在C#中使用C++编写的类——用托管C++进行封装

现在在Windows下的应用程序开发，VS.Net占据了绝大多数的份额。因此很多以前搞VC++开发的人都转向用更强大的VS.Net。在这种情况下，有很多开发人员就面临了如何在C#中使用C++开发好的类的问题。下面就用一个完整的实例来详细说明怎样用托管C++封装一个C++类以提供给C#使用。
    比如，现在有一个工程名为NativeCppDll的由C++编写的DLL，里面输出了一个CPerson类。下面是具体的代码：

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. return;
70. }
71. m_cSex = cSex;
72. }
73. wchar_t CPerson::GetSex()
74. {
75. return m_cSex;
76. }
77. void CPerson::SetAge(int iAge)
78. {
79. if ((iAge < 0) || (iAge > 150))
80. {
81. m_iAge = 0;
82. wcscpy_s(m_szLastError, _T("The input age is out of range."));
83. ShowError();
84. return;
85. }
86. m_iAge = iAge;
87. }
88. int CPerson::GetAge()
89. {
90. return m_iAge;
91. }
92. wchar_t * CPerson::GetLastError()
93. {
94. return m_szLastError;
95. }
96. void CPerson::ShowError()
97. {
98. cerr << m_szLastError << endl;
99. }

这是一个很典型的由C++开发的DLL，输出一个完整的C++类。如果现在要求开发一个C#工程，需要用到这个DLL中输出的C++类CPerson，该怎么办呢？针对这个例子来说，类CPerson非常小，可以用C#重新写一个跟这个C++类一样的类。可是，如果需要的C++类很大，或者很多的时候，重写工程将非常庞大。而且这样没有对现有的代码进行重用，浪费了现有资源，开发起来费时费力。
    当然，还是有方法解决这个问题的。那就是用托管C++将C++类给封装一下，然后再提供给C#来使用。下面就用代码来详细说明怎样用托管C++来封装上面的那个C++类。
    首先，要创建一个托管C++的DLL工程ManageCppDll，然后在里面添加下面的代码：

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. // 包装所有类CPerson的公有成员函数
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. // 类CPerson的指针，用来调用类CPerson的成员函数
33. CPerson *m_pImp;
34. };
35. };

从这个头文件就能看出来，这是对C++类CPerson的包装。类Person的所有公有成员函数都跟C++类CPerson一样，只不过成员函数的参数和返回值就改成了托管C++的类型，这也是让类Person能在C#中使用的首要条件。当然只需要对公有成员函数进行封装，对于保护成员函数和私有成员函数则不必做任何封装。
    类Person仅有一个私有的成员变量：一个类CPerson的指针。而类Person的所有成员函数的实现都是靠这个CPerson指针来调用类CPerson的相应成员函数来实现。
    下面是具体的实现代码：

1. // ManageCppDll.cpp
2. #include "stdafx.h"
3. #include "ManageCppDll.h"
4. #include
5. namespace ManageCppDll
6. {
7. // 在构造函数中创建类CPerson的对象并在析构函数中将该对象销毁
8. // 所有的成员函数实现都是通过指针m_pImp调用类CPerson的相应成员函数实现
9. Person::Person()
10. {
11. m_pImp = new CPerson();
12. }
13. Person::Person(String ^ strName, Char cSex, int iAge)
14. {
15. // 将string转换成C++能识别的指针
16. pin_ptr<</SPAN>const wchar_t> wcName = PtrToStringChars(strName);
17. m_pImp = new CPerson(wcName, cSex, iAge);
18. }
19. Person::~Person()
20. {
21. // 在析构函数中删除CPerson对象
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#中使用类Person，首先要添加对ManageCppDll.dll的引用，然后就可以像用普通的C#类一样的使用类Person了。比如下面这样的代码：

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

熟悉设计模式的看了上面的代码肯定会发现,这样的设计跟BRIDGE模式如出一辙。其实，上面的方法也算是一种BRIDGE模式，由托管C++充当了C#中使用用C++开发的类的桥梁。另外，这种形式也可以理解为ADAPTER模式，托管C++类Person就是C++类CPerson的一个适配器。通过这个桥梁，可以很容易的重用以前用C++开发的类，让这些C++类继续在C#中发挥它们的效用，让开发变得事半功倍。

博客来源：http://blog.csdn.net/starlee/article/details/2864588