从C#程序中调用非受管DLLs
| 本文转自：http://www.vckbase.com/index.php/wv/226 众所周知，.NET已经渐渐成为一种技术时尚，那么C#很自然也成为一种编程时尚。如何利用浩如烟海的Win32 API以及以前所编写的 Win32 代码已经成为越来越多的C#程序员所关注的问题。本文将介绍如何从C#代码中调用非受管DLLs。如果某个函数是一个带有串类型（char*）输出参数的Win32 API 或者是DLL输出函数，那么从C#中如何调用它呢？对于输入参数的情形问题到不大，但如何获取从参数中返回的串呢？此外，如何调用有结构（struct）和回调（callback）作为参数的函数，如GetWindowsRect 和EnumWindows？那我们又如何将参数从C++和MFC中转换成C# 所要的类型呢？下面就让我们来一一解决这些问题。 微软.NET的一个最主要的优势是它提供一个语言无关的开发系统。我们可以用Visual Basic、C++、C#等等语言来编写类，然后在其它语言中使用，我们甚至可以用不同的语言来派生类。但是如何调用以前开发的非受管DLL呢？方法是必须将.NET对象转化成结构、char*以及C语言的指针。用行话说就是参数必须被列集（marshal）。说到列集，用一两句话也说不清楚。所幸的是实现列集并不要我们知道太多的东西。 为了从C# 中调用DLL函数，首先必须要有一个声明，就象长期以来使用Visual Basic的程序员所做的那样，只不过在C#中使用的是DllImport关键字： 2.
publicclassWin32 {
3.
[DllImport("User32.Dll")]
4.
publicstaticexternvoid SetWindowText(inth, String s);
5.
}
在C#中，DllImport关键字作用是告诉编译器入口点在哪里，并将打包函数捆绑在一个类中。我们可以为这类取任何名字，这里不妨将类名取为 Win32。我们甚至可以将这个类放到一个名字空间中，就象下面的代码这样： 02.
Win32API.cs 源代码
03.
04.
// Win32API: 此为名字空间，打包所选的Win32 API 函数
05.
// 编译方法：
06.
// csc /t:library /out:Win32API.dll Win32API.cs
07.
//
08.
usingSystem;
09.
usingSystem.Drawing;
10.
usingSystem.Text;
11.
usingSystem.Runtime.InteropServices;
12.
13.
/////////////////////////////////////////////////////////////////
14.
// 包装Win32 API函数的名字空间。想用哪个Win32 API，往里添加即可。
15.
//
16.
namespaceWin32API {
17.
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
18.
publicstructPOINT {
19.
publicPOINT(intxx, int yy) { x=xx; y=yy; }
20.
publicintx;
21.
publicinty;
22.
publicoverride string ToString() {
23.
String s = String.Format("({0},{1})", x, y);
24.
returns;
25.
}
26.
}
27.
28.
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
29.
publicstructSIZE {
30.
publicSIZE(intcxx, int cyy) { cx=cxx; cy=cyy; }
31.
publicintcx;
32.
publicintcy;
33.
publicoverride string ToString() {
34.
String s = String.Format("({0},{1})", cx, cy);
35.
returns;
36.
}
37.
}
38.
39.
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
40.
publicstructRECT {
41.
publicintleft;
42.
publicinttop;
43.
publicintright;
44.
publicintbottom;
45.
publicintWidth() { returnright - left; }
46.
publicintHeight() { returnbottom - top; }
47.
publicPOINT TopLeft() {returnnewPOINT(left,top); }
48.
publicSIZE Size() {returnnewSIZE(Width(), Height()); }
49.
publicoverride string ToString() {
50.
String s = String.Format("{0}x{1}", TopLeft(), Size());
51.
returns;
52.
}
53.
}
54.
55.
publicclassWin32 {
56.
[DllImport("user32.dll")]
57.
publicstaticexternbool IsWindowVisible(inthwnd);
58.
59.
[DllImport("user32.dll")]
60.
publicstaticexternint GetWindowText(inthwnd,
61.
StringBuilder buf,intnMaxCount);
62.
63.
[DllImport("user32.dll")]
64.
publicstaticexternint GetClassName(inthwnd,
65.
[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] StringBuilder buf,
66.
intnMaxCount);
67.
68.
[DllImport("user32.dll")]
69.
publicstaticexternint GetWindowRect(inthwnd, ref RECT rc);
70.
71.
[DllImport("user32.dll")]
72.
// 注意，运行时知道如何列集一个矩形
73.
publicstaticexternint GetWindowRect(inthwnd, ref Rectangle rc);
74.
75.
......
76.
}
77.
}
用下面的命令行可以编译这段代码： 1.
csc /t:library /out:Win32API.dll Win32API.cs
成功编译后，我们就有了一个可以在C#工程中使用的动态库了（Win32API.dll）。 2.
inthwnd =// get it...
