这个C++类一样的类。可是，如果需要的C++类很大，或者很多的时候，重 写工程将非常庞大。而且这样没有对现有的代码进行重用，浪费了现有资源，开发起来费时费力。
    当然，还是有方法解决这个问题的。那就是用托管C++将C++类给封装一下，然后再提供给C#来使用。下面就用代码来详细说明怎样用托管C++来封装上面的那个C++类。
    首先，要创建一个托管C++的DLL工程ManageCppDll，然后在里面添加下面的代码：   

1. // ManageCppDll.h
2. #pragma once
3. #define LX_DLL_CLASS_EXPORTS
4. #include "../NativeCppDll/NativeCppDll.h"
5. using namespace System;
6. namespace ManageCppDll 
7. {
8.     public ref class Person
9.     {
10.     // 包装所有类CPerson的公有成员函数
11.     public:
12.         Person();
13.         Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge);
14.         ~Person();
15.         property String ^ Name
16.         {
17.             void set(String ^ strName);
18.             String ^ get();
19.         }
20.         property Char Sex
21.         {
22.             void set(Char cSex);
23.             Char get();
24.         }
25.         property int Age
26.         {
27.             void set(int iAge);
28.             int get();
29.         }
30.         String ^ GetLastError();
31.     private:
32.         // 类CPerson的指针，用来调用类CPerson的成员函数
33.         CPerson *m_pImp;
34.     };
35. };

    从这个头文件就能看出来，这是对C++类CPerson的包装。类Person的所有公有成员函数都跟C++类CPerson一样，只不过成员函数的参数 和返回值就改成了托管C++的类型，这也是让类Person能在C#中使用的首要条件。当然只需要对公有成员函数进行封装，对于保护成员函数和私有成员函 数则不必做任何封装。
    类Person仅有一个私有的成员变量：一个类CPerson的指针。而类Person的所有成员函数的实现都是靠这个CPerson指针来调用类CPerson的相应成员函数来实现。
    下面是具体的实现代码：

1. // ManageCppDll.cpp
2. #include "stdafx.h"
3. #include "ManageCppDll.h"
4. #include 
5. namespace ManageCppDll 
6. {
7.     // 在构造函数中创建类CPerson的对象并在析构函数中将该对象销毁
8.     // 所有的成员函数实现都是通过指针m_pImp调用类CPerson的相应成员函数实现
9.     Person::Person()
10.     {
11.         m_pImp = new CPerson();
12.     }
13.     Person::Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge)
14.     {
15.         // 将string转换成C++能识别的指针
16.         pin_ptr<</SPAN>const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
17.         m_pImp = new CPerson(wcName, cSex, iAge);
18.     }
19.     Person::~Person()
20.     {
21.         // 在析构函数中删除CPerson对象
22.         delete m_pImp;
23.     }
24.     void Person::Name::set(String ^ strName)
25.     {
26.         pin_ptr<</SPAN>const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
27.         m_pImp->SetName(wcName);
28.     }
29.     String ^ Person::Name::get()
30.     {
31.         return gcnew String(m_pImp->GetName());
32.     }
33.     void Person::Sex::set(Char cSex)
34.     {
35.         m_pImp->SetSex(cSex);
36.     }
37.     Char Person::Sex::get()
38.     {
39.         return m_pImp->GetSex();
40.     }
41.     void Person::Age::set(int iAge)
42.     {
43.         m_pImp->SetAge(iAge);
44.     }
45.     int  Person::Age::get()
46.     {
47.         return m_pImp->GetAge();
48.     }
49.     String ^ Person::GetLastError()
50.     {
51.         return gcnew String(m_pImp->GetLastError());
52.     }
53. };

    如果要在C#中使用类Person，首先要添加对ManageCppDll.dll的引用，然后就可以像用普通的C#类一样的使用类Person了。比如下面这样的代码：

1. using ManageCppDll;
2. Person person = new Person();
3. person.Name = "StarLee";
4. person.Sex = 'M';
5. person.Age = 28;

    熟悉设计模式的看了上面的代码肯定会发现,这样的设计跟BRIDGE模式如出一辙。其实，上面的方法也算是一种BRIDGE模式，由托管C++充当了C# 中使用用C++开发的类的桥梁。另外，这种形式也可以理解为ADAPTER模式，托管C++类Person就是C++类CPerson的一个适配器。通过 这个桥梁，可以很容易的重用以前用C++开发的类，让这些C++类继续在C#中发挥它们的效用，让开发变得事半功倍。

 

博客来源：http://blog.csdn.net/starlee/article/details/2864588