python 与cpp接口编程

(1)vc6下面生成dll学习

1.使用 VC6.0 生成 DLL
新建项目 “Win32 Dynamic-Link Library”，输入项目名称，确定后选择 “A simple DLL project” 点击“完成”。

以下为cpp文件自动生成的代码：
#include "stdafx.h"
BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
DWORD ul_reason_for_call,
LPVOID lpReserved
)
{
return TRUE;
}

编辑cpp文件：
在#include "stdafx.h"的下一行加入
extern "C" __declspec(dllexport) int fun(int a, int b);
/*
这是C格式导出函数;
这种写法一般用在C++写的DLL中，指按C的规则导出这个函数，否则导出的函数会很怪;
加上 extern "C" 表示按标准C格式导出函数.如果去掉仅兼容C++;
其中 int fun(int a, int b) 这部分代码是我们想用 dll 实现的函数原型声明
如果还想加入其他的可以继续加入 extern "C" __declspec(dllexport) int fun1(int a, int b);
*/

DllMain 是 DLL 的默认入口函数，类似于C语言的main函数，该例子无需修改此处，在 DllMain 的后面加入：
int fun(int a,int b)
{
return a+b;
}

这就是我们想用 DLL 实现的函数的定义，build 之后就会在 debug 目录下生成我们想要的 dll 文件
2.调用 DLL
新建一个 Win32 Console Application 工程，把刚才生成的 dll 文件拷贝到工程的根目录下

在 stdafx.h 文件中加入：#include <windows.h>

编辑cpp文件：
#include "stdafx.h"
typedef int (*PFUN)(int,int);
void main()
{
HMODULE hModule = ::LoadLibrary("dlltest.dll");
PFUN newfun = (PFUN)::GetProcAddress(hModule,"fun");
int i = newfun(1,2);
printf("The result is %d\n",i);
::FreeLibrary(hModule);
}

然后，运行就可以看到结果了

转 VC6.0下调用Dll文件提供的函数接口和全局变量
函数接口：
首先把生成的Dll文件（如RegularDll.dll和RegularDll.lib）拷贝到当前工程所在文件夹，调用有两种方法：

1）动态方法：
使用LoadLibrary和GetProcAddress等函数，例
typedef void (*lpFun)(void);
HINSTANCE hDll;
hDll = LoadLibrary("RegularDll.dll");
if (NULL==hDll) {
MessageBox("Dll load failed!");
}
lpFun pShowDlg = (lpFun)GetProcAddress(hDll,"ShowDlg");
if (NULL == pShowDlg) {
MessageBox("Load function \"ShowDlg\" failed!");
}
pShowDlg();*/

2）静态声明方法：
创建Dll的工程中，函数声明和定义时用 _stdcall 修饰，例
void _stdcall ShowDlg(void){...}
在调用dll的工程的文件中，在文件头部声明库和函数，如下例
#pragma comment(lib,"RegularDll.lib")
void _stdcall ShowDlg(void);
调用时直接ShowDlg()就可以了。
以上两种方法在VC6.0中调试成功，保证可用！

有的文章中说这样声明即可：
#pragma comment(lib,"RegularDll.lib")
void ShowDlg(void);
但在VC6.0下会报找不到函数ShowDlg的错误，不知是不是我没有设置好？

全局变量（访问Dll文件中的全局变量）
在创建Dll的工程中，在头文件中这样声明：
//lib.h
#ifndef _LIB_H
#define _LIB_H
#ifdef DLL_FILE
extern int dllGlobalVar;
#else
extern int _declspec(dllimport) dllGlobalVar;
#endif

在创建Dll的工程的cpp文件中先定义DLL_FILE，再定义该变量，如下例：
//lib.cpp
#define DLL_FILE
#include "lib.h"
int dllGlobalVar; //define
BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved)
{
switch(ul_reason_for_call) {
case DLL_PROCESS_ATTACH:
dllGlobalVar = 100; // initialization when dll attached
break;
……
}
int _stdcall GetGlobalVar()
{
return dllGlobalVar; // use the global variable
}

