C#與C++交互，總體來說可以有兩種方法：
利用C++/CLI作為代理中間層
利用PInvoke實現直接調用
第一種方法：實現起來比較簡單直觀，並且可以實現C#調用C++所寫的類，但是問題是MONO構架不支持C++/CLI功能，因此無法實現脫離Microsoft .NET Framework跨平台運行。
第二種方法：簡單的實現並不麻煩，只要添加DllImportAttribute特性即可以導入C/C++的函數，但是問題是PInvoke不能簡單的實現對C++類的調用。在Warensoft3D中為了可以使用MONO實現跨平台（當然DirectX是不能跨平台的），所以使用了本方法，下面將對本方法展開詳細的說明。
測試平台：
Windows7 64位，VS2010，.NET4.0
注意事項：
PInvoke從功能上來說，只支持函數調用，在被導出的函數前面一定要添加extern "C"來指明導出函數的時候使用C語言方式編譯和連接，這樣保證函數定義的名字和導出的名字相同，否則如果默認按C++方式導出，那個函數的名字就會變得亂七八糟，我們的程序就無法找到入口點了。
本文將說明以下幾點：
互調的基本原理
基本數據類型的傳遞
指針的傳遞
函數指針的傳遞
結構體的傳遞
基本數據類型的傳遞
互調過程中，最基本要傳遞的無非是數值和字符，即：int,long,float,char等等，但是此類型非彼類型，C/C++與C#中有一些數據類型長度是不一樣的，下表中列出常見數據類型的異同：
C/C++
C#
長度
short
short
2Bytes
int
int
4Bytes
long(該類型在傳遞的時候常常會弄混)
int
4Bytes
bool
bool
1Byte
char(Ascii碼字符)
byte
1Byte
wchar_t（Unicode字符，該類型與C#中的Char兼容）
char
2Bytes
float
float
4Bytes
double
double
8Bytes
最容易弄混的是就是long,char兩個類型，在C/C++中long和int都是4個字節，都對應著C#中的int類型，而C/C++中的char類型占一個字節，用來表示一個ASCII碼字符，在C#中能夠表示一個字節的是byte類型。與C#中char類型對應的應該是C/C++中的wchar_t類型，對應的是一個2字節的Unicode字符。
下面通過實例來說明調用過程：
第一步：
建立一個C++的Win32DLL，如下圖所示：
這裡要注意選擇"Export symbols"導出符號。點擊完成。
第二步：
由於項目的名稱是"TestCPPDLL"，因此，會自動生成TestCPPDLL.h和TestCPPDLL.cpp兩個文件，.h文件是要導出內容的聲明文件，為了能清楚的說明問題，我們將TestCPPDLL.h和TestCPPDLL.cpp兩個文件中的所有內容都刪除，然後在TestCPPDLL.h中添加如下內容：
第一行代碼中定義了一個名為"TESTCPPDLL_API"的宏，該宏對應的內容是"__declspec(dllexport)"意思是將後面修飾的內容定義為DLL中要導出的內容。當然你也可以不使用這個宏，可以直接將"__declspec(dllexport)"寫在要導出的函數前面。
第二行中的"EXTERN_C"，是在"winnt.h"中定義的宏，在函數前面添加"EXTERN_C"等同於在函數前面添加extern "C",意思是該函數在編譯和連接時使用C語言的方式，以保證函數名字不變。
第二行的代碼是一個函數的聲明，說明該函數可以被模塊外部調用，其定義實現在TestCPPDLL.cpp中，TestCPPDLL.cpp的代碼如下所示：
第三步：
在編譯C++DLL之前，需要做以下配置，在項目屬性對話框中選擇"C/C++"|"Advanced"，將Compile AS 選項的值改為"C++"。然後確定，並編譯。
生成的DLL文件如下圖所示：
第四步：
首先，添加一個C#的應用程序，如果要在C#中調用C++的DLL文件，先要在C#的類中添加一個靜態方法，並且使用DllImportAttribute對該方法進行修飾，代碼如下所示：
DllImport中的第一個參數是指明DLL文件的位置，第二個參數"EntryPoint"用來指明對應的C/C++中的函數名稱是什麼。"extern"關鍵字表明該處聲明的這個Add方法是一個外部調用。
該方法聲明完畢之後，就可以像調用一個普通的靜態方法一樣去使用了。
下面是示例程序：
class Program
{
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "Add")]
extern static int Add(int a, int b);
static void Main(string[] args)
{
int c = Add(1,2);
Console.WriteLine(c);
Console.Read();
}
}
在運行C#程序之前，先要修改C#的項目屬性，如下圖所示：
將platform target設置為x86,並且允許非安全代碼（後面有用）。
然後運行該C#程序，其結果如下圖所示：
第五步：
前面的Add方法中傳遞的是數值類型（int），其他的數據類型，如float,double,和bool類型的傳遞方式是一樣的，下面演示如何傳遞字符串。
在TestCPPDLL.h中添加一個新的函數聲明，代碼如下：
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall WriteString(wchar_t*content);
這裡的參數是wchar_t類型的指針，對應著C#中的char類型。TestCPPDLL.cpp中添加如下代碼：
TESTCPPDLL_API void __stdcall WriteString(wchar_t*content)
{
cout<<content;
}
該代碼的功能就是將輸入的字符串通過C++在控制台上輸出。下面是在C#中的聲明:
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "WriteString")]
extern unsafe static void WriteString(char*c);
調用過程如下所示：
//因為使用指針，因為要聲明非安全域
unsafe
{
//在傳遞字符串時，將字符所在的內存固化，
//並取出字符數組的指針
fixed (char* p = &("hello".ToCharArray()[0]))
{
//調用方法
WriteString(p);
}
}
其運行效果如下圖所示：
3. 指針的傳遞