3.
String s ="I''''m so cute.";
4.
Win32.SetWindowText(hwnd, s);
编译器知道在user32.dll中找到SetWindowText，并在调用前自动将串转换为LPTSTR (TCHAR*)。真是神奇！.NET是如何实现的呢？其实，每一个C#类型都有一个缺省的列集类型。对于串来说，它的列集类型就是LPTSTR。但如果调用的是GetWindowText，它的串参数是一个输出参数，而非输入参数，因为串是不变的，再象上面这样处理就行不通了。我们可能一点都没有注意到，不论什么时候处理一个串时，都会创建一个新串。要想修改这个串，必须用StringBuilder： 2.
publicclassWin32 {
3.
[DllImport("user32.dll")]
4.
publicstaticexternint GetWindowText(inthwnd,
5.
StringBuilder buf,intnMaxCount);
6.
}
StringBuilder缺省的列集类型是LPTSTR，但是GetWindowText现在可以修改实际的串。 2.
StringBuilder sb =newStringBuilder(256);
3.
Win32.GetWindowText(hwnd, sb, sb.Capacity);
所以我们第一个问题的答案就是：使用StringBuilder。 前面讨论的方法固然可以行得通，但有一种情况没有考虑，那就是如果缺省的列集类型不是你想要的类型怎么办？例如想要调用GetClassName，Windows编程高手都知道，GetClassName的参数与大多数其它的API函数的参数有所不同，它的串参数是LPSTR (char*)，甚至是Unicode串。如果传递一个串，公共语言运行时（CLR）将把它转换成TCHARs――是不是很糟啊！不用害怕，我们可以用MarshalAs来改写缺省的处理： 2.
publicstaticexternint GetClassName(inthwnd,
3.
[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] StringBuilder buf,
4.
intnMaxCount);
现在我们调用GetClassName，.NET将串作为ANSI字符传递，而不是宽字符，搞掂！ 以上我们解决了如何获取函数载参数中返回的字符串。下面我们来看看结构参数和回调参数的情形。不用说，.NET肯定有办法处理它们。就拿GetWindowRect为例。这个函数用窗口屏幕坐标填充一个RECT。 2.
RECT rc;
3.
HWNDhwnd = FindWindow("foo",NULL);
4.
::GetWindowRect(hwnd, &rc);
在C#中如何调用呢？如何传递RECT呢？方法是将它作为一个C#结构，用另一个属性：它就是StructLayout： 2.
publicstructRECT {
3.
publicintleft;
4.
publicinttop;
5.
publicintright;
6.
publicintbottom;
7.
}
一旦有了结构定义，便可以象下面这样来打包实现： 2.
publicstaticexternint
3.
GetWindowRect(inthwnd, ref RECT rc);
注意这里用到了ref，这一点很重要，CLR会将RECT作为引用传递，以便函数可以修改我们的对象，而不是无名字的堆栈拷贝。定义了GetWindowRect之后，我们可以象下面这样调用： 2.
inthwnd =// get it ...
3.
Win32.GetWindowRect(hwnd, ref rc);
注意这里必须声明并使用ref――罗嗦！C# 结构的缺省列集类型还能是什么？――LPStruct，所以就不必再用MarshalAs了。但如果RECT是个类，而非结构的话，那就必须象下面这样实现打包： 2.
[DllImport("user32.dll")]
3.
publicstaticexternint
4.
GetWindowRect(inthwnd,
5.
[MarshalAs(UnmanagedType.LPStruct)] RECT rc);
C#与C++类似，许多事情都可以殊途同归，System.Drawing中已经有了一个Rectangle结构用来处理矩形，所以为什么要重新发明轮子呢？ 2.
publicstaticexternint GetWindowRect(inthwnd, ref Rectangle rc);
运行时既然已经知道如何将Rectangle作为Win32 RECT进行列集。请注意，在实际的代码中就没有必要再调用GetWindowRect（Get/SetWindowText亦然），因为Windows.Forms.Control类已具有这样的属性：用Control.DisplayRectangle获取窗口矩形，用Control.Text设置/获取控件文本 2.
mywnd.Text ="I''''m so cute";
如果出于某种原因已知的是某个HWND，而不是一个控件派生对象，那么只需要象示范的那样来打包API。以上我们已经搞掂了串、结构以及矩形……还有什么呢？对了，还有回调（callbacks）。如何将回调从C#传递到非受管代码呢？记住只要用委托(delegate)即可： 一旦声明了委托/回调类型，就可以象下面这样打包： 2.
publicstaticexternint
3.
EnumWindows(EnumWindowsCB cb,intlparam);
上面的delegate仅仅是声明了一个委托类型，我们还必须在类中提供一个实际的委托实现： 2.
publicstaticbool MyEWP(inthwnd, int lparam) {
3.
