C#中调用Windows API的要点 .

介绍

　　API(Application Programming Interface)，我想大家不会陌生，它是我们Windows编程的常客，虽然基于.Net平台的C#有了强大的类库，但是，我们还是不能否认API在Windows编程中的重要性。大多数的编程语言都支持API编程，而.Net平台中的MFC（Microsoft Foundation Class Library）构架本身就封装了大部分的API。

　　做为程序员，我们需要了解API从字面上了解便是编程接口，因此，做为开发者，需要了解的只是API的使用方法。

　　API根据操作系统、处理器及功能性的不同而拥有很多不同的类型。 　　操作系统特用的API:

　　每种操作系统都有许多通用的API以及一些特用的API，这些特用的API只能在当前操作系统中执行。

　　例如：

　　Windows NT 支持 MS-DOS, Win16, Win32, POSIX (Portable Operating System Interface), OS/2 console API; 而 Windows 95 支持 MS-DOS, Win16 以及 Win32 APIs.

　　Win16 & Win32 API:

　　Win16是为十六位处理器开发的，早期的操作系统均支持。

　　Win32则是为32位处理器开发。它可移植性强，被大部分的处理器所支持。

　　Win32 API在库名后有一个”32”后缀。比如KERNEL32，USER32等。

　　所有API在下面3个库中得以运行：

　　Kernel
　　User
　　GDI

　　1. KERNEL

　　他的库名为 KERNEL32.DLL, 他主要用于产生与操作系统之间的关联：

　　程序加载
　　上下文选择.
　　文件输入输出.
　　内存管理.
　　例如： GlobalMemoryStatus 函数就包括当前物理内存及虚拟内存的使用信息。

　　2. USER

　　这个类库在Win32中名叫 USER32.DLL。

　　它允许管理全部的用户接口，比如：

　　窗口
　　菜单
　　对话框
　　图标等.,
　　例如： DrawIcon 函数将在指定的设备关联上“画”出图标或者鼠标。

　　3. GDI (Graphical Device Interface)

　　它在Win32中的库名为：GDI32.dll，它是图形输出库。使用GDI Windows“画”出窗口、菜单以及对话框等：

　　它能创建图形输出.
　　它也能保存图形文件.
　　例如： CreateBitmap 函数就能通过指定的长、宽、颜色创建一个位图。

　　C# 中操作API:

　　作为初学者来说，在C#中使用API确是一件令人头疼的问题。在使用API之间你必须知道如何在C#中使用结构、类型转换、安全/不安全代码，可控/不可控代码等许多知识。

　　一切从简单开始，复杂的大家一时不能接受。我们就从实现一个简单的MessageBox开始。首先打开VS.Net ，创建一个新的C#工程，并添加一个Button按钮。当这个按钮被点击，则显示一个MessageBox对话框。

　　即然我们需要引用外来库，所以必须导入一个Namespace：

　　using System.Runtime.InteropServices;

　　接着添加下面的代码来声明一个API：

　　[DllImport("User32.dll")]

　　public static extern int MessageBox(int h, string m, string c, int type);

　　此处DllImport属性被用来从不可控代码中调用一方法。”User32.dll”则设定了类库名。DllImport属性指定dll的位置，这个dll中包括调用的外部方法。Static修饰符则声明一个静态元素，而这个元素属于类型本身而不是上面指定的对象。extern则表示这个方法将在工程外部执行，使用DllImport导入的方法必须使用extern修饰符。

　　MessageBox 则是函数名，拥有4个参数，其返回值为数字。

　　大多数的API都能传递并返回值。

　　添中Click点击事件代码:

　　protected void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)

　　{

　　　　　　MessageBox (0,"API Message Box","API Demo",0);

　　}

　　编译并运行这个程序，当你点击按钮后，你将会看到对话框，这便是你使用的API函数。

　　使用结构体

　　操作带有结构体的API比使用简单的API要复杂的多。但是一旦你掌握了API的过程，那个整个API世界将在你的掌握之中。

　　下面的例子中我们将使用GetSystemInfo API 来获取整个系统的信息。

　　第一步还是打开C#建立一个Form工程，同样的添中一个Button按钮，在代码窗中输入下面的代码，导入Namespace：

　　using System.Runtime.InteropServices;

