惊鸿哥的港湾——如何让C为C#提供函数

2015/4/26 技术探讨

C#作为一门优秀的语言，其功能可谓居家旅行杀人放火必备的凶残语言，他有多强我也懒得介绍了，反正用过的都知道。但也有时候，我们需要某种特殊的功能，或许C#并没有提供，也或许出于某种保密性的需求，我们无法直接使用C#语言进行撰写，这就需要我们采用C#/Else Language混合编程，而本节内容中，我们将就如何让C为C#提供函数调用进行讲解。

本节内容中，我们将探讨：

（1）、写一个最简单的C函数并编译成库

（2）、在C#中通过dllimport引入并调用C的库

（3）、进一步研究两者之间的参数传递

一、写一个最简单的C函数并编译成动态库

嗯，直入正题，我们先用GVIM写一个很简单的C函数：

然后用GCC对它进行编译（注意：这里是使用Windows中的GCC，采用MinGW安装，如有不懂如何使用的读者，可以移步到《如何安装使用MinGW》进行学习）。

然后就出现了一个编译好的库，我们C这边的工作就基本完成了。

二、如何通过Dllimport引入C写的库

如何引入一个非C#的库，通常的方法就是采用DllImport，通过P/Invoke机制进行引入。当然在Mono上除了使用Dllimport外，还有另外的方式引入，这里我们不作任何探讨。

我们新建一个控制台程序，然后写上我们的程序：

 1 namespace demo2
 2 {
 3     internal class Program
 4     {
 5         private static void Main(string[] args)
 6         {
 7             var cLib = new CLib();
 8             var p = CLib.SayHello();
 9             var str = Marshal.PtrToStringAuto(p);
10             Console.WriteLine(str);
11             Console.ReadKey();
12         }
13     }
14 
15     internal class CLib
16     {
17         [DllImport("你的so文件路径/demo1.so")]
18         public extern static IntPtr SayHello();
19     }
20 }

按下F6编译之后，我们在运行编译好的exe文件：

瞧，成功调用了C的函数了，SO Easy，这里要注意一点的，也是很多童鞋经常会犯的错误，那就是我们需要找到控制台bin里的exe，双击运行，不能直接在VS中按F5调试运行，否则是无法看到C语言输出的东西的。

三、关于参数传递

关于C/C#之间的参数传递，这里水比较深，抛开数组、结构体等复杂类型不说，就简单类型(int、char等)而言我私以为可以分为两个部分，其一就是C#向C语言的参数传递，另外就是C语言向C#的return。

我们先对C#->C的传递方式进行讲解，同样的我们也继续上demo。

我们定义了一个计算加法并输出的函数，然后修改我们C#的源代码为：

点我看源码

 1 using System;
 2 using System.Runtime.InteropServices;
 3 
 4 namespace demo2
 5 {
 6     internal class Program
 7     {
 8         private static void Main(string[] args)
 9         {
10             var a = 10;
11             var b = 20;
12             var cLib = new CLib();
13             unsafe
14             {
15                 CLib.Add(&a, &b);
16             }
17             Console.ReadKey();
18         }
19     }
20 
21     internal class CLib
22     {
23         [DllImport("你的路径/c/demo1.so")]
24         public unsafe extern static IntPtr Add(int* a,int* b);
25     }
26 }

按 Ctrl+C 复制代码

按下F6之后运行exe文件：

Oh~Year。同样没有问题。

我们在此基础上，试试字符串，同样的，我们在C语言这里添加一个新函数：

同样的C#这里也进行改造：

戳我戳我

 1 using System;
 2 using System.Runtime.InteropServices;
 3 
 4 namespace demo2
 5 {
 6     internal class Program
 7     {
 8         private static void Main(string[] args)
 9         {
10             var str = "你好，我是小蝶惊鸿";
11 
12             unsafe
13             {
14                 fixed (char* p = str)
15                 {
16                     CLib.Say(p);
17                 }
18             }
19             Console.ReadKey();
20         }
21     }
22 
23     internal class CLib
24     {
25         [DllImport("你的地址/demo1.so")]
26         public unsafe extern static IntPtr Say(char* input);
27     }
28

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然后再重新生成so文件，重新编译C#，并点击exe运行：

可以看出，程序立马报了个错误，具体原因就不跟各位读者探讨了，大概就是字符串没有结束符，造成printf读取完字符串本身之后还继续的读其他内存，造成了越界。我们把代码小改一下，由外部传入一个字符串的长度。这里还需要注意一点，那就是在C语言中，char只占一个字节而C#中的char则是两个字节，由C#传入的字符串还需要转换一下。修改后的代码如下图所示：

同样的C#代码也跟着修改：

快戳快戳

 1 using System;
 2 using System.Runtime.InteropServices;
 3 
 4 namespace demo2
 5 {
 6     internal class Program
 7     {
 8         private static void Main(string[] args)
 9         {
10             var str = "hi,i am xiaodiejinghong";
11 
12             unsafe
13             {
14                 fixed (char* p = str)
15                 {
16                     int length = str.Length;
17                     CLib.Say(p, &length);
18                 }
19             }
20             Console.ReadKey();
21         }
22     }
23 
24     internal class CLib
25     {
26         [DllImport("E:/ASP/Mono/project/嵌入技术/c/demo1.so", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
27         public unsafe extern static IntPtr Say(char* input, int* length);
28     }
29 }

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编译后再次运行：

程序正常无误。至此，C#向C传递参数部分暂且讲解完毕，下面我们再讲解C#如何接收从C函数返回的信息。

可能有读者认为直接使用Return即可，在某种程度上，确实是可以使用Return，譬如返回一个在C中写死了的字符串（那是因为编译器已经把这段固定字串当成常量存储起来），但如若需要返回一串动态的字串，这种直接Return的方式就行不通了（字符串离开函数之后被回收，不信可以试试）。我们需要使用一些其他方法来接收从C返回的资源，在这里，我们要给各位读者介绍的方式是通过在C#中给出一个容器，并把它的指针传入C中，C需要返回的东西都存放到改容器中，这样想返回的东西就不会被C回收掉了。

我们的C示例代码如下：

C#的代码如下：

戳我展开看源码

 1 using System;
 2 using System.Runtime.InteropServices;
 3 
 4 namespace demo2
 5 {
 6     internal class Program
 7     {
 8         private static void Main(string[] args)
 9         {
10             var str1 = "hi,";
11             var str2 = "i am xiaodiejinghong ";
12             var l1 = str1.Length;
13             var l2 = str2.Length;
14             var output = new char[l1 + l2];
15             unsafe
16             {
17                 fixed (char* p1 = str1) fixed (char* p2 = str2) fixed (char* op = output)
18                 {
19                     CLib.Merge(p1, &l1, p2, &l2, op);
20                     Console.WriteLine(Marshal.PtrToStringAnsi((IntPtr)op));
21                 }
22             }
23             Console.ReadKey();
24         }
25     }
26 
27     internal class CLib
28     {
29         [DllImport("你的路径/demo1.so", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
30         public unsafe extern static IntPtr Merge(char* input1, int* length1, char* input2, int* length2, char* output);
31     }
32 }

按 Ctrl+C 复制代码

重新编译后运行：

成功合并了。

至此，本篇内容就到此结束，关于C/C#互调混合编程的水很深，对各方面的要求都很高，可以说，能够玩转的人必定是双料达人（我不是哈），本篇内容可能无法符合各位读者的口味以及想法，文中观点也有可能无法保证其完备性，各位看官勿拍砖哈~谢谢。

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