您也使用託管C++嗎?

        轉向.NET後,手頭上往往仍有舊的模塊要重用。也許這些模塊是Delphi寫的,也許是C/C++寫的,或者是其它編程語言……爲了能把它們移植到.NET下,或者是在.NET中調用,To be or not to be, that is a question。
  在這裏,我筆記了幾個在工作中遇到的幾個場景。不過,這裏不包括完全使用C#來重寫原來用C++編寫的程序這種變態的需求。當你被要求做這種事的時候,請三思而後行……這簡直是種非人的折磨。

您也使用託管C++嗎?

  場景一:在.NET中調用WindowsAPI或DLL。

  這是比較普遍的需求。一般來說,簡單的函數調用,大可直接用C#/VB.NET,經過DllImport屬性包裝出函數來調用。如:
[DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="MoveFileW",  SetLastError=true,
CharSet
=CharSet.Unicode, ExactSpelling=true,
CallingConvention
=CallingConvention.StdCall)]
public static extern bool MoveFile(String src, String dst);


  由於WindowsAPI用到的人實在是多,因此有一個專門的wiki站點,收集這方面的資料:http://www.pinvoke.net/,對於常用的函數甚至有完整的應用例子和幫助。當然,如果你有相應的資料和例子,你也可以貢獻你的力量,給其它人幫助。

   場景二:用託管C++包裝現有的DLL,供C#調用

  當函數的參數或返回值比較複雜,或函數比較多的時候,這種方法對與人來說,實在是一個折磨。常常這些接口和定義就要用掉幾千行的代碼,而且還不能保證是正確的。這些錯誤往往在運行時才能顯現出來,甚至有些錯誤會引起內存泄漏,或其它更爲隱蔽的錯誤。
  在這種情況下,使用C++/Managed代碼來包裝,就成了最合理的選擇。因爲託管C++代碼可以直接引用原有的頭文件,直接調用非託管函數,而不需要聲明。這樣,既減少了工作量,又避免引入錯誤。缺點是,這種方法會增加一個DLL。要注意的是託管字符串和非託管字符串是有區別的,並需要轉換(特別要注意的Unicode字符串和多字節字符串的轉換)。

  仍以MoveFile爲例吧,這樣比較簡單:

#include <windows.h>
#include 
<vcclr.h>

using namespace System;

namespace wrapper
{
    
public ref class ApiWrapper {
    
public:
        
bool static MoveFile(String ^ lpExistingFileName, String ^ lpNewFileName )
        
{
            pin_ptr
<const wchar_t> src = PtrToStringChars(lpExistingFileName);
            pin_ptr
<const wchar_t> dst = PtrToStringChars(lpNewFileName);
            
return ::MoveFile(src, dst);
        }

    }
;
}

  然後在C#中,引用上面代碼生成的DLL文件,就可以直接調用了:
wrapper.ApiWrapper.MoveFile(@"c:/debug.log"@"c:/debug.txt");

  假如原有的代碼是基於COM的,那麼太好了,VisualStudio等IDE會自動生成一個用於包裝的dll,供你調用。當然因特殊需要而手工編碼的是另一回事。

  場景三:現有C++原代碼,包裝後供C#調用。

  C++的原代碼,實際上可以直接編譯成託管代碼。MFC也好ATL也好……這樣看起來在.NET中最強大的編程語言就是C++了:它不僅可以編寫託管程序,甚至可以將標準C++的代碼也編譯成託管程序!其實VC++最強大的地方不止如此,它還在於能夠編寫混合了託管和非託管的代碼的程序!!!這樣最大的好處不僅可以將關鍵代碼直接編譯成非託管的代碼,還可以避免被反編譯。
  
  假設現有C++代碼如下:
class UnmanagedClass {
public:
    LPCWSTR GetPropertyA() 
return L"Hello!"; }
    
void MethodB( LPCWSTR ) {}
}
;
  我們只要再增加一個包裝類到工程文件中:
namespace wrapper
{
    
public ref class ManagedClass {
    
public:
        
// Allocate the native object on the C++ Heap via a constructor
        ManagedClass() : m_Impl( new UnmanagedClass ) {}

        
// Deallocate the native object on a destructor
        ~ManagedClass() {
            delete m_Impl;
        }


    
protected:
        
