.Net 环境下C# 通过托管C++调用本地C++ Dll文件

 综述 : 本文章介绍.Net 环境下C# 通过托管C++调用本地C++ Dll文件, 示例环境为:VS2010, .Net4.0, Win7. 具体事例为测试C++, C#, 及C#调用本地C++Dll文件进行浮点运算效率的一部分. 如果需要查看三者的效率, 请继续阅读下面的文章.

a 创建本地CPP类库

1. 创建本地CPP的Dll ---->EfficiencyNativeCPPDLL

2. 点击下一步 注意选择为DLL(D)项, 然后选择完成.

3.书写DLL文件

3.1

EfficiencyNativeCppDll.h
 
#pragma once
 
#ifndef GoWin_DLL_CLASS_EXPORTS
//该类可导出
#define GoWin_DLL_CLASS __declspec(dllexport)
#else
//该类可导入
#define GoWin_DLL_CLASS __declspec(dllimport)
#endif
#define NPARTS 1000
#define DIMS 3
 
class GoWin_DLL_CLASS EfficiencyNativeCppDll
{
public:
	EfficiencyNativeCppDll(void);
	~EfficiencyNativeCppDll(void);
 
	void InitPositions();
	void UpdatePositions();
	double ComputePot();
	double Pot;
private:
	double _r[DIMS][NPARTS];
};

3.2

EfficiencyNativeCppDll.cpp
 
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN             //  从 Windows 头文件中排除极少使用的信息
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
 
EfficiencyNativeCppDll::EfficiencyNativeCppDll(void)
{
	Pot = 0;
}
 
EfficiencyNativeCppDll::~EfficiencyNativeCppDll(void)
{
	printf("~EfficiencyNativeCppDll is called");
}
 
void EfficiencyNativeCppDll::InitPositions()
{
	for(int i = 0; i < DIMS; i++)
	{
		for (int j = 0; j < NPARTS; j++)
		{
			_r[i][j] = 0.5 + (double)rand()/RAND_MAX;
		}
	}
}
 
void EfficiencyNativeCppDll::UpdatePositions()
{
	for(int i = 0; i < DIMS; i++)
	{
		for (int j = 0; j < NPARTS; j++)
		{
			_r[i][j] -= 0.5 + (double)rand()/RAND_MAX;
		}
	}
}
 
double EfficiencyNativeCppDll::ComputePot()
{
	double distx, disty, distz, dist;
	double pot;
	distx = 0;
	disty = 0;
	distz = 0;
	pot = 0;
 
	for(int i=0; i<NPARTS; i++ )
	{
		for(int j=0; j<i-1; j++ )
		{
			distx = pow( (_r[0][j] - _r[0][i]), 2 );
			disty = pow( (_r[1][j] - _r[1][i]), 2 );
			distz = pow( (_r[2][j] - _r[2][i]), 2 );
			dist = sqrt( distx + disty + distz );
			pot += 1.0 / dist;
		}
	}
 
	this->Pot = pot;
 
	return pot;
}

在Release状态下生成, 会得到 EfficiencyNativeCPPDLL.dll 和 EfficiencyNativeCPPDLL.lib两种文件 其中EfficiencyNativeCPPDLL.dll用于后面的CLR/C++调用; 而EfficiencyNativeCPPDLL.lib则用于Native C++的调用; 这在效率对比一文中会用到.

b 创建C++/CLI类库

1. 添加新建项目 EfficiencyCLRWrapper

2. 项目 EfficiencyCLRWrapper需要对项目EfficiencyNativeCPPDLL中的EfficiencyNativeCppDll.h 和 EfficiencyCLRWrapper.dll引用

2.1 引用EfficiencyNativeCppDll.h

有两种方式, 可任选一种

a) 将EfficiencyNativeCppDll.h直接复制到 项目 EfficiencyCLRWrapper中, 这很简单 不再描述

b)  更改 项目 EfficiencyCLRWrapper属性设置中包换目录选项, 以包含文件EfficiencyNativeCppDll.h

b.1) 看到右侧的包含目录了吗? 点击后选择 编辑

b.2)   我这里选择了把EfficiencyNativeCPPDLL文件夹及项目EfficiencyNativeCPPDLL的Release文件夹均包含在内了

