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一：背景
1. 讲故事
如果你常翻看 FCL 的源码，你会发现这里面有不少方法借助了 C /C++ 的力量让 C# 更快更强悍, 如下所示：
[DllImport("QCall", CharSet = CharSet.Unicode)]
[SecurityCritical]
[SuppressUnmanagedCodeSecurity]
private static extern bool InternalUseRandomizedHashing();
[DllImport("mscoree.dll", EntryPoint = "ND_RU1")]
[SuppressUnmanagedCodeSecurity]
[SecurityCritical]
public static extern byte ReadByte([In] [MarshalAs(UnmanagedType.AsAny)] object ptr, int ofs);
联想到上一篇阿里短信 netsdk 也是全用 C ++ 实现，然后用 C# 做一层壳，两者相互打辅助彰显更强大的威力，还有很多做物联网的朋友对这种.Net 互操作技术太熟悉不过了，很多硬件，视频设备驱动都是用 C /C++ 实现，然后用 winform/WPF 去做管理界面，C++ 还是在大学里学过，好多年没接触了，为了练手这一篇用 P /Invoke 来将两者相互打通。
二：PInvoke 互操作技术
1. 一些前置基础
这里我用 vs2019 创建 C ++ 的 Console App，修改两个配置：将程序导出为 dll，修改成 compile 方式为Compile as C++ Code (/TP)。
2. 基本类型的互操作
简单类型是最好处理的，基本上 int,long，double 都是一一对应的，这里我用 C ++ 实现了简单的 Sum 操作，画一个简图就是下面这样：
新建一个 cpp 文件和一个 h 头文件，如下代码。
--- Person.cpp
extern "C"
{_declspec(dllexport) int Sum(int a, int b);
}
--- Person.h
#include "Person.h"
#include "iostream"
using namespace std;
int Sum(int a, int b)
{return a + b;}
有一个注意的地方就是 extern "C"，一定要用 C 方式导出，如果按照 C ++ 方式，Sum 名称会被编译器自动修改，不信你把 extern "C" 去掉，我用 ida 打开给你看一下，被修改成了 ?Sum@@YAHHH@Z, 尴尬。
接下来把 C ++ 项目生成好的 ConsoleApplication1.dll copy 到 C# 的 bin 目录下，代码如下：
class Program
{[DllImport("ConsoleApplication1.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
extern static int Sum(int a, int b);
static void Main(string[] args)
{var result = Sum(10, 20);
Console.WriteLine($"10+20={result}");
Console.ReadLine();}
}
---- output -----
10+20=30
2. 字符串的互操作
我们知道托管代码和非托管代码是两个世界，这中间涉及到了两个世界的的类型映射，那映射关系去哪找呢？微软的 msdn 还真有一篇介绍 封送通用类型对照表：https://docs.microsoft.com/zh…，大家有兴趣可以看一下。
从图中可以看到，C# 中的 string 对应 C ++ 中的 char*，所以这里就好处理了。
--- Person.cpp
extern "C"
{
// 字符串
_declspec(dllexport) int GetLength(char* chs);
}
--- Person.h
#include "Person.h"
#include "iostream"
using namespace std;
int GetLength(char* chs)
{return strlen(chs);
}
然后我们看一下 C#这边怎么写，通常 string 在 C ++ 中使用 asc 码，而 C# 中是 Unicode，所以在 DllImport 中加一个 CharSet 指定即可。
class Program
{[DllImport("ConsoleApplication1.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, CharSet = CharSet.Ansi)]
extern static int GetLength([MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] string str);
static void Main(string[] args)
{
var str = "hello world";
Console.WriteLine($"length={GetLength(str)}");
Console.ReadLine();}
}
---- output -----
length=11
3. 复杂类型的处理
复杂类型配置对应关系就难搞了，还容易搞错，错了弄不好还内存泄漏，怕了吧，幸好微软提供了一个小工具P/Invoke Interop Assistant ，它可以帮助我们自动匹配对应关系，我就演示一个封送 Person 类的例子。
从图中可以看到，左边写好 C++，右边自动给你配好 C# 的映射类型，非常方便。
--- Person.cpp
extern "C"
{
class Person
{
public:
char* username;
char* password;
};
_declspec(dllexport) char* AddPerson(Person person);
}
--- Person.h
#include "Person.h"
#include "iostream"
using namespace std;
char* AddPerson(Person person)
{return person.username;}
可以看到 C ++ 中 AddPerson 返回了 char*，在 C#中我们用 IntPtr 来接，然后用 Marshal 将指针转换 string，接下来用工具生成好的 C# 代码拷到项目中来，如下：
[System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Sequential)]
public struct Person
{
/// char*
[System.Runtime.InteropServices.MarshalAsAttribute(System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.LPStr)]
public string username;
/// char*
[System.Runtime.InteropServices.MarshalAsAttribute(System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.LPStr)]
public string password;
}
class Program
{[DllImport("ConsoleApplication1.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, CharSet = CharSet.Ansi)]
extern static IntPtr AddPerson(Person person);
static void Main(string[] args)
{var person = new Person() {username = "dotnetfly", password = "123456"};
var ptr = AddPerson(person);
var str = Marshal.PtrToStringAnsi(ptr);
Console.WriteLine($"username={str}");
Console.ReadLine();}
}
---------- output ------------
username=dotnetfly
4. 回调函数（异步）的处理
前面介绍的 3 种情况都是单向的，即 C#向 C ++ 传递数据，有的时候也需要 C ++ 主动调用 C#的函数，我们知道 C# 是用回调函数，也就是委托包装，具体我就不说了，很开心的是 C ++ 可以直接接你的委托，看下怎么实现。
--- Person.cpp
extern "C"
{
// 函数指针
typedef void(_stdcall* PCALLBACK) (int result);
_declspec(dllexport) void AsyncProcess(PCALLBACK ptr);
}
--- Person.h
#include "Person.h"
#include "iostream"
using namespace std;
void AsyncProcess(PCALLBACK ptr)
{ptr(10); // 回调 C# 的委托
}
从代码中看到，PCALLBACK 就是我定义了函数指针，接受 int 参数。
class Program
{delegate void Callback(int a);
[DllImport("ConsoleApplication1.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
extern static void AsyncProcess(Callback callback);
static void Main(string[] args)
{AsyncProcess((i) =>
{
// 这里回调函数哦...
Console.WriteLine($"这是回调函数哦: {i}");
});
Console.ReadLine();}
}
------- output -------
这是回调函数哦: 10
这里我做了一个自定义的 delegate，因为我使用 Action<T> 不接受泛型抛异常(┬_┬)。
四：总结
这让我想起来前段时间用 python 实现的线性回归，为了简便我使用了 http 和 C# 交互，这次准备用 C ++ 改写然后 PInvoke 直接交互就利索了，好了，借助 C ++ 的生态，让 C# 如虎添翼吧~~~
