使用 C# 中的 C 库的提示

本文关键字：提示 中的 使用 | 更新日期: 2023-09-27 18:35:54

我有一个 C 语言库，我想从 C# 中使用它。

从

我从互联网上收集到的信息来看，一个想法是将其包装在C++ dll中，然后Dll导入。

问题是我想调用的函数有一个相当讨厌的参数集：包括对函数（这将是 .NET 函数）的引用和几个数组（一些写入，一些读取）。

int lmdif(int (*fcn)(int, int, double*, double*, int*), 
          int m, int n, double* x, double ftol, double xtol, double gtol, 
          int maxfev, double epsfcn, double factor)

给定这样的界面，我应该注意哪些讨厌的东西？（还有解决方案，请）

你为什么不...

- 用C#重写？我开始了，但它已经是从FORTRAN机器翻译过来的，我不太喜欢编码我无法理解的东西。

- 使用现有的 .NET 库？我现在正在尝试，但结果并不完全相同

- 在C++重新编译？我在考虑，但看起来很痛苦

使用 C# 中的 C 库的提示

作为记录，我得到了大部分方法来使其工作，然后最终将适当的 C 文件拉入C++项目中（因为我正在与我甚至不需要的代码中的兼容性问题作斗争）。

以下是我在此过程中获得的一些提示，可能对遇到此问题的人有所帮助：

编组阵列

在 C 中，指向双精度 （ double* ） 的指针和双精度数组 （double* ） 之间没有区别。当您进行互操作时，您需要能够消除歧义。我需要传递double数组，所以签名可能如下所示：

[DllImport(@"PathToDll")]
public static extern Foo(
    [MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeParamIndex = 2)[In] double[] x, 
    [MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeParamIndex = 3)[Out] double[] y, 
    int x_size, 
    int y_size)

C 需要数组有多长的额外信息，您必须将其作为单独的参数传入。编组还需要知道此大小的位置，因此您可以指定 SizeParamIndex ，这表示参数列表中大小参数的从零开始的索引。

您还可以指定数组的传递方向。在这个例子中，x被传递到Foo， "发回"y。

调用约定

您

实际上不需要了解这意味着什么的更精细的细节（换句话说，我不需要），您只需要知道存在不同的调用约定，并且它们需要在两端匹配。C# 默认值为 StdCall，C 默认值为 Cdecl 。这意味着，如果调用约定与使用它的默认值不同，则只需显式指定调用约定。

这在回调的情况下尤其令人毛骨悚然。如果我们从C#向C传递回调，我们打算用StdCall调用该回调，但是当我们传入它时，我们使用的是Cdecl。这将产生以下签名（有关上下文，请参阅此问题）：

//=======C-code======
//type signature of callback function
typedef int (__stdcall *FuncCallBack)(int, int);
void SetWrappedCallback(FuncCallBack); //here default = __cdecl
//======C# code======
public delegate int FuncCallBack(int a, int b);   // here default = StdCall 
[DllImport(@"PathToDll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
private static extern void SetWrappedCallback(FuncCallBack func);

打包回调

很明显，但对我来说并不明显：

int MyFunc(int a, int b)
{
   return a * b;
}
//...
FuncCallBack ptr = new FuncCallBack(MyFunc);
SetWrappedCallback(ptr);

.def 文件

任何你想从项目中公开C++函数（待DllImport编辑），都需要在ModDef.def文件中显示，谁的内容看起来像这样：

LIBRARY MyLibName
EXPORTS
    SetWrappedCallback  @1

外部"C"

如果要使用 C++ 中的 C 函数，则必须将它们声明为 extern "C" 。如果你包含 C 函数的头文件，你可以这样：

extern "C" {
  #include "C_declarations.h"
}

预编译标头

为了避免编译错误，我必须做的另一件事是Right-click -> Properties -> C/C++ -> Precompiled Headers并将Precompiled header设置为不使用每个"C"文件的预编译头。

