在C#程序设计中使用Win32类库

C# 用户经常提出两个问题：“我为什么要另外编写代码来使用内置于 Windows 中的功能？在框架中为什么没有相应的内容可以为我完成这一任务？”当框架小组构建他们的 .NET 部分时，他们评估了为使 .NET 程序员可以使用 Win32 而需要完成的工作，结果发现 Win32 API 集非常庞大。他们没有足够的资源为所有 Win32 API 编写托管接口、加以测试并编写文档，因此只能优先处理最重要的部分。许多常用操作都有托管接口，但是还有许多完整的 Win32 部分没有托管接口。

　　 平台调用 (P/Invoke) 是完成这一任务的最常用方法。要使用 P/Invoke，您可以编写一个描述如何调用函数的原型，然后运行时将使用此信息进行调用。另一种方法是使用 Managed Extensions to C++ 来包装函数，这部分内容将在以后的专栏中介绍。

　　 要理解如何完成这一任务，最好的办法是通过示例。在某些示例中，我只给出了部分代码；完整的代码可以通过下载获得。

　　 简单示例

　　 在第一个示例中，我们将调用 Beep() API 来发出声音。首先，我需要为 Beep() 编写适当的定义。查看 MSDN 中的定义，我发现它具有以下原型：

BOOL Beep(
　 DWORD dwFreq,　　　// 声音频率
　 DWORD dwDuration　 // 声音持续时间
);
　　 要用 C# 来编写这一原型，需要将 Win32 类型转换成相应的 C# 类型。由于 DWORD 是 4 字节的整数，因此我们可以使用 int 或 uint 作为 C# 对应类型。由于 int 是 CLS 兼容类型（可以用于所有 .NET 语言），以此比 uint 更常用，并且在多数情况下，它们之间的区别并不重要。bool 类型与 BOOL 对应。现在我们可以用 C# 编写以下原型：

public static extern bool Beep(int frequency, int duration);　
　　 这是相当标准的定义，只不过我们使用了 extern 来指明该函数的实际代码在别处。此原型将告诉运行时如何调用函数；现在我们需要告诉它在何处找到该函数。

　　 我们需要回顾一下 MSDN 中的代码。在参考信息中，我们发现 Beep() 是在 kernel32.lib 中定义的。这意味着运行时代码包含在 kernel32.dll 中。我们在原型中添加 DllImport 属性将这一信息告诉运行时：

[DllImport("kernel32.dll")]
　　 这就是我们要做的全部工作。下面是一个完整的示例，它生成的随机声音在二十世纪六十年代的科幻电影中很常见。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace Beep
{
class Class1
　 {
　　　 [DllImport("kernel32.dll")]
　　　 public static extern bool Beep(int frequency, int duration);

　　　 static void Main(string[] args)
　　　 {
　　　　　 Random random = new Random();

　　　　　 for (int i = 0; i < 10000; i++)
　　　　　 {
　　　　　　 Beep(random.Next(10000), 100);
}
　　　 }
　 }
}
　　 它的声响足以刺激任何听者！由于 DllImport 允许您调用 Win32 中的任何代码，因此就有可能调用恶意代码。所以您必须是完全受信任的用户，运行时才能进行 P/Invoke 调用。

　　枚举和常量

　　 Beep() 可用于发出任意声音，但有时我们希望发出特定类型的声音，因此我们改用 MessageBeep()。MSDN 给出了以下原型：

BOOL MessageBeep(
　 UINT uType // 声音类型
);
　　 这看起来很简单，但是从注释中可以发现两个有趣的事实。

　　 首先，uType 参数实际上接受一组预先定义的常量。

　　 其次，可能的参数值包括 -1，这意味着尽管它被定义为 uint 类型，但 int 会更加适合。

　　 对于 uType 参数，使用 enum 类型是合乎情理的。MSDN 列出了已命名的常量，但没有就具体值给出任何提示。由于这一点，我们需要查看实际的 API。

　　 如果您安装了 Visual Studio? 和 C++，则 Platform SDK 位于 /Program Files/Microsoft Visual Studio .NET/Vc7/PlatformSDK/Include 下。

　　 为查找这些常量，我在该目录中执行了一个 findstr。

　　 findstr "MB_ICONHAND" *.h

　　 它确定了常量位于 winuser.h 中，然后我使用这些常量来创建我的 enum 和原型：

public enum BeepType
{
　 SimpleBeep = -1,
　 IconAsterisk = 0x00000040,
　 IconExclamation = 0x00000030,
　 IconHand = 0x00000010,
　 IconQuestion = 0x00000020,
　 Ok = 0x00000000,
}

[DllImport("user32.dll")]
public static extern bool MessageBeep(BeepType beepType);
　　 现在我可以用下面的语句来调用它： MessageBeep(BeepType.IconQuestion);
处理结构

　　 有时我需要确定我笔记本的电池状况。Win32 为此提供了电源管理函数。

　　 搜索 MSDN 可以找到 GetSystemPowerStatus() 函数。

BOOL GetSystemPowerStatus(
　 LPSYSTEM_POWER_STATUS lpSystemPowerStatus
);
　　 此函数包含指向某个结构的指针，我们尚未对此进行过处理。要处理结构，我们需要用 C# 定义结构。我们从非托管的定义开始：

typedef struct _SYSTEM_POWER_STATUS {
BYTE　 ACLineStatus;
BYTE　 BatteryFlag;
BYTE　 BatteryLifePercent;
BYTE　 Reserved1;
DWORD　BatteryLifeTime;
DWORD　BatteryFullLifeTime;
} SYSTEM_POWER_STATUS, *LPSYSTEM_POWER_STATUS;
　　 然后，通过用 C# 类型代替 C 类型来得到 C# 版本。

struct SystemPowerStatus
{
　 byte ACLineStatus;
　 byte batteryFlag;
　 byte batteryLifePercent;
　 byte reserved1;
　 int batteryLifeTime;
　 int batteryFullLifeTime;
}
　　 这样，就可以方便地编写出 C# 原型：

[DllImport("kernel32.dll")]
public static extern bool GetSystemPowerStatus(
　 ref SystemPowerStatus systemPowerStatus);
　　 在此原型中，我们用“ref”指明将传递结构指针而不是结构值。这是处理通过指针传递的结构的一般方法。

　　 此函数运行良好，但是最好将 ACLineStatus 和 batteryFlag 字段定义为 enum：

　　enum ACLineStatus: byte
　　 {
　　　 Offline = 0,
　　　 Online = 1,
　　　 Unknown = 255,
　　 }

　　 enum BatteryFlag: byte
　　 {
　　　 High = 1,
　　　 Low = 2,
　　　 Critical = 4,
　　　 Charging = 8,
　　　 NoSystemBattery = 128,
　　　 Unknown = 255,