　　声明一个结构体，它将做为GetSystemInfo的一个参数：

　　[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]

　　public struct SYSTEM_INFO {

　　　　　　public uint dwOemId;

　　　　　　public uint dwPageSize;

　　　　　　public uint lpMinimumApplicationAddress;

　　　　　　public uint lpMaximumApplicationAddress;

　　　　　　public uint dwActiveProcessorMask;

　　　　　　public uint dwNumberOfProcessors;

　　　　　　public uint dwProcessorType;

　　　　　　public uint dwAllocationGranularity;

　　　　　　public uint dwProcessorLevel;

　　　　　　public uint dwProcessorRevision;

　　}

　　声明API函数:

　　[DllImport("kernel32")]

　　static extern void GetSystemInfo(ref SYSTEM_INFO pSI);

　　添加下面的代码至按钮的点击事件处理中：

　　首先创建一个SYSTEM_INFO结构体，并将其传递给GetSystemInfo函数。

　　protected void button1_Click (object sender, System.EventArgs e)

　　{

　　　　　　try

　　　　　　{

　　　　　　　　　　SYSTEM_INFO pSI = new SYSTEM_INFO();

　　　　　　　　　　GetSystemInfo(ref pSI);

　　　　　　　　　　//

　　　　　　　　　　//

　　　　　　　　　　//

　　一旦你接收到返回的结构体，那么就可以以返回的参数来执行操作了。

　　e.g.listBox1.InsertItem (0,pSI.dwActiveProcessorMask.ToString());:

　　　　　　　　　　//

　　　　　　　　　　//

　　　　　　　　　　//

　　　　　}

　　　　　catch(Exception er)

　　　　　{

　　　　　　　　　　MessageBox.Show (er.Message);

　　　　　}

　　}

C#中调用Windows   API的要点    
  日期：2003年12月11日   作者：佚名   人气：586   查看:[大字体   中字体   小字体]      
     
  在.Net   Framework   SDK文档中，关于调用Windows   API的指示比较零散，并且其中稍全面一点的是针对Visual   Basic   .net讲述的。本文将C#中调用API的要点汇集如下，希望给未在C#中使用过API的朋友一点帮助。另外如果安装了Visual   Studio   .net的话，在C:/Program   Files/Microsoft   Visual   Studio   .NET/FrameworkSDK/Samples/Technologies/Interop/PlatformInvoke/WinAPIs/CS目录下有大量的调用API的例子。  
  一、调用格式  
  using   System.Runtime.InteropServices;   //引用此名称空间，简化后面的代码  
  ...  
  //使用DllImportAttribute特性来引入api函数，注意声明的是空方法，即方法体为空。  
  [DllImport("user32.dll")]  
  public   static   extern   ReturnType   FunctionName(type   arg1,type   arg2,...);  
  //调用时与调用其他方法并无区别  
   
