在C#中使用C++編寫的類——用託管C++進行封裝[轉]

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現在在Windows下的應用程式開發，VS.Net佔據了絕大多數的份額。因此很多以前搞VC++開發的人都轉向用更強大的VS.Net。在這種情況 下，有很多開發人員就面臨了如何在C#中使用C++開發好的類的問題。下面就用一個完整的執行個體來詳細說明怎樣用託管C++封裝一個C++類以提供給C#使 用。
 

  比如，現在有一個工程名為NativeCppDll的由C++編寫的DLL，裡面輸出了一個CPerson類。下面是具體的代碼：

1. // NativeCppDll.h
2. #pragma once
3. #ifndef LX_DLL_CLASS_EXPORTS
4.     #define LX_DLL_CLASS __declspec(dllexport)
5. #else
6.     #define LX_DLL_CLASS __declspec(dllimport)
7. #endif
8. class LX_DLL_CLASS CPerson
9. {
10. public:
11.     CPerson();
12.     CPerson(const wchar_t *pName, const wchar_t cSex, int iAge);
13.     void SetName(const wchar_t *pName);
14.     wchar_t * GetName();
15.     void SetSex(const wchar_t cSex);
16.     wchar_t GetSex();
17.     void SetAge(int iAge);
18.     int GetAge();
19.     wchar_t * GetLastError();
20. private:
21.     wchar_t m_szName[128];
22.     wchar_t m_cSex;
23.     int m_iAge;
24.     wchar_t m_szLastError[128];
25.     void ShowError();
26. };
27. // NativeCppDll.cpp
28. #include "stdafx.h"
29. #include "NativeCppDll.h"
30. #include 
31. #include 
32. using namespace std;
33. CPerson::CPerson()
34. {
35.     wcscpy_s(m_szName, _T("No Name"));
36.     m_cSex = ‘N‘;
37.     m_iAge = 0;
38.     wcscpy_s(m_szLastError, _T("No Error"));
39. }
40. CPerson::CPerson(const wchar_t *pName, const wchar_t cSex, int iAge)
41. {
42.     wcscpy_s(m_szLastError, _T("No Error"));
43.     SetName(pName);
44.     SetSex(cSex);
45.     SetAge(iAge);
46. }
47. void CPerson::SetName(const wchar_t *pName)
48. {
49.     if ((pName == NULL) || (wcslen(pName) == 0) || (wcslen(pName) > 127))
50.     {
51.         wcscpy_s(m_szName, _T("No Name"));
52.         wcscpy_s(m_szLastError, _T("The length of the input name is out of range."));
53.         ShowError();
54.         return;
55.     }
56.     wcscpy_s(m_szName, pName);
57. }
58. wchar_t * CPerson::GetName()
59. {
60.     return m_szName;
61. }
62. void CPerson::SetSex(const wchar_t cSex)
63. {
64.     if ((cSex != ‘F‘) && (cSex != ‘M‘) && (cSex != ‘m‘) && (cSex != ‘f‘))
65.     {
66.         m_cSex = ‘N‘;
67.         wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input sex is out of [F/M]."));
68.         ShowError();
69.         
70.         return;
71.     }
72.     m_cSex = cSex;
73. }
74. wchar_t CPerson::GetSex()
75. {
76.     return m_cSex;
77. }
78. void CPerson::SetAge(int iAge)
79. {
80.     if ((iAge < 0) || (iAge > 150))
81.     {
82.         m_iAge = 0;
83.         wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input age is out of range."));
84.         ShowError();
85.         return;
86.     }
87.     m_iAge = iAge;
88. }
89. int CPerson::GetAge()
90. {
91.     return m_iAge;
92. }
93. wchar_t * CPerson::GetLastError()
94. {
95.     return m_szLastError;
96. }
97. void CPerson::ShowError()
98. {
99.     cerr << m_szLastError << endl;
100. }

   這是一個很典型的由C++開發的DLL，輸出一個完整的C++類。如果現在要求開發一個C#工程，需要用到這個DLL中輸出的C++類CPerson，該怎麼辦呢？針對這個例子來說，類CPerson非常小，可以用C#重新寫一個跟這個C++類一樣的類。可是，如果需要的C++類很大，或者很多的時候，重寫工程將非常龐大。而且這樣沒有對現有的代碼進行重用，浪費了現有資源，開發起來費時費力。
   當然，還是有方法解決這個問題的。那就是用託管C++將C++類給封裝一下，然後再提供給C#來使用。下面就用代碼來詳細說明怎樣用託管C++來封裝上面的那個C++類。
   首先，要建立一個託管C++的DLL工程ManageCppDll，然後在裡面添加下面的代碼：   

