C#调用C++系列一:简单传值

因为去实习的时候有一个小任务是C#想调用C++ opencv实现的一些处理，那我主要的想法就是将C++实现的OpenCV处理封装成dll库供C#调用，这里面还会涉及到一些托管和非托管的概念，我暂时的做法是非托管的方式，托管的方式好像是在编译C++的DLL库的时候打开托管的选项即可，这部分还不是很清楚，所以就记录下我暂时知道的一点做法。

先说下简单的调用吧，就是简单的调用C++的函数，传递一些常见的变量，不考虑将数据传回的情况。

情形一：C#调用C++封装的OpenCV加载显示图像

1、C++端：

C++端的任务是将传入的地址传给cv::imread()函数来加载图像，然后判断是否加载成功，成功就显示出来，这很简单的，就是新建一个C++的动态链接库即可。

C++端的头文件：

extern "C" __declspec(dllexport) int _stdcall load_cv_image(char* filename);

C++端的源文件：

#include "Cs_use_Cpp_ch1.h"
#include "opencv.hpp"
int load_cv_image(char *str)
{
    cv::Mat src = cv::imread(str);
    if (!src.data || src.empty())
    {
    	return 0;
    }
    cv::imshow("src", src);
    cv::waitKey(0);
    return 1;
}

然后编译生成dll文件即可。

2、C#端：

C#端要先加载进dll文件，然后获取dll文件中的函数，然后调用该函数；这里我简单写了一个界面，就是一个按钮，点击后会弹出文件对话框，选择一个文件获取其地址，然后传给C++封装的函数即可，代码如下：

public partial class Form1 : Form
{
    //导入dll和函数
    [DllImport("Cs_use_Cpp_ch1.dll")]
    public static extern int load_cv_image(string a);
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
    }
    private void load_mat_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        OpenFileDialog dialog = new OpenFileDialog();
        if (dialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
        {
            //获取文件路径
            string filename = dialog.FileName;
            //调用函数
            int result = load_cv_image(filename);
        }
    }
}

这里我发现有几个注意的地方，C++端的地址要用char*而不要用std::string，这样就对应了C#的string，然后就是在编译C#的时候要注意，C#的VS工程有个对于我而言很坑的地方在于C#的默认配置是any CPU，所以一定要记得把它改为跟C++的一样，x64要对应x64，x86对应x86，不然出错了都没反应过来是咋回事。

情形二：C#调用C++加载图像返回数据

这种情况的话是要用C++来加载图像然后将cv::Mat的数据传给C#。这个时候来分解下C++下的cv::Mat的数据结构，要构建一个cv::Mat的话，我们需要有一个数据指针，图像的长宽、图像步长和图像通道数，有了这几个变量就可以构建一幅图像，同样的，有这几个变量传回给C#的话，它也可以构造一幅图像了。

这种情况下有两种方式要注意的，第一种方式是将图像的数据指针通过参数传进来，然后直接对传进来的地址操作，另一种是以数据指针的方式返回，这两种方式的原理是一样的，但是实现起来有一点差别。但是不管是哪一种方式来使用都需要注意如果内存是在C++这边分配的话那一定要在堆上分配，不能在栈上分配，否则传回C#得时候内存已经被释放了，就无法完成数据传递了。

首先说将数据指针以函数返回值得形式传给指针吧。这种还比较好理解，首先像长宽、步长等参数要以引用得方式传进来，然后返回数据指针，这个是非常好理解的。我就直接上代码了，C++端是这样写的：

unsigned char* load_cv_Mat(char* filename, int &width, int &height, int &step, int channels)
{
	IplImage *ptrSrc = NULL;
	if (1 == channels)
	{
		ptrSrc = cvLoadImage(filename, CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);
	}
	else
	{
		ptrSrc = cvLoadImage(filename, CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
	}

	width = ptrSrc->width;
	height = ptrSrc->height;
	step = ptrSrc->widthStep;

	return (uchar*)ptrSrc->imageData;
}

然后C#端是这样调用的：

private void load_mat_cs_Click(object sender, EventArgs e)
{
    OpenFileDialog dialog = new OpenFileDialog();
    if (dialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
    {
        string filename = dialog.FileName;
        int width = 0;
        int height = 0;
        int step = 0;
        IntPtr dst = load_cv_Mat(filename, out width, 
            out height, out step, 3);
        Bitmap img = new Bitmap(width, height, step, 
            System.Drawing.Imaging.PixelFormat.Format24bppRgb,
            dst);
        pictureBox1.Image = img;
    }
}

这其实还是比较好理解的，接下来就来说下，数据指针如果是以指针参数的形式传进来的，这个时候C++端就写为：

int load_cv_Mat(char* filename, unsigned char* pInput, int &width, int &height, int &step, int channels)

如果是C++调用C++的话，那这样写是没有问题的，因为传进来的是一个数据指针，那就直接对传进来的地址操作，那么就直接改变了源数据，但可惜这是C#调用C++，如果C++端这么写的话，C#就不能简简单单的传IntPtr参数就好了，因为传进来之后实际上并没有改变C#原来的IntPtr，而是传进来一个中间变量，而对这个变量操作并不会直接作用于源数据。实际上，我在测试的时候，C++这边应该这样写：

int load_cv_Mat1(char* filename, unsigned char* &pInput, int &width, int &height, int &step, int channels)

区别就在于unsigned char* &pInput，加了这个符号，我的理解就是对于指针unsigned char*的引用，所以在C#端要使用的时候就要这样写：

[DllImport("Cs_use_Cpp_ch1.dll")]
public static extern int load_cv_Mat1(string path_str, 
    out IntPtr input, out int width, out int height, 
    out int step, int channels);

如果C++端不加上&的话，即使C#端加上了out也没有用。

好了，第一部分就写下这么两点吧，剩下的是后续的工作，后面再记录。

如果你跟我走，

就会数我的脚印；

如果我跟你走，

就会看你的背影。