# C# 如何调用 C++ DLL中的函数接口和回调函数
在软件开发中，C# 和 C++ 都是广泛使用的编程语言。C# 凭借其简洁的语法和强大的.NET 框架，在 Windows 平台开发中占据重要地位；而 C++ 则以其高性能和对底层硬件的直接访问能力，在系统级编程、游戏开发等领域发挥着关键作用。在实际项目中，常常会遇到需要 C# 调用 C++ DLL 中的函数接口和回调函数的情况，例如利用 C++ 编写的性能敏感模块，或者复用已有的 C++ 库。本文将详细介绍 C# 调用 C++ DLL 中函数接口和回调函数的方法。
## 一、C++ DLL 的创建与函数导出### 1. 创建 C++ DLL 项目
在 Visual Studio 中，选择创建“动态链接库 (DLL)”项目。例如，创建一个名为“CppDllExample”的项目。
### 2. 编写 C++ 导出函数
在 C++ DLL 中，需要使用特定的关键字来导出函数，以便外部程序（如 C# 程序）能够调用。常见的导出方式有使用 `__declspec(dllexport)` 关键字。
以下是一个简单的 C++ DLL 示例，包含一个加法函数和一个设置回调函数的接口：
// CppDllExample.h
#ifdef CPPDLLEXAMPLE_EXPORTS
#define CPPDLLEXAMPLE_API __declspec(dllexport)
#else
#define CPPDLLEXAMPLE_API __declspec(dllimport)
#endif
// 定义回调函数类型
typedef void (__stdcall *CallbackFunc)(int result);
extern "C" {
// 导出的加法函数
CPPDLLEXAMPLE_API int AddNumbers(int a, int b);
// 导出的设置回调函数接口
CPPDLLEXAMPLE_API void SetCallback(CallbackFunc callback);
}// CppDllExample.cpp
#include "pch.h"
#include "CppDllExample.h"
// 全局变量存储回调函数指针
CallbackFunc g_callback = nullptr;
// 加法函数实现
CPPDLLEXAMPLE_API int AddNumbers(int a, int b) {
return a + b;
}
// 设置回调函数接口实现
CPPDLLEXAMPLE_API void SetCallback(CallbackFunc callback) {
g_callback = callback;
}在上述代码中，`AddNumbers` 函数用于执行两个整数的加法操作，`SetCallback` 函数用于设置一个回调函数，该回调函数将在 C++ 代码中被调用。
## 二、C# 调用 C++ DLL 中的函数接口### 1. 使用 P/Invoke 调用普通函数
P/Invoke（Platform Invocation Services）是.NET 框架提供的一种机制，允许 C# 代码调用非托管代码（如 C++ DLL 中的函数）。
首先，需要在 C# 项目中添加对 C++ DLL 的引用（实际上是通过声明外部函数来调用，不需要真正的引用，但需要将 DLL 放在可访问的路径，如输出目录）。然后，使用 `DllImport` 特性来声明要调用的 C++ 函数。
以下是在 C# 中调用 `AddNumbers` 函数的示例：
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
class Program {
// 声明 AddNumbers 函数，指定 DLL 名称和调用约定
[DllImport("CppDllExample.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int AddNumbers(int a, int b);
static void Main() {
int num1 = 5;
int num2 = 7;
int result = AddNumbers(num1, num2);
Console.WriteLine($"The sum of {num1} and {num2} is {result}");
}
}在上述代码中，`DllImport` 特性的 `CallingConvention` 属性指定了调用约定为 `Cdecl`，这与 C++ 函数中使用的调用约定需要保持一致。如果调用约定不匹配，可能会导致程序崩溃或数据错误。
### 2. 处理数据类型映射
C# 和 C++ 的数据类型并不完全相同，在进行 P/Invoke 调用时，需要正确处理数据类型的映射。以下是一些常见数据类型的映射关系：
C++ `int` 对应 C# `int`（32 位整数）
C++ `long` 在 32 位系统中对应 C# `int`，在 64 位系统中对应 C# `long`（64 位整数）
C++ `float` 对应 C# `float`
C++ `double` 对应 C# `double`
C++ `char*` 对应 C# `string` 或 `IntPtr`（需要手动处理字符串转换）
例如，如果 C++ DLL 中有一个函数接受 `char*` 参数并返回一个字符串，在 C# 中的调用方式如下：
C++ 函数声明：
CPPDLLEXAMPLE_API char* GetString();C# 调用代码：
[DllImport("CppDllExample.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern IntPtr GetString();
static void Main() {
IntPtr ptr = GetString();
string result = Marshal.PtrToStringAnsi(ptr);
