如何在.NET应用程序中使用C++项目？

Question

如何在.NET应用程序中使用C++项目？

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我是一名普通的.NET开发人员，旨在将一个C++库集成到.NET项目中。我有一些想法，但由于我对C++不熟悉，我不知道我正在尝试使用的技术的限制。 C++项目本质上是一个快速的声音渲染器，可以播放带有各种不同后处理技巧的多轨音频文件。所有这些都很酷，但考虑到我想要与简单的.NET WinForms应用程序集成，事情开始变得混乱。

首先，C++项目没有.NET绑定或ActiveX/COM集成。它只是一个普通的MS VC++ 9项目。如果我要在我的.NET应用程序中使用该项目，我必须以某种方式与之进行接口，即创建类实例、设置属性、调用方法、传输数据等。
其次，它被构建为独立的Windows应用程序，并使用MS Windows API管理其自己的窗口。这很好，但不知何故，我需要在后台运行.NET VM，管理所有我的C#代码并运行它们。我不写C++，所以我需要坚持使用C#来构建一个围绕这个库的应用程序。
第三，无论我是否在与C++库相同的进程中运行，我都需要一种方法将这两个独立的应用程序构建/接口/调试，就像它们是一个应用程序一样。除了我编写了一些用于高性能数据操作的C++ DLL外，我没有任何C++编程背景。

因此，有许多问题，但不知从何开始！

我可以完全编译此库并将其放入VC EXE中，但是如何将我的.NET代码与其一起进行协同编译？或者，如何将C++代码编译为.NET EXE，以便在托管环境中运行？请注意，它并不是为此而设计的，如果尝试更改太多可能会出现问题。

主要问题是与之进行接口。如何公开某些C++类以从.NET中访问？我知道我需要哪些类，我只需要几十个类及其相关方法/属性可从.NET中使用。我不介意在.NET中手写包装器类来帮助.NET VM了解来回传输的字节的类结构。我希望可以直接从托管环境中使用C++对象，这样大部分我的代码可以保留在.NET中。

即使我将其作为独立应用程序运行，我是否必须诉诸套接字或其他通信方式？这是最坏的情况，我会尽一切努力避免这种情况。

任何帮助或指针都将不胜感激，我希望我已经清楚地表达了自己手头的任务，我的问题足够具体和可回答。感谢任何帮助！

编辑：如果我编写包装类或生成它们，我可以使用P/Invoke创建类实例并调用它们的方法，并让它们在后台运行本机C++代码吗？这样的C++对象的内存将存储和管理在哪里？在.NET堆内还是外部？

- Robin Rodricks

可能是从C DLL到.NET的接口的重复问题。 - oefe

@oefe C DLL转换到.NET更直接。答案几乎总是使用P/Invoke + 在.NET结构体上使用属性来重新创建你的C结构体。C++转换到.NET可能会更复杂，因为涉及到非托管对象。 - Pete Baughman

2个回答

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您可以编写托管的 C++ (C++/CLI) 封装器来包装不受管控的 C++ 代码。这将是最灵活的解决方案。基本上，您将使用 C++ 编写一个 .NET 程序集，该程序集公开调用您的不受管控代码的托管类。然后，您可以从 C# 项目中引用此程序集。

有一篇非常基本的文章介绍了如何实现：http://www.windowsdevcenter.com/pub/a/dotnet/2004/03/29/mcpp_part3.html 这也可能会有所帮助：http://www.multicoreconsulting.co.uk/blog/c-snippets/how-to-call-unmanaged-cplusplus-from-csharp/ 以及 MSDN 文章：.NET Programming in Visual C++。

- Olexander Ivanitskyi

你的方法和这个一样吗？http://www.codeproject.com/Articles/14180/Using-Unmanaged-C-Libraries-DLLs-in-NET-Applicatio - Robin Rodricks

并不是真的，一个好的“现实生活”托管包装器的良好示例可能是mpg123库（考虑到您必须熟悉声音处理 :)）。如果您下载sources，则在ports\MSVC++\2008clr文件夹中有一个。 - Olexander Ivanitskyi

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@Geotarget，实际的C++代码性能不会受到影响，它仍将在“非托管模式”下运行。但是，您的托管C++/CLI类（以ref或__gc关键字为前缀）将由CLR处理，并带有垃圾收集器等内容。因此，如果您在托管包装器中使用非托管C++类，则需要在其析构函数/终结器中释放非托管内存指针。 - Olexander Ivanitskyi

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编译后，您可以获得2个DLL：托管的CLR程序集，它将使用非托管库。两者都将在其范围内运行。 - Olexander Ivanitskyi

谢谢您的评论。您的答案是否与Pete的答案中的Option 1相同？ - Robin Rodricks

是的。关于他的第二个选项：如果C++项目通过C风格动态链接库公开其API，那将会非常有用。在这种情况下，DllImportAttribute（http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.runtime.interopservices.dllimportattribute.aspx）会更加有效（在开发时间方面）。但这也取决于您需要调整多少结构布局和编组；) - Olexander Ivanitskyi

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可以查看英文原文，
原文链接

- Pete Baughman · Accepted Answer

选项1

如果您打算使用非托管的C++对象，最好编写一个C++/CLI的托管包装器，该包装器具有与其包装的类相同的接口，但具有托管构造函数和析构函数以清理非托管资源。在C++/CLI中，您可以像C++一样创建非托管对象，需要自己删除，或者您可以使用gcnew关键字创建托管对象。包装器的.NET面对方将采用托管对象。包装器的本地面对方可以操作所有已经存在的非托管数据类型。

例如，考虑非托管类。在C++/CLI中，您将创建一个名为的类，该类将具有与完全相同的方法，并包含的私有实例。在构造函数中，您将创建私有的实例。在析构函数中，您将删除私有的实例。您包装器类中的每个方法将简单地调用私有的实例上的方法。

选项2

如果您只想从C++世界中调用c-style函数（我想是C#中的静态函数），那么P/Invoke可能是正确的选择，因为这样您就不必担心包装器类的所有细节。例如，如果您使用包装器类将来自托管世界的数组传递到非托管世界，则必须担心诸如固定数组位置以使其不会在.NET运行时期间被托管世界玩弄等问题。在P/Invoke中，这些细节大多已为您处理。