C#中互操作性简介

什么是互操作性

互操作性（Interop）指的是不同的软件能够相互操作和通信的能力。在C#中，我们可以使用互操作性来与其他语言编写的代码进行交互，例如与C++或者VB.NET编写的程序进行交互。使用互操作性可以有效地扩展C#程序的功能和灵活性。

C#中的互操作性

在C#中使用互操作性主要通过Platform Invocation Services（P/Invoke）实现。P/Invoke可以将C#程序中的某些方法调用转换为在托管进程外运行的非托管代码。当然，在使用P/Invoke时我们需要了解第三方非托管代码的函数或者数据结构的定义。通常情况下，我们需要使用DllImport属性来指定要调用的非托管函数的名称和库。

例如下面的代码演示了如何在C#中使用P/Invoke来调用非托管函数MessageBoxA：

using System.Runtime.InteropServices;

class Program 
{
    [DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
    public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, uint type);

    static void Main(string[] args)
    {
        string messageBoxText = "Hello, world!";
        string messageBoxCaption = "MessageBox Test";
        uint messageBoxType = 0;

        MessageBox(IntPtr.Zero, messageBoxText, messageBoxCaption, messageBoxType);
    }
}

示例说明

示例一：C#调用C++编写的DLL文件

在这个示例中，我们展示了如何在C#中调用C++编写的DLL文件。我们需要首先使用C++编写一个简单的DLL文件，然后在C#中声明被调用的方法并且通过Platform Invocation Services（P/Invoke）调用该方法。

1. 编写C++动态链接库

// MathFuncsDll.h

#ifdef MATHFUNCSDLL_EXPORTS
    #define MATHFUNCSDLL_API __declspec(dllexport) 
#else
    #define MATHFUNCSDLL_API __declspec(dllimport) 
#endif

namespace MathFuncs
{
    class MyMathFuncs
    {
    public:
        // Returns a + b
        static MATHFUNCSDLL_API double Add(double a, double b);

        // Returns a - b
        static MATHFUNCSDLL_API double Subtract(double a, double b);

        // Returns a * b
        static MATHFUNCSDLL_API double Multiply(double a, double b);

        // Returns a / b
        // Throws DivideByZeroException if b is 0
        static MATHFUNCSDLL_API double Divide(double a, double b);
    };
}

1. 生成动态链接库文件

将C++代码编译成动态链接库文件（DLL）。

1. 在C#中调用C++动态链接库

使用下面的代码在C#中声明被调用的方法，然后通过Platform Invocation Services来调用该方法。这个例子展示了如何在C#中调用一个返回值为double类型的函数。

using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    [DllImport("MathFuncsDll.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern double Add(double a, double b);

    static void Main(string[] args)
    {
        double a = 10;
        double b = 20;
        double sum = Add(a, b);

        Console.WriteLine("{0} + {1} = {2}", a, b, sum);
    }
}

示例二：C#将字符串转换为非托管内存字符数组

在这个示例中，我们展示了如何在C#中将字符串转换为非托管内存字符数组。我们首先在C#中声明了被调用的非托管函数，然后利用Marshal.StringToCoTaskMemAnsi方法将字符串转换为字符数组，最终将字符数组传递给被调用函数。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    [DllImport("StringManipulationDll.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern void PrintCharArray(IntPtr charArray);

    static void Main(string[] args)
    {
        string text = "Hello, world!";
        byte[] charArray = Encoding.ASCII.GetBytes(text);

        IntPtr pnt = Marshal.StringToCoTaskMemAnsi(text);

        try
        {
            PrintCharArray(pnt);
        }
        finally
        {
            Marshal.FreeCoTaskMem(pnt);
        }
    }
}