Console.WriteLine($"The string from DLL is {result}");
}这里使用了 `Marshal.PtrToStringAnsi` 方法将 `IntPtr` 转换为 C# 的字符串。
## 三、C# 调用 C++ DLL 中的回调函数### 1. 定义回调函数委托
在 C# 中，需要定义一个与 C++ 回调函数类型匹配的委托。对于前面定义的 C++ 回调函数类型 `typedef void (__stdcall *CallbackFunc)(int result);`，在 C# 中的委托定义如下：
[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall)]
public delegate void CallbackDelegate(int result);`UnmanagedFunctionPointer` 特性用于指定委托的调用约定，这里设置为 `StdCall`，与 C++ 回调函数的调用约定一致。
### 2. 传递回调函数给 C++ DLL
接下来，需要在 C# 中声明 `SetCallback` 函数，并传递一个委托实例给它。
[DllImport("CppDllExample.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern void SetCallback(CallbackDelegate callback);
static void Main() {
// 创建回调函数实例
CallbackDelegate callback = new CallbackDelegate(CallbackMethod);
// 传递回调函数给 C++ DLL
SetCallback(callback);
Console.WriteLine("Callback function has been set. Waiting for callback...");
Console.ReadLine(); // 保持程序运行，以便观察回调效果
}
// 回调函数实现
static void CallbackMethod(int result) {
Console.WriteLine($"Callback received: The result is {result}");
}在上述代码中，`CallbackMethod` 是 C# 中实现的回调函数，当 C++ 代码调用回调函数时，这个方法将被执行。
### 3. C++ 端调用回调函数
为了完整演示回调函数的调用过程，我们可以在 C++ DLL 中添加一个函数，该函数在执行某些操作后调用回调函数。例如，添加一个 `TriggerCallback` 函数：
C++ 代码修改：
// CppDllExample.h 中添加
CPPDLLEXAMPLE_API void TriggerCallback();
// CppDllExample.cpp 中添加
CPPDLLEXAMPLE_API void TriggerCallback() {
if (g_callback!= nullptr) {
g_callback(42); // 调用回调函数并传递结果 42
}
}C# 端调用 `TriggerCallback` 函数：
[DllImport("CppDllExample.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern void TriggerCallback();
static void Main() {
CallbackDelegate callback = new CallbackDelegate(CallbackMethod);
SetCallback(callback);
Console.WriteLine("Triggering callback...");
TriggerCallback();
Console.ReadLine();
}### 1. 调用约定不匹配
如果 C# 和 C++ 的调用约定不匹配，可能会导致程序崩溃或数据错误。常见的调用约定有 `Cdecl`、`StdCall` 等。确保在 `DllImport` 特性和 C++ 函数声明中使用相同的调用约定。
### 2. 内存管理问题
当涉及字符串或复杂数据结构的传递时，可能会出现内存管理问题。例如，C++ 分配的内存需要在 C# 中正确释放，或者 C# 传递的字符串需要在 C++ 中正确处理。可以使用 `Marshal` 类提供的方法来进行内存管理，如 `Marshal.AllocHGlobal`、`Marshal.FreeHGlobal` 等。
### 3. DLL 加载失败
如果 C# 程序无法加载 C++ DLL，可能是由于 DLL 路径不正确或 DLL 依赖的其他库缺失。确保 DLL 位于程序的输出目录或系统路径中，并且所有依赖项都已正确安装。
## 五、总结本文详细介绍了 C# 调用 C++ DLL 中函数接口和回调函数的方法。首先，创建了包含导出函数和回调函数接口的 C++ DLL；然后，使用 P/Invoke 技术在 C# 中调用 C++ DLL 的普通函数，并处理了数据类型的映射；接着，定义了与 C++ 回调函数匹配的委托，实现了 C# 到 C++ 的回调函数传递；最后，讨论了常见问题及解决方案。通过掌握这些技术，开发者可以在 C# 和 C++ 之间进行有效的交互，充分利用两种语言的优势，提高软件开发的效率和质量。
关键词：C#、C++ DLL、函数接口调用、回调函数、P/Invoke、数据类型映射
简介：本文围绕 C# 调用 C++ DLL 中的函数接口和回调函数展开，先介绍 C++ DLL 的创建与函数导出，接着阐述 C# 用 P/Invoke 调用普通函数及处理数据类型映射，然后说明 C# 调用 C++ DLL 回调函数的方法，包括定义委托、传递委托及 C++ 端调用，最后讨论常见问题与解决方案，助力开发者实现 C# 和 C++ 的有效交互。