唯一的"讨厌"参数是函数指针。但幸运的是，.NET 通过委托很好地处理了它们。

唯一的问题是调用约定。在 C# 中，它只发出一种类型（iirc stdcall ），而 C 代码可能需要cdecl 。后一个问题可以在 IL 级别（或使用 Reflection.Emit ）处理。

下面是一些通过 Reflection.Emit 执行此操作的代码（这有助于了解需要在委托的 Invoke 方法上放置哪些伪属性）。

Marshal.GetFunctionPointerForDelegate 的Microsoft文档：

"将委托转换为可从非托管代码调用的函数指针。"

这是我通常与 C# 中的 C DLL 交互的方式：

  public static unsafe class WrapCDll {
    private const string DllName = "c_functions.dll";
    [DllImport(DllName, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern void do_stuff_in_c(byte* arg);
  }

无需包装C++，您将获得所需的调用约定。

这是一种通过 StringBuilder 将大量数值数据发送到 C 函数的方法。只需在 StringBuilder 中转储您的数字，同时在适当的位置设置分隔符，瞧：

class Program
    {  
        [DllImport("namEm.DLL", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, EntryPoint = "nameEm", 
            CharSet = CharSet.Ansi, BestFitMapping = false, ThrowOnUnmappableChar = true)]
        public static extern int nameEm([MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] StringBuilder str);
        static void Main(string[] args)
        {
            int m = 3;
            StringBuilder str = new StringBuilder();
            str.Append(String.Format("{0};", m));
            str.Append(String.Format("{0} {1:E4};", 5, 76.334E-3 ));
            str.Append(String.Format("{0} {1} {2} {3};", 65,45,23,12));
            m = nameEm(str);
        }
    }

在C端，拿起StringBuilder作为char*：

extern "C"
{
    __declspec(dllexport) int __cdecl nameEm(char* names)
    {
        int n1, n2, n3[4];
        char *token,
             *next_token2 = NULL,
             *next_token = NULL;
        float f;
        sscanf_s(strtok_s(names, ";", &next_token), "%d", &n2);
        sscanf_s(strtok_s(NULL, ";", &next_token), "%d %f", &n1, &f);
        // Observe the use of two different strtok-delimiters.
        // the ';' to pick the sequence of 4 integers,
        // and the space to split that same sequence into 4 integers.
        token = strtok_s(strtok_s(NULL, ";", &next_token)," ",&next_token2);
        for (int i=0; i < 4; i++)
        {
             sscanf_s(token,"%d", &n3[i]);
             token = strtok_s(NULL, " ",&next_token2);
        }    
        return 0;
    }
}

几年前有一篇MSDN文章导致了PInvoke Interop Assistant。这个小工具对于编组 C 接口仍然很有用。将界面代码复制并粘贴到"SigImp 翻译截图"中并观察结果。

结果如下，但我不知道如何使用委托或它是否有效。因此，如果它有效，请添加一些评论。

/// Return Type: int
///param0: int
///param1: int
///param2: double*
///param3: double*
///param4: int*
public delegate int Anonymous_83fd32fd_91ee_45ce_b7e9_b7d886d2eb38(int param0, int param1, ref double param2, ref double param3, ref int param4);
public partial class NativeMethods {
    
    /// Return Type: int
    ///fcn: Anonymous_83fd32fd_91ee_45ce_b7e9_b7d886d2eb38
    ///m: int
    ///n: int
    ///x: double*
    ///ftol: double
    ///xtol: double
    ///gtol: double
    ///maxfev: int
    ///epsfcn: double
    ///factor: double
    [System.Runtime.InteropServices.DllImportAttribute("<Unknown>", EntryPoint="lmdif", CallingConvention=System.Runtime.InteropServices.CallingConvention.Cdecl)]
public static extern  int lmdif(Anonymous_83fd32fd_91ee_45ce_b7e9_b7d886d2eb38 fcn, int m, int n, ref double x, double ftol, double xtol, double gtol, int maxfev, double epsfcn, double factor) ;
}
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