根據前面介紹的數據類型對照表，我們可以直接在方法中傳遞指針，但是要注意的是我們常常需要將數組的指針（數據入口地址，第一個元素的地址），數據從C/C++到C#時問題不大，但是如果從C#到C/C++時一定要將數組先固化，然後再傳遞處理。
下面演示如何傳遞指針，首先在TestCPPDLL.h中添加下列聲明：
//傳入一個整型指針，將其所指向的內容加1
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall AddInt(int *i);
//傳入一個整型數組的指針以及數組長度，遍歷每一個元素並且輸出
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall AddIntArray(int *firstElement,int arraylength);
//在C++中生成一個整型數組，並且數組指針返回給C#
EXTERN_C TESTCPPDLL_API int* __stdcall GetArrayFromCPP();
其實現寫在TestCPPDLL.cpp中，代碼如下所示：
TESTCPPDLL_API void __stdcall AddInt(int *i)
{
(*i)++;
}
TESTCPPDLL_API void __stdcall AddIntArray(int *firstElement,int arrayLength)
{
int*currentPointer=firstElement;
for (int i = 0; i < arrayLength; i++)
{
cout<<*currentPointer;
currentPointer++;
}
cout<<endl;
}
int *arrPtr;
TESTCPPDLL_API int* __stdcall GetArrayFromCPP()
{
arrPtr=new int[10];
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
arrPtr[i]=i;
}
return arrPtr;
}
對應調用的C#代碼如下所示：
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "AddInt")]
extern unsafe static void AddInt(int* i);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "AddIntArray")]
extern unsafe static void AddIntArray(int* firstElement, int arraylength);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "GetArrayFromCPP")]
extern unsafe static int* GetArrayFromCPP();
調用過程如下所示：
unsafe
{
// 調用C++中的AddInt方法
int i = 10;
AddInt(&i);
Console.WriteLine(i);
//調用C++中的AddIntArray方法將C#中的數據傳遞到C++中，並在C++中輸出
int[] CSArray = new int[10];
for (int iArr = 0; iArr < 10; iArr++)
{
CSArray[iArr] = iArr;
}
fixed (int* pCSArray = &CSArray[0])
{
AddIntArray(pCSArray, 10);
}
//調用C++中的GetArrayFromCPP方法獲取一個C++中建立的數組
int* pArrayPointer = null;
pArrayPointer = GetArrayFromCPP();
for (int iArr = 0; iArr < 10; iArr++)
{
Console.WriteLine(*pArrayPointer);
pArrayPointer++;
}
}
4. 函數指針的傳遞
前面說明的都是簡單數據類型的及其指針的傳遞，利用PInvoke我們也可以實現函數指針的傳遞，C#中並沒有函數指針的概念，但是可以使用委托（delegate）來代替函數指針，關於C#中委托的說明，可以參考筆者前面的一個文章：《C#委托及事件》
大家可能會問，為什麼要傳遞函數指針呢？利用PInvoke可以實現C#對C/C++函數的調用，反過來，我們能不能在C/C++程序運行的某一時刻，來調用一個C#對應的函數呢？（例如在C++中存在一個獨立線程，該線程可能在任意時刻觸發一個事件，並且需要通知C#）。這個時候，我們就有必要將一個C#中已經指向某一個函數的函數指針（委托）傳遞給C++。
想要傳遞函數指針，首先要在C#中定義一個委托，並且在C++中定義一個函數指針，同時要保證委托和函數指針具備相同的函數原型，我們首先編寫C#的代碼，如下所示：
//定義一個委托，返回值為空，存在一個整型參數
public delegate void CSCallback(int tick);
//定義一個用於回調的方法，與前面定義的委托的原型一樣
//該方法會被C++所調用
static void CSCallbackFunction(int tick)
{
Console.WriteLine(tick.ToString ());
}
//定義一個委托類型的實例，
//在主程序中該委托實例將指向前面定義的CSCallbackFunction方法
static CSCallback callback;
在CS的主程序中讓callback指向CSCallbackFunction方法，代碼如下所示：
//調用委托所指向的方法
callback = CSCallbackFunction;
然後在C/C++中定義一個函數指針，並且添加一個用於設置函數指針的函數，TestCPPDLL.h中的代碼如下所示：
//定義一個函數指針
typedef void (__stdcall *CPPCallback)(int tick);
//定義一個用於設置函數指針的方法,
//並在該函數中調用C#中傳遞過來的委托
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void SetCallback(CPPCallback callback);
SetCallback函數的實現在TestCPPDLL.cpp中，代碼如下所示：
