在VS2017上使用C#调用非托管C++生成的DLL文件（图文讲解）

背景 

     在项目过程中，有时候你需要调用非C#编写的DLL文件，尤其在使用一些第三方通讯组件的时候，通过C#来开发应用软件时，就需要利用DllImport特性进行方法调用。本篇文章将引导你快速理解这个调用的过程。

步骤

1. 创建一个CSharpInvokeCPP的解决方案：

2. 创建一个C++的动态库项目 CSharpInvokeCPP.CPPDemo：

3. 在Windows桌面项目中，选择“动态链接库DLL”，其他按照默认选项：

最后点击确定，得到如图所示项目：

      我们可以看到这里有一些文件，其中dllmain.cpp作为定义DLL应用程序的入口点，它的作用跟exe文件有个main或者WinMain入口函数是一样的，它就是作为DLL的一个入口函数，实际上它是个可选的文件。它是在静态链接时或动态链接时调用LoadLibrary和FreeLibrary时都会被调用。详细内容可以参考（http://blog.csdn.net/benkaoya/archive/2008/06/02/2504781.aspx）。

4. 现在我们打开CSharpInvokeCPP.CPPDemo.cpp文件：

现在我们加入以下内容： 

// CSharpInvokeCPP.CPPDemo.cpp : 定义 DLL 应用程序的导出函数。
//

#include "stdafx.h"

extern "C" __declspec(dllexport) int Add(int x, int y)
{
    return x + y;
}
extern "C" __declspec(dllexport) int Sub(int x, int y)
{
    return x - y;
}
extern "C" __declspec(dllexport) int Multiply(int x, int y)
{
    return x * y;
}
extern "C" __declspec(dllexport) int Divide(int x, int y)
{
    return x / y;
}

extern "C" 包含双重含义，从字面上即可得到：首先，被它修饰的目标是“extern”的；其次，被它修饰的目标是“C”的。而被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式编译和连接的。

      __declspec(dllexport)的目的是为了将对应的函数放入到DLL动态库中。

      extern "C" __declspec(dllexport)加起来的目的是为了使用DllImport调用非托管C++的DLL文件。因为使用DllImport只能调用由C语言函数做成的DLL。

5. 编译项目程序，最后在Debug目录生成CSharpInvokeCPP.CPPDemo.dll和CSharpInvokeCPP.CPPDemo.lib

我们用反编译工具PE Explorer查看下该DLL里面的方法：

可以发现对外的公共函数上包含这四种“加减乘除”方法。

6. 现在来演示下如何利用C#项目来调用非托管C++的DLL，首先创建C#控制台应用程序CSharpInvokeCSharp.CSharpDemo：

7. 在CSharpInvokeCSharp.CSharpDemo项目上新建一个CPPDLL类，编写以下代码：

using System.Runtime.InteropServices;

namespace CSharpInvokeCSharp.CSharpDemo
{
    public class CPPDLL
    {
        [DllImport("CSharpInvokeCPP.CPPDemo.dll")]
        public static extern int Add(int x, int y);

        [DllImport("CSharpInvokeCPP.CPPDemo.dll")]
        public static extern int Sub(int x, int y);

        [DllImport("CSharpInvokeCPP.CPPDemo.dll")]
        public static extern int Multiply(int x, int y);

        [DllImport("CSharpInvokeCPP.CPPDemo.dll")]
        public static extern int Divide(int x, int y);
    }
}

DllImport作为C#中对C++的DLL类的导入入口特征，并通过static extern对extern “C”进行对应。

8. 另外，记得把CPPDemo中生成的DLL文件拷贝到CSharpDemo的bin目录下，你也可以通过设置【项目属性】->【配置属性】->【常规】中的输出目录：

..\CSharpInvokeCSharp.CSharpDemo\bin\Debug

这样编译项目后，生成的文件就自动输出到CSharpDemo中了。

9. 然后在Main入口编写测试代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace CSharpInvokeCSharp.CSharpDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int result = CPPDLL.Add(10, 20);
            Console.WriteLine("10 + 20 = {0}", result);

            result = CPPDLL.Sub(30, 12);
            Console.WriteLine("30 - 12 = {0}", result);

            result = CPPDLL.Multiply(5, 4);
            Console.WriteLine("5 * 4 = {0}", result);

            result = CPPDLL.Divide(30, 5);
            Console.WriteLine("30 / 5 = {0}", result);

            Console.ReadLine();
        }
    }
}

运行Exe结果：

方法得到调用。

A.调试时出现异常 ：

托管调试助手 "PInvokeStackImbalance":“对 PInvoke 函数“CSharpInvokeCSharp.CSharpDemo!CSharpInvokeCSharp.CSharpDemo.CPPDLL::Add”的调用导致堆栈不对称。原因可能是托管的 PInvoke 签名与非托管的目标签名不匹配。请检查 PInvoke 签名的调用约定和参数与非托管的目标签名是否匹配。”

解决方法：

DllImport会按照顺序自动去寻找的地方： 
1、exe所在目录 
2、System32目录 
3、环境变量目录
所以只需要你把引用的DLL 拷贝到这三个目录下 就可以不用写路径了 
或者可以这样server.MapPath(./bin/*.dll)
4.绝对路径全路径: 如 [DllImport(@"C:\Users\Administrator\source\repos\CSharpInvokeCPP\Debug\CSharpInvokeCPP.CPPDemo.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
5.相对路径:C++的DLL放置于主目录下的DLLS文件夹中,[DllImport(@"\DLLS\CSharpInvokeCPP.CPPDemo.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]

10. 以上的方法只能通过静态方法对于C++中的函数进行调用。那么怎样通过静态方法去调用C++中一个类对象中的方法呢？现在我在CPPDemo项目中添加一个头文件userinfo.h：

在CSharpInvokeCPP.CPPDemo.cpp中，添加一些代码：

这里声明一个结构，包括name和age，这个结构是用于和C#方面的结构作个映射。

注意：代码中的User*是个指针，返回也是一个对象指针，这样做为了防止方法作用域结束后的局部变量的释放。

strcpy是个复制char数组的函数。

11. 在CSharpDemo项目中CPPDLL类中补充代码：

其中这里的结构User就和C++中的User对应。

12. 在Program.cs中补充代码：

IntPtr ptr = CPPDLL.Create("李平", 27);
CPPDLL.User user = (CPPDLL.User)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(CPPDLL.User));
Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}", user.Name, user.Age);

注意：红色字体部分，这里结构指针首先转换成IntPtr句柄，然后通过Marshal.PtrToStructrue转换成你所需要的结构。

运行结果：

最后附上我的源代码：CSharpInvokeCPP.rar，希望对大家有所帮助：）