在调用Dll文件的工程中，需要访问该全局变量时，声明如下：
#include "..\\lib.h"
#pragma comment(lib,"dllTest.lib")
然后可以当作普通的全局值变量使用和修改了！
printf("%d \n", dllGlobalVar);
dllGlobalVar = 234;
printf("%d \n", dllGlobalVar);
修改会影响本工程使用的值，不过内部实现的原理还不清楚：（

据说还有一种方法可以访问全局变量的指针形式，不过我一直没有试通，希望高人指点！
如有其他问题，欢迎邮件交流！（邮件地址见公告）

初识dll，在VS2010平台上创建并使用dll（revised）

一、为什么需要dll

代码复用是提高软件开发效率的重要途径。一般而言，只要某部分代码具有通用性，就可将它构造成相对独立的功能模块并在之后的项目中重复使用。比较常见的例子是各种应用程序框架，如ATL、MFC等，它们都以源代码的形式发布。由于这种复用是“源码级别”的，源代码完全暴露给了程序员，因而称之为“白盒复用”。“白盒复用”的缺点比较多，总结起来有4点。

1. 暴露了源代码；
2. 容易与程序员的“普通”代码发生命名冲突；
3. 多份拷贝，造成存储浪费；
4. 更新功能模块比较困难。

实际上，以上4点概括起来就是“暴露的源代码”造成“代码严重耦合”。为了弥补这些不足，就提出了“二进制级别”的代码复用。使用二进制级别的代码复用一定程度上隐藏了源代码，对于缓解代码耦合现象起到了一定的作用。这样的复用被称为“黑盒复用”。

在Windows操作系统中有两种可执行文件，其后缀名分别为.exe和.dll。它们的区别在于，.exe文件可被独立的装载于内存中运行；.dll文件却不能，它只能被其它进程调用。然而无论什么格式，它们都是二进制文件。上面说到的“二进制级别”的代码复用，可以使用.dll来实现。

与白盒复用相比，.dll很大程度上弥补了上述4大缺陷。.dll是二进制文件，因此隐藏了源代码；如果采用“显式调用”（后边将会提到），一般不会发生命名冲突；由于.dll是动态链接到应用程序中去的，它并不会在链接生成程序时被原原本本拷贝进去；.dll文件相对独立的存在，因此更新功能模块是可行的。

说明：实现“黑盒复用”的途径不只dll一种，静态链接库甚至更高级的COM组件都是。本文只对dll进行讨论。

二、创建dll

接下来用一个简单的例子来说明创建dll的方法。本例采用VS2010，使用C++编程语言，具体操作步骤如下。

通过Start Page或者File菜单栏，新建一个Project，将会弹出新建项目对话框。选择Win32 Project向导，项目名为CreateDLL，解决方案名为DLLTEST（注意Create directories for solution是勾选上的），点击OK，接着点击Next，到Application Settings，选择应用程序类型为dll，并勾选“Export Symbols”，点击Finish。完成这一步之后，VS界面上左边的Solution Explorer中将会看到向导自动生成的文件列表，如图1所示。

图1 wizard自动生成的文件列表

在VS界面的编辑窗口中，展示了自动生成的CreateDLL.cpp的代码。

1. // CreateDLL.cpp : Defines the exported functions for the DLL application.
2. //
3. #include "stdafx.h"
4. #include "CreateDLL.h"
5. // This is an example of an exported variable
6. CREATEDLL_API int nCreateDLL = 0;
7. // This is an example of an exported function.
8. CREATEDLL_API int fnCreateDLL(void)
9. {
10. return 42;
11. }
12. // This is the constructor of a class that has been exported.
13. // see CreateDLL.h for the class definition
14. CCreateDLL::CCreateDLL()
15. {
16. return;
17. }

这里有3种类型的example，分别为导出变量nCreateDLL、导出函数fnCreateDLL以及导出类CCreateDLL。为了简化起见，本例只考虑导出函数。修改CreateDLL.h文件为：