TESTCPPDLL_API void SetCallback(CPPCallback callback)
{
int tick=rand();
//下面的代碼是對C#中委托進行調用
callback(tick);
}
在C#中添加SetCallback函數的聲明，代碼如下所示：
//這裡使用CSCallback委托類型來兼容C++裡的CPPCallback函數指針
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "SetCallback")]
extern static void SetCallback(CSCallback callback);
在C#中的調用過程如下所示：
//讓委托指向將被回調的方法
callback = CSCallbackFunction;
//將委托傳遞給C++
SetCallback(callback);
SetCallback方法被執行後，在C#中定義的CSCallbackFunction就會被C++所調用。
5. 結構體的傳遞
傳遞結構體的想法和傳遞一個int類型數據類似，struct中的數據是在內存中順序排列的，只要保證保證以下幾點，就可以直接傳遞結構體，甚至是結構體的指針：
要傳遞的成員為公有的值類型字段
C#中結構體字段類型與C++結構體中的字段類型相兼容
C#結構中的字段順序與C++結構體中的字段順序相同，要保證該功能，需要將C#結構體標記為[StructLayout( LayoutKind.Sequential)]
下面通過代碼進行說明，首先在C#中添加一個結構體，代碼如下所示：
[StructLayout( LayoutKind.Sequential)]
struct Vector3
{
public float X, Y, Z;
}
該結構體表示一個3D向量，包括X，Y，Z三個float類型的分量。
然後在TestCPPDLL.h中也定義一個相同結構的結構體，代碼如下所示：
struct Vector3
{
float X,Y,Z;
};
在TestCPPDLL.h中聲明一個用於傳遞Vector3結構體的一個函數，代碼如下所示：
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector);
在TestCPPDLL.cpp中將其實現，代碼如下所示：
TESTCPPDLL_API void __stdcall SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector)
{
cout<<"got vector3 in cpp,x:";
cout<<vector.X;
cout<<",Y:";
cout<<vector.Y;
cout<<",Z:";
cout<<vector.Z;
}
在C#中添加對SendStructFromCSToCPP函數的聲明，代碼如下所示：
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "SendStructFromCSToCPP")]
extern static void SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector);
C#中的調用過程如下所示：
//建立一個Vector3的實例
Vector3 vector = new Vector3() { X =10,Y=20,Z=30 };
//將vector傳遞給C++並在C++中輸出
SendStructFromCSToCPP(vector);
基輸出效果如下所示：
完整的TestCPPDLL.h代碼如下所示：
#define TESTCPPDLL_API __declspec(dllexport)
EXTERN_C TESTCPPDLL_API int __stdcall Add(int a,int b);
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall WriteString(wchar_t*content);
//傳入一個整型指針，將其所指向的內容加1
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall AddInt(int *i);
//傳入一個整型數組的指針以及數組長度，遍歷每一個元素並且輸出
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall AddIntArray(int *firstElement,int arraylength);
//在C++中生成一個整型數組，並且數組指針返回給C#
EXTERN_C TESTCPPDLL_API int* __stdcall GetArrayFromCPP();
//定義一個函數指針
typedef void (__stdcall *CPPCallback)(int tick);
//定義一個用於設置函數指針的方法,
//並在該函數中調用C#中傳遞過來的委托
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall SetCallback(CPPCallback callback);
struct Vector3
{
float X,Y,Z;
};
EXTERN_C TESTCPPDLL_API void __stdcall SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector);
完整的TestCPPDLL.CPP代碼如下所示：
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include "TestCPPDLL.h"
using namespace std;
TESTCPPDLL_API int __stdcall Add(int a,int b)
{
return a+b;
}
TESTCPPDLL_API void __stdcall WriteString(wchar_t*content)
{
wprintf(content);
printf("\n");
}
TESTCPPDLL_API void __stdcall AddInt(int *i)
{
(*i)++;
}
TESTCPPDLL_API void __stdcall AddIntArray(int *firstElement,int arrayLength)
{
int*currentPointer=firstElement;
