从C#程序中调用非受管DLLs的方法
本文实例讲述了从c#程序中调用非受管dlls的方法。分享给大家供大家参考。具体方法如下：
前言：
从所周知，.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：
public class win32 {
[dllimport("user32.dll")]
public static extern void setwindowtext(int h, string s);
}
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：
win32api.cs 源代码
// 编译方法：
// csc /t:library /out:win32api.dll win32api.cs
//
using system;
using system.drawing;
using system.text;
using system.runtime.interopservices;
/////////////////////////////////////////////////////////////////
// 包装win32 api函数的名字空间。想用哪个win32 api，往里添加即可。
//
namespace win32api {
[structlayout(layoutkind.sequential)]
public struct point {
public point(int xx, int yy) { x=xx; y=yy; }
public int x;
public int y;
public override string tostring() {
string s = string.format("({0},{1})", x, y);
return s;
}
}
[structlayout(layoutkind.sequential)]
public struct size {
public size(int cxx, int cyy) { cx=cxx; cy=cyy; }
public int cx;
public int cy;
public override string tostring() {
string s = string.format("({0},{1})", cx, cy);
return s;
}
}
[structlayout(layoutkind.sequential)]
public struct rect {
public int left;
public int top;
public int right;
public int bottom;
public int width() { return right - left; }
public int height() { return bottom - top; }
public point topleft() { return new point(left,top); }
public size size() { return new size(width(), height()); }
public override string tostring() {
string s = string.format("{0}x{1}", topleft(), size());
return s;
}
}
public class win32 {
[dllimport("user32.dll")]
public static extern bool iswindowvisible(int hwnd);
[dllimport("user32.dll")]
public static extern int getwindowtext(int hwnd,
stringbuilder buf, int nmaxcount);
[dllimport("user32.dll")]
public static extern int getclassname(int hwnd,
[marshalas(unmanagedtype.lpstr)] stringbuilder buf,
int nmaxcount);
[dllimport("user32.dll")]
public static extern int getwindowrect(int hwnd, ref rect rc);
[dllimport("user32.dll")]
// 注意，运行时知道如何列集一个矩形
public static extern int getwindowrect(int hwnd, ref rectangle rc);
}
}
用下面的命令行可以编译这段代码： 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）。
int hwnd = // get it
string s = "i''''m so cute." ;
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：
public class win32 {
[dllimport("user32.dll")]
public static extern int getwindowtext(int hwnd,
stringbuilder buf, int nmaxcount);
}
stringbuilder缺省的列集类型是lptstr，但是getwindowtext现在可以修改实际的串。
stringbuilder sb = new stringbuilder(256);
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：
public static extern int getclassname(int hwnd,
[marshalas(unmanagedtype.lpstr)] stringbuilder buf,
int nmaxcount);
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。
在c/c++中
hwnd hwnd = findwindow("foo",null);
::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：
[structlayout(layoutkind.sequential)]
public struct rect {
public int left;
public int top;
public int right;
public int bottom;
}
一旦有了结构定义，便可以象下面这样来打包实现：
public static extern int
getwindowrect(int hwnd, 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：
int hwnd = // get it
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：
[dllimport("user32.dll")]
public static extern int
getwindowrect(int hwnd,
[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*呢？
public static extern int getwindowrect(int hwnd, 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
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： delegate bool enumwindowscb(int hwnd, int lparam);
一旦声明了委托/回调类型，就可以象下面这样打包：
public static extern int
enumwindows(enumwindowscb cb, int lparam);
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：
public static bool myewp(int hwnd, int lparam) {
// do something
return true;
}
然后对它进行打包处理：
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：
delegate bool enumwindowscb(int hwnd, intptr lparam);
// 在gchandle中打包对象
myclass obj = new myclass();
gchandle gch = gchandle.alloc(obj);
enumwindowscb cb = new enumwindowscb(myewp);
win32.enumwindows(cb, (intptr)gch);
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 gch = (gchandle)param;
myclass c = (myclass)gch.target;
// use it
return true;
}
下面是一个窗口数组类：
winarray.cs
//
using system;
using system.collections;
using system.runtime.interopservices;
namespace winarray {
public class windowarray : arraylist {
private delegate bool enumwindowscb(int hwnd, intptr param);
// 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。
[dllimport("user32")]
private static extern int enumwindows(enumwindowscb cb,
intptr param);
private static bool myenumwindowscb(int hwnd, intptr param) {
gchandle gch = (gchandle)param;
windowarray itw = (windowarray)gch.target;
itw.add(hwnd);
return true;
}
// 这是唯一的public 类型方法，你需要调用的唯一方法
public windowarray() {
gchandle gch = gchandle.alloc(this);
enumwindowscb ewcb = new enumwindowscb(myenumwindowscb);
enumwindows(ewcb, (intptr)gch);
gch.free();
}
}
}
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：
foreach (int hwnd in wins) {
// do something
}
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。
希望本文所述对大家的c#程序设计有所帮助。