1. #ifdef CREATEDLL_EXPORTS
2. #define CREATEDLL_API __declspec(dllexport)
3. #else
4. #define CREATEDLL_API __declspec(dllimport)
5. #endif
6. CREATEDLL_API void printMax(int&,int&);
7. CREATEDLL_API void printMax(int&,int&,int&);

修改CreateDLL.cpp文件为：

1. CREATEDLL_API void printMax(int& a,int& b)
2. {
3. std::cout<<"Among ("<<a<<","<<b<<"), the Max Number is "<<(a>b?a:b)<<"\n";
4. }
5. CREATEDLL_API void printMax(int& a,int& b,int& c)
6. {
7. std::cout<<"Among ("<<a<<","<<b<<","<<c<<"), the Max Number is "<<(((a>b?a:b)>c)?(a>b?a:b):c)<<"\n";
8. }

不难发现，printMax函数的作用就是打印出两个整数或三个整数中的最大值。需要说明的是，这里故意使用同名函数是为了引出导出函数的修饰名称，具体将在第四节中阐述。

接下来，选择菜单Build->Build CreateDLL，Output窗口提示CreateDLL.dll文件生成成功，如图2所示。

图2 CreateDLL.dll成功生成

三、使用dll

本例采用“显式调用”的方式使用CreateDLL.dll。显式调用方式相比于”隐式调用“有好有坏。显式调用只需要一个.dll文件就可以了，灵活性更好，更新模块方便；相对的，程序员需要做的事情更多，使用方法更为复杂。

右键单击Solution Explorer中的Solution 'DLLTEST'，在弹出的菜单中选择Add->New Project，选择Win32 Console Application，输入项目名为UseDLL，点击OK，接着点击Next，在Application Settings界面勾选EmptyProject并点击Finish。右键单击项目UseDLL，给它添加源文件UseDLL.cpp。这样操作之后，Solution Explorer的信息如图3所示。

图3 向Solution'DLLTEST'添加项目UseDLL

编写UseDLL.cpp的代码为：

1. /*--UseDLL.cpp
2. *Author: ume(李优米)
3. *Use CreateDLL.dll explicitly
4. */
5. #include<Windows.h>
6. #include<iostream>
7. typedef void(*FUNA)(int&,int&);
8. typedef void(*FUNB)(int&,int&,int&);
9. int main()
10. {
11. const char* dllName = "CreateDLL.dll";
12. const char* funName1 = "printMax";
13. const char* funName2 = "printMax";
14. int x(100), y(100), z(100);
15. HMODULE hDLL = LoadLibrary(dllName);
16. if(hDLL != NULL)
17. {
18. FUNA fp1 = FUNA(GetProcAddress(hDLL,funName1));
19. if(fp1 != NULL)
20. {
21. std::cout<<"Input 2 Numbers:";
22. std::cin>>x>>y;
23. fp1(x,y);
24. }
25. else
26. {
27. std::cout<<"Cannot Find Function "<<funName1<<std::endl;
28. }
29. FUNB fp2 = FUNB(GetProcAddress(hDLL,funName2));
30. if(fp2 != NULL)
31. {
32. std::cout<<"Input 3 Numbers:";
33. std::cin>>x>>y>>z;
34. fp2(x,y,z);
35. }
36. else
37. {
38. std::cout<<"Cannot Find Function "<<funName2<<std::endl;
39. }
40. FreeLibrary(hDLL);
41. }
42. else
43. {
44. std::cout<<"Cannot Find "<<dllName<<std::endl;
45. }
46. return 1;
47. }