2.2 引用完成后书写C++/CLR代码

2.2.1 头文件

EfficiencyCLRWrapper.h
 
#pragma once
#include "EfficiencyNativeCppDll.h"
#define  GoWin_DLL_CLASS
 
using namespace System;
 
namespace EfficiencyCLRWrapper {
 
	public ref class CLRWrapper
	{
	private:
		EfficiencyNativeCppDll * _pNtvCppPro;
	public:
		CLRWrapper(void);
		~CLRWrapper(void);
		void InitPositions();
		void UpdatePositions();
		double ComputePot();
		property double Pot
		{
		double get();
		void set(double value);
		}
	};
}

2.2.2 主体文件

#include "EfficiencyCLRWrapper.h"
using namespace EfficiencyCLRWrapper;
 
CLRWrapper::CLRWrapper(){ this->_pNtvCppPro = new EfficiencyNativeCppDll();}
CLRWrapper::~CLRWrapper(){}
 
double CLRWrapper::ComputePot()
{
	return this->_pNtvCppPro->ComputePot();
}
 
void CLRWrapper::InitPositions()
{
	this->_pNtvCppPro->InitPositions();
}
 
void CLRWrapper::UpdatePositions()
{
	this->_pNtvCppPro->UpdatePositions();
}
 
double CLRWrapper::Pot::get()
{
	return this->_pNtvCppPro->Pot;
}
 
void CLRWrapper::Pot::set(double value)
{
	this->_pNtvCppPro->Pot = value;
}

2.2.3 将形成如下树结构:

3. 千万不要忘记的一点就是在项目EfficiencyCLRWrapper中对EfficiencyNativeCPPDLL的引用, 否则依旧无法生成, 如图:

4 这个时候 对项目EfficiencyCLRWrapper在Release下生成则可以得到 文件 CLRCPPWrapper.dll

C 创建C# 控制台应用程序

1 添加C#项目 ConsoleEfficiencyCSInvokeCLRDll

2.  添加对项目 EfficiencyCLRWrapper的引用
     

3. 因项目ConsoleEfficiencyCSInvokeCLRDll须间接调用EfficiencyNativeCPPDLL.dll因此 跟上面相同可用两种方法解决

可任选其一

a) 将以生成的EfficiencyNativeCPPDLL.dll复制到项目ConsoleEfficiencyCSInvokeCLRDll的bin/Release文件夹下 不再具体描述

b) 添加项目ConsoleEfficiencyCSInvokeCLRDll属性中调试中的工作目录 如图:

4.  在Program.cs文件中做CS的调用

namespace EfficiencyCSInvokeCLRDll
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            CLRWrapper provider = new CLRWrapper();
            const int NITER = 201;
 
            provider.InitPositions();
            provider.UpdatePositions();
 
            int start = Environment.TickCount;
            for (int i = 0; i < NITER; i++)
            {
                provider.Pot = 0.0;
 
                //低效模式
                /*provider.ComputePot();
                if (i % 10 == 0)
                    Console.WriteLine("{0}: Potential: \t {1}", i, provider.Pot());
                 */
 
                //高效模式
                if (i % 10 == 0)
                    Console.WriteLine("{0}: Potential: \t {1}", i, provider.ComputePot());
                provider.UpdatePositions();
 
            }
            int stop = Environment.TickCount;
 
            Console.WriteLine("Seconds = {0,10}", (double)(stop - start) / 1000);
 
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

运行结果:

结果一般在0.240至00.281之间

硬件环境:  Inter(R) Core(TM)2 Duo CPU P8700 @ 2.53GHz 2.53GHz RAM 共4G(2.46GB可用)

疑问:

这里面有两点疑问

1. 在CS调用中标出的高效模式和低效模式; 无非一个是直接调用函数返回值一个是调用函数后读取属性, 但是执行效率相差接近10倍.

2. 在C++/CLR中红色表示的构造函数中申请的内存不晓得何时释放.