  可以使用字段进一步说明特性，用逗号隔开，如：  
  [   DllImport(   "kernel32",   EntryPoint="GetVersionEx"   )]    
  DllImportAttribute特性的公共字段如下：  
  1、CallingConvention   指示向非托管实现传递方法参数时所用的   CallingConvention   值。    
      CallingConvention.Cdecl   :   调用方清理堆栈。它使您能够调用具有   varargs   的函数。  
      CallingConvention.StdCall   :   被调用方清理堆栈。它是从托管代码调用非托管函数的默认约定。  
  2、CharSet   控制调用函数的名称版本及指示如何向方法封送   String   参数。  
      此字段被设置为   CharSet   值之一。如果   CharSet   字段设置为   Unicode，则所有字符串参数在传递到非托管实现之前都转换成   Unicode   字符。这还导致向   DLL   EntryPoint   的名称中追加字母“W”。如果此字段设置为   Ansi，则字符串将转换成   ANSI   字符串，同时向   DLL   EntryPoint   的名称中追加字母“A”。大多数   Win32   API   使用这种追加“W”或“A”的约定。如果   CharSet   设置为   Auto，则这种转换就是与平台有关的（在   Windows   NT   上为   Unicode，在   Windows   98   上为   Ansi）。CharSet   的默认值为   Ansi。CharSet   字段也用于确定将从指定的   DLL   导入哪个版本的函数。CharSet.Ansi   和   CharSet.Unicode   的名称匹配规则大不相同。对于   Ansi   来说，如果将   EntryPoint   设置为“MyMethod”且它存在的话，则返回“MyMethod”。如果   DLL   中没有“MyMethod”，但存在“MyMethodA”，则返回“MyMethodA”。对于   Unicode   来说则正好相反。如果将   EntryPoint   设置为“MyMethod”且它存在的话，则返回“MyMethodW”。如果   DLL   中不存在“MyMethodW”，但存在“MyMethod”，则返回“MyMethod”。如果使用的是   Auto，则匹配规则与平台有关（在   Windows   NT   上为   Unicode，在   Windows   98   上为   Ansi）。如果   ExactSpelling   设置为   true，则只有当   DLL   中存在“MyMethod”时才返回“MyMethod”。  
   
  3、EntryPoint   指示要调用的   DLL   入口点的名称或序号。    
      如果你的方法名不想与api函数同名的话，一定要指定此参数,例如：  
  [DllImport("user32.dll",CharSet="CharSet.Auto",EntryPoint="MessageBox")]  
  public   static   extern   int   MsgBox(IntPtr   hWnd,string   txt,string   caption,   int   type);  
   
  4、ExactSpelling   指示是否应修改非托管   DLL   中的入口点的名称，以与   CharSet   字段中指定的   CharSet   值相对应。如果为   true，则当   DllImportAttribute.CharSet   字段设置为   CharSet   的   Ansi   值时，向方法名称中追加字母   A，当   DllImportAttribute.CharSet   字段设置为   CharSet   的   Unicode   值时，向方法的名称中追加字母   W。此字段的默认值是   false。    
  5、PreserveSig   指示托管方法签名不应转换成返回   HRESULT、并且可能有一个对应于返回值的附加   [out,   retval]   参数的非托管签名。    
  6、SetLastError   指示被调用方在从属性化方法返回之前将调用   Win32   API   SetLastError。   true   指示调用方将调用   SetLastError，默认为   false。运行时封送拆收器将调用   GetLastError   并缓存返回的值，以防其被其他   API   调用重写。用户可通过调用   GetLastWin32Error   来检索错误代码。  
   
  二、参数类型：  
  1、数值型直接用对应的就可。（DWORD   ->   int   ,   WORD   ->   Int16）  
  2、API中字符串指针类型   ->   .net中string  
  3、API中句柄   (dWord)     ->   .net中IntPtr  
  4、API中结构       ->   .net中结构或者类。注意这种情况下，要先用StructLayout特性限定声明结构或类  
  公共语言运行库利用StructLayoutAttribute控制类或结构的数据字段在托管内存中的物理布局,即类或结构需要按某种方式排列。如果要将类传递给需要指定布局的非托管代码，则显式控制类布局是重要的。它的构造函数中用LayoutKind值初始化   StructLayoutAttribute   类的新实例。   LayoutKind.Sequential   用于强制将成员按其出现的顺序进行顺序布局。  
  LayoutKind.Explicit   用于控制每个数据成员的精确位置。利用   Explicit，   每个成员必须使用   FieldOffsetAttribute   指示此字段在类型中的位置。如：  
  [StructLayout(LayoutKind.Explicit,   Size=16,   CharSet=CharSet.Ansi)]  
  public   class   MySystemTime    
  {  
          [FieldOffset(0)]public   ushort   wYear;    
          [FieldOffset(2)]public   ushort   wMonth;  
          [FieldOffset(4)]public   ushort   wDayOfWeek;    
          [FieldOffset(6)]public   ushort   wDay;    
          [FieldOffset(8)]public   ushort   wHour;    
          [FieldOffset(10)]public   ushort   wMinute;    
          [FieldOffset(12)]public   ushort   wSecond;    
          [FieldOffset(14)]public   ushort   wMilliseconds;    
  }  
  下面是针对API中OSVERSIONINFO结构，在.net中定义对应类或结构的例子：  
  /**********************************************  
  *   API中定义原结构声明  
  *   OSVERSIONINFOA   STRUCT  
  *     dwOSVersionInfoSize       DWORD             ?  
  *     dwMajorVersion                 DWORD             ?  
  *     dwMinorVersion                 DWORD             ?  
  *     dwBuildNumber                   DWORD             ?  
  *     dwPlatformId                     DWORD             ?  
  *     szCSDVersion                     BYTE   128   dup   (?)  
  *   OSVERSIONINFOA   ENDS  
  *  
  *   OSVERSIONINFO     equ     <OSVERSIONINFOA>  
  *********************************************/  
   