for (int i = 0; i < arrayLength; i++)
{
cout<<*currentPointer;
currentPointer++;
}
cout<<endl;
}
int *arrPtr;
TESTCPPDLL_API int* __stdcall GetArrayFromCPP()
{
arrPtr=new int[10];
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
arrPtr[i]=i;
}
return arrPtr;
}
TESTCPPDLL_API void __stdcall SetCallback(CPPCallback callback)
{
int tick=100;
//下面的代碼是對C#中委托進行調用
callback(tick);
}
TESTCPPDLL_API void __stdcall SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector)
{
cout<<"got vector3 in cpp,x:";
cout<<vector.X;
cout<<",Y:";
cout<<vector.Y;
cout<<",Z:";
cout<<vector.Z;
}
完整的C#代碼如下所示：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;
namespace ConsoleApplication1
{
class Program
{
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "Add")]
extern static int Add(int a, int b);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "WriteString")]
extern unsafe static void WriteString(char* c);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "AddInt")]
extern unsafe static void AddInt(int* i);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "AddIntArray")]
extern unsafe static void AddIntArray(int* firstElement, int arraylength);
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "GetArrayFromCPP")]
extern unsafe static int* GetArrayFromCPP();
//定義一個委托，返回值為空，存在一個整型參數
public delegate void CSCallback(int tick);
//定義一個用於回調的方法，與前面定義的委托的原型一樣
//該方法會被C++所調用
static void CSCallbackFunction(int tick)
{
Console.WriteLine(tick.ToString());
}
//定義一個委托類型的實例，
//在主程序中該委托實例將指向前面定義的CSCallbackFunction方法
static CSCallback callback;
//這裡使用CSCallback委托類型來兼容C++裡的CPPCallback函數指針
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "SetCallback")]
extern static void SetCallback(CSCallback callback);
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct Vector3
{
public float X, Y, Z;
}
[DllImport(@"E:\ex\TestCPPDLL\Debug\TestCPPDLL.dll", EntryPoint = "SendStructFromCSToCPP")]
extern static void SendStructFromCSToCPP(Vector3 vector);
static void Main(string[] args)
{
int c = Add(1, 2);
Console.WriteLine(c);
//因為使用指針，因為要聲明非安全域
unsafe
{
//在傳遞字符串時，將字符所在的內存固化，
//並取出字符數組的指針
fixed (char* p = &("hello".ToCharArray()[0]))
{
//調用方法
WriteString(p);
}
}
unsafe
{
// 調用C++中的AddInt方法
int i = 10;
AddInt(&i);
Console.WriteLine(i);
//調用C++中的AddIntArray方法將C#中的數據傳遞到C++中，並在C++中輸出
int[] CSArray = new int[10];
for (int iArr = 0; iArr < 10; iArr++)
{
CSArray[iArr] = iArr;
}
fixed (int* pCSArray = &CSArray[0])
{
AddIntArray(pCSArray, 10);
}
//調用C++中的GetArrayFromCPP方法獲取一個C++中建立的數組
int* pArrayPointer = null;
pArrayPointer = GetArrayFromCPP();
for (int iArr = 0; iArr < 10; iArr++)
{
Console.WriteLine(*pArrayPointer);
pArrayPointer++;
}
}
//讓委托指向將被回調的方法
callback = CSCallbackFunction;
//將委托傳遞給C++
SetCallback(callback);
//建立一個Vector3的實例
Vector3 vector = new Vector3() { X = 10, Y = 20, Z = 30 };
//將vector傳遞給C++並在C++中輸出
SendStructFromCSToCPP(vector);
Console.Read();
}
}
}