// Deallocate the native object on the finalizer just in case no destructor is called
        !ManagedClass() {
            delete m_Impl;
        }


    
public:
        property String 
^  get_PropertyA {
            String 
^ get() {
                
return gcnew String( m_Impl->GetPropertyA());
            }

        }


        
void MethodB( String ^ theString ) {
            pin_ptr
<const WCHAR> str = PtrToStringChars(theString);
            m_Impl
->MethodB(str);
        }


    
private:
        UnmanagedClass 
* m_Impl;
    }
;
}

  然後,改變編譯選項爲“使用公共語言擴展 /clr”就可以了。這樣,我們把代碼編譯成DLL文件就可以供.NET其它語言調用了。
  最後,C#中可以象如下的代碼一樣調用C++類了:
ManagedClass mc = new ManagedClass();
mc.MethoB(
"Hello");
string s = mc.get_PropertyA;

  場景四:如何在託管C++代碼中混合託管和非託管代碼

  很簡單,只要從#pragma unmanaged編譯指示開始的程序,一率編譯成非託管代碼;要想恢復成託管代碼,只要使用#pragma managed就可以了。如:
  
#pragma unmanaged

#include 
<iostream>
using namespace std;

template
<typename T>
void f(T t){
    cout 
<< t << endl;
}


#pragma managed

using namespace System;

void m(String ^ s){
    Console::WriteLine(s);
}


void main(){
    f(
"Hello");
    m(
"World");
}
  
  生成exe文件後,用反編譯程序查看 f 函數:
[PreserveSig, MethodImpl(MethodImplOptions.Unmanaged, MethodCodeType=MethodCodeType.Native), SuppressUnmanagedCodeSecurity]
public static unsafe void modopt(CallConvCdecl) f<char const *>(sbyte modopt(IsSignUnspecifiedByte) modopt(IsConst)*);
  
  看不到源碼,而方法屬性標記爲Unmanaged。
  如果沒有加上#pragma unmanaged,反編譯得到的 f 函數爲:
internal static unsafe void modopt(CallConvCdecl) f<char const *>(sbyte modopt(IsSignUnspecifiedByte) modopt(IsConst)* t)
{
      std.basic_ostream
<char,std::char_traits<char> >.<<(std.operator<<<struct std::char_traits<char> >(*((basic_ostream<char,std::char_traits<char> >* modopt(IsImplicitlyDereferenced)*&__imp_std.cout), t), (basic_ostream<char,std::char_traits<char> >* modopt(IsImplicitlyDereferenced) modopt(CallConvCdecl) *(basic_ostream<char,std::char_traits<char> >* modopt(IsImplicitlyDereferenced))) __unep@?endl@std@@$$FYAAAV?$basic_ostream@DU?$char_traits@D@std@@@1@AAV21@@Z);
}


  其中的函數內容一目瞭然。如果你的函數沒有調用operator等不好理解的類庫,那麼反編譯出來的代碼簡直和源碼沒差別。 

  場景五:不想要DLL,能不能直接把C++源代碼與C#源代碼一起編譯成一個單獨的Assembly呢?

  當然是可以的。具體參見:讓C++源碼和C#源碼一起生成單一的Assembly

  開心一刻:我只會C++不懂.NET不懂C#,怎麼編寫.NET程序?

  很簡單,你照樣用你的C++寫你的程序,然後測試沒有錯誤後,將編譯選項改爲/clr,好了,Rebuild,你的程序現在是.NET了。

  惡搞:“我想問一下,在能將現有的C++代碼直接進行封裝,被C#進行調用,而不是去調用DLL,也就是不生成DLL,就在C#下能直接調用VC的工程源文件不?”

  我想,提問的人是不是指,現有c++源碼,但不想費勁去轉換成C#源碼,但又想能與C#一起編譯。
  於是我就給了一個極其變態的方法,不過,個人是不建議使用這種變態的方法啊。方法如下:
  1 先將C++源碼,改用CLR編譯選項,編譯成.NET的Assembly(DLL文件)。
  2 然後用reflector等反編譯軟件,反編譯成C#代碼,並導出(reflector有專門的導出插件)。
  3 將導出的C#代碼,添加上新寫的C#代碼一起編譯。
  
  這種方法生成的代碼很是恐怖,強烈建議不要把C++源碼就這麼丟了,否則後果自負。
 

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