// do something
4.
returntrue;
5.
}
然后对它进行打包处理： 2.
Win32.EnumWindows(cb, 0);
聪明的读者回注意到我们这里掩饰了lparam的问题，在C中，如果你给EnumWindows一个LPARAM，则Windows会用它通知回调函数。一般典型的lparam是一个结构或类指针，其中包含着我们需要的上下文信息。但是记住，在.NET中绝对不能提到"指针"！那么如何做呢？这是可以将lparam声明为IntPtr并用GCHandle对它进行打包： 02.
delegateboolEnumWindowsCB(inthwnd, IntPtr lparam);
03.
04.
// 在GCHandle中打包对象
05.
MyClass obj =newMyClass();
06.
GCHandle gch = GCHandle.Alloc(obj);
07.
EnumWindowsCB cb =newEnumWindowsCB(MyEWP);
08.
Win32.EnumWindows(cb, (IntPtr)gch);
09.
gch.Free();
最后不要忘了调用Free！ C#中有时也需要与以往一样必须要我们自己释放占用的内存。为了存取载枚举器中的lparam"指针"，必须使用GCHandle.Target。 2.
GCHandle gch = (GCHandle)param;
3.
MyClass c = (MyClass)gch.Target;
4.
// ... use it
5.
returntrue;
6.
}
下面是一个窗口数组类： 02.
WinArray.cs
03.
04.
// WinArray: 用EnumWindows 产生顶层窗口的清单ArrayList
05.
//
06.
usingSystem;
07.
usingSystem.Collections;
08.
usingSystem.Runtime.InteropServices;
09.
10.
namespaceWinArray {
11.
12.
publicclassWindowArray : ArrayList {
13.
privatedelegatebool EnumWindowsCB(inthwnd, IntPtr param);
14.
15.
// 这里声明的是private类型的委托，因为只有我使用它，其实没必要这样做。
16.
[DllImport("user32")]
17.
privatestaticexternint EnumWindows(EnumWindowsCB cb,
18.
IntPtr param);
19.
20.
privatestaticbool MyEnumWindowsCB(inthwnd, IntPtr param) {
21.
GCHandle gch = (GCHandle)param;
22.
WindowArray itw = (WindowArray)gch.Target;
23.
itw.Add(hwnd);
24.
returntrue;
25.
}
26.
27.
// 这是唯一的public 类型方法，你需要调用的唯一方法
28.
publicWindowArray() {
29.
GCHandle gch = GCHandle.Alloc(this);
30.
EnumWindowsCB ewcb =newEnumWindowsCB(MyEnumWindowsCB);
31.
EnumWindows(ewcb, (IntPtr)gch);
32.
gch.Free();
33.
}
34.
}
35.
}
这个类将EnumWindows封装在一个数组中，不用我们再去进行繁琐的委托和回调，我们可以象下面这样轻松使用这个类： 2.
foreach (inthwnd in wins) {
3.
// do something
4.
}
是不是很帅啊！我们甚至还可以在受管C++中使用DllImport风格的包装类。在.NET环境中，只要能进行相应的转换，便可以在受管和非受管世界之间随心所欲地聘驰， 大多数情况下的转换是自动的，不必关心太多的事情。需要进行MarshalAs或者打包GCHandle的情况很少。有关C#和非受管C++之间的平台调用的其它细节问题，可以参考.NET的有关文档。 下面是本文提供的一个带有开关的控制台小程序ListWin。它的功能是列出所有顶层窗口，输出可以显示HWNDs、窗口类名、窗口标题以及窗口矩形，用RECT或Rectangle。这些内容的显示可用开关控制。 02.
ListWin.cs 源代码
03.
usingSystem;
04.
usingSystem.Text;
05.
usingSystem.Drawing;
06.
usingSystem.Diagnostics;
07.
usingSystem.Runtime.InteropServices;
08.
usingWin32API;// 自己写的API打包器
09.
usingWinArray;// 自己写的窗口迭代器
10.
classMyApp {
11.
// 全局命令行开关
12.
staticboolbRectangle = false;// 用Rectangle显示窗口矩形
13.
staticboolbRect = false; // 用RECT显示窗口矩形
14.
staticboolbClassName = false;// 显示类名
15.
staticboolbTitle = false; // 显示标题
16.
staticboolbHwnd = false; // 显示HWND
17.
[STAThread]
18.
// 主程序入口
19.
staticintMain(string[] args) {
20.
// 解析命令行，开关的顺序可以任意定
21.
if(args.GetLength(0)<=0)
22.
returnhelp();
23.
for(inti=0, len=args.GetLength(0); i
sr下图是ListWin运行的输出： 图一ListWin 运行后的输出 有关细节请参考源代码。 源代码可从来源文章下载listwin.zip查看。 本文转自：http://www.vckbase.com/index.php/wv/226 |