代码比较长，但是并不难理解，这里仅说明代码中的一些要点。

• 包含头文件Windows.h，原因在于程序中用到了LoadLibrary、FreeLibrary、GetProcAddress等Win32 API函数。
• FUNA和FUNB是函数指针类型的声明。
• 当程序不再使用dll时，应该调用FreeLibrary及时释放它占用的内存空间。
• 如果在const char* dllName和funName底部出现红色波浪线提示，说明采用的字符集不匹配，需要修改项目UseDLL的属性CharaterSet为Not Set。
• 为方便项目的调试，建议修改解决方案的Startup Project属性为Single startup project并以UseDLL为首选。

然而，这个程序还有错误。编译并运行，结果如图4所示。

图4 UseDLL的运行结果

这并不是期望中的结果。实际上，正如第二节提到的那样，造成这种错误的原因正是导出函数的修饰名称。虽然在CreateDLL.cpp中两个printMax函数有相同的名称，但在dll二进制文件中，经过编译器的“加工”，它们实际上各自有不同的名称了。这也是函数重载机制得以实现的一个技术支持。

使用VS2010附带工具dumpbin，查看CreateDLL.dll的导出函数名，结果如图5所示。

图5 查看CreateDLL.dll的导出函数名

观察图5可以发现，CreateDLL.dll导出函数名为?printMax@@YAXAAH00@Z和?printMax@@YAXAAH0@Z。它们分别对应着三个整数的printMax和两个整数的printMax。因此，Use.DLL中funName应当相应修改为：

1. const char* funName1 = "?printMax@@YAXAAH0@Z";
2. const char* funName2 = “?printMax@@YAXAAH00@Z”;

修改之后，再次编译运行，结果正确，如图6所示。

图6 UseDLL正常运行

四、dll导出函数名称规范化

创建、使用dll并不复杂，走过前三节，相信读者肯定有这样的体会。然而，一个问题仍然值得思考：导出函数的修饰名称太“奇怪”，为dll的使用带来了不便，能不能让导出函数的修饰名称规范一些？

答案是肯定的，而且方法至少有两种：一是运用extern "C"修饰printMax；二是运用模块定义文件.def。后者的效果更好，所以本节将使用.def来规范化导出函数的修饰名称。

CreateDLL.dll导出的两个函数功能很简单，根据功能描述，理想的函数名称是pMaxA2和pMaxA3。在CreateDLL项目中添加CreateDLL.def文件：

1. LIBRARY CreateDLL
2. EXPORTS
3. pMaxA2 = ?printMax@@YAXAAH0@Z
4. pMaxA3 = ?printMax@@YAXAAH00@Z

重新build项目CreateDLL，使用dumpbin再次查看CreateDLL.dll的导出函数名称，结果如图7所示。

图7 规范化的函数名，奇怪的修饰名称还存在

出现了期望的结果，但仍有小缺憾：奇怪的修饰名称仍然存在。能否去掉这些不太规范的修饰名称呢？当然是可以的。只需要将CreateDLL.h中#define CREATEDLL_API __declspec(dllexport) 修改为#define CREATEDLL_API即可。修改之后重新编译生成CreateDLL.dll，使用dumpbin查看导出函数名称，结果如图8所示。

图8 规范化的函数名，去除了奇怪的修饰名称

回到UseDLL.cpp，修改funName：

1. const char* funName1 = "pMaxA2";
2. const char* funName2 = "pMaxA3";

重新编译运行UseDLL，结果正确，与图6类似。
五、dll的不足

动态链接库虽然一定程度上实现了“黑盒复用”，但仍存在着诸多不足，笔者能够想到的有下面几点。

1. dll节省了编译期的时间，但相应延长了运行期的时间，因为在使用dll的导出函数时，不但要加载dll，而且程序将会在模块间跳转，降低了cache的命中率。
2. 若采用隐式调用，仍然需要.h、.lib、.dll文件（“三件套”），并不能有效支持模块的更新。
3. 显式调用虽然很好地支持模块的更新，但却不能导出类和变量。
4. dll不支持Template。

二进制级别的代码复用相比源码级别的复用已经有了很大的进步，但在二进制级别的代码复用中，dll显得太古老。想真正完美实现跨平台、跨语言的黑盒复用，采用COM才是正确的选择。