在C#中使用C++编写的类1
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现在在Windows下的应用程序开发,VS.Net占据了绝大多数的份额。因此很多以前搞VC++开发的人都转向用更强大的VS.Net。在这种情况下,有很多开发人员就面临了如何在C#中使用C++开发好的类的问题。下面就用一个完整的实例来详细说明怎样用托管C++封装一个C++类以提供给C#使用。
比如,现在有一个工程名为NativeCppDll的由C++编写的DLL,里面输出了一个CPerson类。下面是具体的代码:
- // NativeCppDll.h
- #pragma once
- #ifndef LX_DLL_CLASS_EXPORTS
- #define LX_DLL_CLASS __declspec(dllexport)
- #else
- #define LX_DLL_CLASS __declspec(dllimport)
- #endif
- class LX_DLL_CLASS CPerson
- {
- public:
- CPerson();
- CPerson(const wchar_t *pName, const wchar_t cSex, int iAge);
- void SetName(const wchar_t *pName);
- wchar_t * GetName();
- void SetSex(const wchar_t cSex);
- wchar_t GetSex();
- void SetAge(int iAge);
- int GetAge();
- wchar_t * GetLastError();
- private:
- wchar_t m_szName[128];
- wchar_t m_cSex;
- int m_iAge;
- wchar_t m_szLastError[128];
- void ShowError();
- };
- // NativeCppDll.cpp
- #include "stdafx.h"
- #include "NativeCppDll.h"
- #include <iostream>
- #include <tchar.h>
- using namespace std;
- CPerson::CPerson()
- {
- wcscpy_s(m_szName, _T("No Name"));
- m_cSex = 'N';
- m_iAge = 0;
- wcscpy_s(m_szLastError, _T("No Error"));
- }
- CPerson::CPerson(const wchar_t *pName, const wchar_t cSex, int iAge)
- {
- wcscpy_s(m_szLastError, _T("No Error"));
- SetName(pName);
- SetSex(cSex);
- SetAge(iAge);
- }
- void CPerson::SetName(const wchar_t *pName)
- {
- if ((pName == NULL) || (wcslen(pName) == 0) || (wcslen(pName) > 127))
- {
- wcscpy_s(m_szName, _T("No Name"));
- wcscpy_s(m_szLastError, _T("The length of the input name is out of range."));
- ShowError();
- return;
- }
- wcscpy_s(m_szName, pName);
- }
- wchar_t * CPerson::GetName()
- {
- return m_szName;
- }
- void CPerson::SetSex(const wchar_t cSex)
- {
- if ((cSex != 'F') && (cSex != 'M') && (cSex != 'm') && (cSex != 'f'))
- {
- m_cSex = 'N';
- wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input sex is out of [F/M]."));
- ShowError();
- return;
- }
- m_cSex = cSex;
- }
- wchar_t CPerson::GetSex()
- {
- return m_cSex;
- }
- void CPerson::SetAge(int iAge)
- {
- if ((iAge < 0) || (iAge > 150))
- {
- m_iAge = 0;
- wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input age is out of range."));
- ShowError();
- return;
- }
- m_iAge = iAge;
- }
- int CPerson::GetAge()
- {
- return m_iAge;
- }
- wchar_t * CPerson::GetLastError()
- {
- return m_szLastError;
- }
- void CPerson::ShowError()
- {
- cerr << m_szLastError << endl;
- }
这是一个很典型的由C++开发的DLL,输出一个完整的C++类。如果现在要求开发一个C#工程,需要用到这个DLL中输出的C++类CPerson,该怎么办呢?针对这个例子来说,类CPerson非常小,可以用C#重新写一个跟这个C++类一样的类。可是,如果需要的C++类很大,或者很多的时候,重写工程将非常庞大。而且这样没有对现有的代码进行重用,浪费了现有资源,开发起来费时费力。
当然,还是有方法解决这个问题的。那就是用托管C++将C++类给封装一下,然后再提供给C#来使用。下面就用代码来详细说明怎样用托管C++来封装上面的那个C++类。
首先,要创建一个托管C++的DLL工程ManageCppDll,然后在里面添加下面的代码:
- // ManageCppDll.h
- #pragma once
- #define LX_DLL_CLASS_EXPORTS
- #include "../NativeCppDll/NativeCppDll.h"
- using namespace System;
- namespace ManageCppDll
- {
- public ref class Person
- {
- // 包装所有类CPerson的公有成员函数
- public:
- Person();
- Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge);
- ~Person();
- property String ^ Name
- {
- void set(String ^ strName);
- String ^ get();
- }
- property Char Sex
- {
- void set(Char cSex);
- Char get();
- }
- property int Age
- {
- void set(int iAge);
- int get();
- }
- String ^ GetLastError();
- private:
- // 类CPerson的指针,用来调用类CPerson的成员函数
- CPerson *m_pImp;
- };
- };
从这个头文件就能看出来,这是对C++类CPerson的包装。类Person的所有公有成员函数都跟C++类CPerson一样,只不过成员函数的参数和返回值就改成了托管C++的类型,这也是让类Person能在C#中使用的首要条件。当然只需要对公有成员函数进行封装,对于保护成员函数和私有成员函数则不必做任何封装。
类Person仅有一个私有的成员变量:一个类CPerson的指针。而类Person的所有成员函数的实现都是靠这个CPerson指针来调用类CPerson的相应成员函数来实现。
下面是具体的实现代码:
- // ManageCppDll.cpp
- #include "stdafx.h"
- #include "ManageCppDll.h"
- #include <vcclr.h>
- namespace ManageCppDll
- {
- // 在构造函数中创建类CPerson的对象并在析构函数中将该对象销毁
- // 所有的成员函数实现都是通过指针m_pImp调用类CPerson的相应成员函数实现
- Person::Person()
- {
- m_pImp = new CPerson();
- }
- Person::Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge)
- {
- // 将string转换成C++能识别的指针
- pin_ptr<const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
- m_pImp = new CPerson(wcName, cSex, iAge);
- }
- Person::~Person()
- {
- // 在析构函数中删除CPerson对象
- delete m_pImp;
- }
- void Person::Name::set(String ^ strName)
- {
- pin_ptr<const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
- m_pImp->SetName(wcName);
- }
- String ^ Person::Name::get()
- {
- return gcnew String(m_pImp->GetName());
- }
- void Person::Sex::set(Char cSex)
- {
- m_pImp->SetSex(cSex);
- }
- Char Person::Sex::get()
- {
- return m_pImp->GetSex();
- }
- void Person::Age::set(int iAge)
- {
- m_pImp->SetAge(iAge);
- }
- int Person::Age::get()
- {
- return m_pImp->GetAge();
- }
- String ^ Person::GetLastError()
- {
- return gcnew String(m_pImp->GetLastError());
- }
- };
如果要在C#中使用类Person,首先要添加对ManageCppDll.dll的引用,然后就可以像用普通的C#类一样的使用类Person了。比如下面这样的代码:
- using ManageCppDll;
- Person person = new Person();
- person.Name = "StarLee";
- person.Sex = 'M';
- person.Age = 28;
熟悉设计模式的看了上面的代码肯定会发现,这样的设计跟BRIDGE模式如出一辙。其实,上面的方法也算是一种BRIDGE模式,由托管C++充当了C#中使用用C++开发的类的桥梁。另外,这种形式也可以理解为ADAPTER模式,托管C++类Person就是C++类CPerson的一个适配器。通过这个桥梁,可以很容易的重用以前用C++开发的类,让这些C++类继续在C#中发挥它们的效用,让开发变得事半功倍。
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