  //.net中声明为类  
  [   StructLayout(   LayoutKind.Sequential   )]        
  public   class   OSVersionInfo    
  {        
          public   int   OSVersionInfoSize;  
          public   int   majorVersion;    
          public   int   minorVersion;  
          public   int   buildNumber;  
          public   int   platformId;  
   
          [   MarshalAs(   UnmanagedType.ByValTStr,   SizeConst=128   )]          
          public   String   versionString;  
  }  
  //或者  
  //.net中声明为结构  
  [   StructLayout(   LayoutKind.Sequential   )]      
  public   struct   OSVersionInfo2    
  {  
          public   int   OSVersionInfoSize;  
          public   int   majorVersion;    
          public   int   minorVersion;  
          public   int   buildNumber;  
          public   int   platformId;  
   
          [   MarshalAs(   UnmanagedType.ByValTStr,   SizeConst=128   )]          
          public   String   versionString;  
  }  
   
  此例中用到MashalAs特性，它用于描述字段、方法或参数的封送处理格式。用它作为参数前缀并指定目标需要的数据类型。例如，以下代码将两个参数作为数据类型长指针封送给   Windows   API   函数的字符串   (LPStr)：    
          [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]  
  String   existingfile;  
          [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]  
  String   newfile;  
   
  注意结构作为参数时候，一般前面要加上ref修饰符，否则会出现错误：对象的引用没有指定对象的实例。  
  [   DllImport(   "kernel32",   EntryPoint="GetVersionEx"   )]    
  public   static   extern   bool   GetVersionEx2(   ref   OSVersionInfo2   osvi   );    
   
  三、如何保证使用托管对象的平台调用成功？  
          如果在调用平台   invoke   后的任何位置都未引用托管对象，则垃圾回收器可能将完成该托管对象。这将释放资源并使句柄无效，从而导致平台invoke   调用失败。用   HandleRef   包装句柄可保证在平台   invoke   调用完成前，不对托管对象进行垃圾回收。  
          例如下面：  
                  FileStream   fs   =   new   FileStream(   "a.txt",   FileMode.Open   );  
                  StringBuilder   buffer   =   new   StringBuilder(   5   );  
                  int   read   =   0;  
                  ReadFile(fs.Handle,   buffer,   5,   out   read,   0   );   //调用Win   API中的ReadFile函数  
  由于fs是托管对象，所以有可能在平台调用还未完成时候被垃圾回收站回收。将文件流的句柄用HandleRef包装后，就能避免被垃圾站回收:  
  [   DllImport(   "Kernel32.dll"   )]  
  public   static   extern   bool   ReadFile(    
      HandleRef   hndRef,    
      StringBuilder   buffer,    
      int   numberOfBytesToRead,    
      out   int   numberOfBytesRead,    
      ref   Overlapped   flag   );  
  ......  
  ......  
                  FileStream   fs   =   new   FileStream(   "HandleRef.txt",   FileMode.Open   );  
                  HandleRef   hr   =   new   HandleRef(   fs,   fs.Handle   );  
                  StringBuilder   buffer   =   new   StringBuilder(   5   );  
                  int   read   =   0;  
                  //   platform   invoke   will   hold   reference   to   HandleRef   until   call   ends  
                  ReadFile(   hr,   buffer,   5,   out   read,   0   );