1. // ManageCppDll.h
2. #pragma once
3. #define LX_DLL_CLASS_EXPORTS
4. #include "../NativeCppDll/NativeCppDll.h"
5. using namespace System;
6. namespace ManageCppDll 
7. {
8.     public ref class Person
9.     {
10.     // 封裝所有類CPerson的公有成員函數
11.     public:
12.         Person();
13.         Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge);
14.         ~Person();
15.         property String ^ Name
16.         {
17.             void set(String ^ strName);
18.             String ^ get();
19.         }
20.         property Char Sex
21.         {
22.             void set(Char cSex);
23.             Char get();
24.         }
25.         property int Age
26.         {
27.             void set(int iAge);
28.             int get();
29.         }
30.         String ^ GetLastError();
31.     private:
32.         // 類CPerson的指標，用來調用類CPerson的成員函數
33.         CPerson *m_pImp;
34.     };
35. };

   從這個標頭檔就能看出來，這是對C++類CPerson的封裝。類Person的所有公有成員函數都跟C++類CPerson一樣，只不過成員函數的參數和傳回值就改成了託管C++的類型，這也是讓類Person能在C#中使用的首要條件。當然只需要對公有成員函數進行封裝，對於保護成員函數和私人成員函數則不必做任何封裝。
   類Person僅有一個私人的成員變數：一個類CPerson的指標。而類Person的所有成員函數的實現都是靠這個CPerson指標來調用類CPerson的相應成員函數來實現。
   下面是具體的實現代碼：

1. // ManageCppDll.cpp
2. #include "stdafx.h"
3. #include "ManageCppDll.h"
4. #include 
5. namespace ManageCppDll 
6. {
7.     // 在建構函式中建立類CPerson的對象並在解構函式中將該對象銷毀
8.     // 所有的成員函數實現都是通過指標m_pImp調用類CPerson的相應成員函數實現
9.     Person::Person()
10.     {
11.         m_pImp = new CPerson();
12.     }
13.     Person::Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge)
14.     {
15.         // 將string轉換成C++能識別的指標
16.         pin_ptr<</SPAN>const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
17.         m_pImp = new CPerson(wcName, cSex, iAge);
18.     }
19.     Person::~Person()
20.     {
21.         // 在解構函式中刪除CPerson對象
22.         delete m_pImp;
23.     }
24.     void Person::Name::set(String ^ strName)
25.     {
26.         pin_ptr<</SPAN>const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
27.         m_pImp->SetName(wcName);
28.     }
29.     String ^ Person::Name::get()
30.     {
31.         return gcnew String(m_pImp->GetName());
32.     }
33.     void Person::Sex::set(Char cSex)
34.     {
35.         m_pImp->SetSex(cSex);
36.     }
37.     Char Person::Sex::get()
38.     {
39.         return m_pImp->GetSex();
40.     }
41.     void Person::Age::set(int iAge)
42.     {
43.         m_pImp->SetAge(iAge);
44.     }
45.     int  Person::Age::get()
46.     {
47.         return m_pImp->GetAge();
48.     }
49.     String ^ Person::GetLastError()
50.     {
51.         return gcnew String(m_pImp->GetLastError());
52.     }
53. };

   如果要在C#中使用類Person，首先要添加對ManageCppDll.dll的引用，然後就可以像用普通的C#類一樣的使用類Person了。比如下面這樣的代碼：

1. using ManageCppDll;
2. Person person = new Person();
3. person.Name = "StarLee";
4. person.Sex = ‘M‘;
5. person.Age = 28;

   熟悉設計模式的看了上面的代碼肯定會發現,這樣的設計跟BRIDGE模式如出一轍。其實，上面的方法也算是一種BRIDGE模式，由託管C++充當了C#中使用用C++開發的類的橋樑。另外，這種形式也可以理解為ADAPTER模式，託管C++類Person就是C++類CPerson的一個適配器。通過這個橋樑，可以很容易的重用以前用C++開發的類，讓這些C++類繼續在C#中發揮它們的效用，讓開發變得事半功倍。

 

部落格來源：http://blog.csdn.net/starlee/article/details/2864588

在C#中使用C++編寫的類——用託管C++進行封裝[轉]