如何C#中加载自己编写的动态库

文章出处：中国Dotnet程序员俱乐部 [url]www.willsft.com[/url]  

作者：中国龙

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     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。
  
  原文出处：：[url]http://windend.blogchina.com[/url]

posted on 2005-05-19 14:48 ��龙 阅读(397) 评论(1)   编辑  收藏 引用 网摘 所属分类: ASP.NET&JSP

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#  re: 在 C# 中加载自己编写的动态链接库  2007-04-17 19:25  ��龙

C#调用C++编写的COM DLL
创作日期：2006-4-6: 修改日期：None
创作人：wack ([url]www.wackstudio.com[/url])

在C#调用C++编写的COM DLL封装库时会出现两个问题：
1． 数据类型转换问题
2． 指针或地址参数传送问题

首先是数据类型转换问题。因为C#是.NET语言，利用的是.NET的基本数据类型，所以实际上是将C++的数据类型与.NET的基本数据类型进行对应。

例如C++的原有函数是：

int __stdcall FunctionName(unsigned char param1, unsigned short param2)

其中的参数数据类型在C#中，必须转为对应的数据类型。如：

[DllImport(“ COM DLL path/file ”)]
extern static int FunctionName(byte param1, ushort param2)

因为调用的是__stdcall函数，所以使用了P/Invoke的调用方法。其中的方法FunctionName必须声明为静态外部函数，即加上extern static声明头。我们可以看到，在调用的过程中，unsigned char变为了byte，unsigned short变为了ushort。变换后，参数的数据类型不变，只是声明方式必须改为.NET语言的规范。

我们可以通过下表来进行这种转换：

Win32 Types CLR Type
char, INT8, SBYTE, CHAR System.SByte
short, short int, INT16, SHORT System.Int16
int, long, long int, INT32, LONG32, BOOL , INT System.Int32
__int64, INT64, LONGLONG System.Int64
unsigned char, UINT8, UCHAR , BYTE System.Byte
unsigned short, UINT16, USHORT, WORD, ATOM, WCHAR , __wchar_t System.UInt16
unsigned, unsigned int, UINT32, ULONG32, DWORD32, ULONG, DWORD, UINT System.UInt32
unsigned __int64, UINT64, DWORDLONG, ULONGLONG System.UInt64
float, FLOAT System.Single
double, long double, DOUBLE System.Double


之后再将CLR的数据类型表示方式转换为C#的表示方式。这样一来，函数的参数类型问题就可以解决了。

现在，我们再来考虑下一个问题，如果要调用的函数参数是指针或是地址变量，怎么办？

对于这种情况可以使用C#提供的非安全代码来进行解决，但是，毕竟是非托管代码，垃圾资源处理不好的话对应用程序是很不利的。所以还是使用C#提供的ref以及out修饰字比较好。

同上面一样，我们也举一个例子：

int __stdcall FunctionName(unsigned char &param1, unsigned char *param2)

在C#中对其进行调用的方法是：

[DllImport(“ COM DLL path/file ”)]
extern static int FunctionName(ref byte param1, ref byte param2)

看到这，可能有人会问，&是取地址，*是传送指针，为何都只用ref就可以了呢？一种可能的解释是ref是一个具有重载特性的修饰符，会自动识别是取地址还是传送指针。

在实际的情况中，我们利用参数传递地址更多还是用在传送数组首地址上。
如：byte[] param1 = new param1(6);

在这里我们声明了一个数组，现在要将其的首地址传送过去，只要将param1数组的第一个元素用ref修饰。具体如下：

[DllImport(“ COM DLL path/file ”)]
extern static int FunctionName(ref byte param1[1], ref byte param2)