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在C#程序设计中使用Win32类库

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C# 用户经常提出两个问题:“我为什么要另外编写代码来使用内置于 Windows 中的功能?

作者:dtqgfnet 来源:CSDNBLOG 2007年11月13日

关键字: C# 程序设计 Win32

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C# 用户经常提出两个问题:“我为什么要另外编写代码来使用内置于 Windows 中的功能?在框架中为什么没有相应的内容可以为我完成这一任务?”当框架小组构建他们的 .NET 部分时,他们评估了为使 .NET 程序员可以使用 Win32 而需要完成的工作,结果发现 Win32 API 集非常庞大。他们没有足够的资源为所有 Win32 API 编写托管接口、加以测试并编写文档,因此只能优先处理最重要的部分。许多常用操作都有托管接口,但是还有许多完整的 Win32 部分没有托管接口。

  平台调用 (P/Invoke) 是完成这一任务的最常用方法。要使用 P/Invoke,您可以编写一个描述如何调用函数的原型,然后运行时将使用此信息进行调用。另一种方法是使用 Managed Extensions to C++ 来包装函数,这部分内容将在以后的专栏中介绍。

  要理解如何完成这一任务,最好的办法是通过示例。在某些示例中,我只给出了部分代码;完整的代码可以通过下载获得。

  简单示例

  在第一个示例中,我们将调用 Beep() API 来发出声音。首先,我需要为 Beep() 编写适当的定义。查看 MSDN 中的定义,我发现它具有以下原型:

BOOL Beep(
 DWORD dwFreq,   // 声音频率
 DWORD dwDuration  // 声音持续时间
);

  要用 C# 来编写这一原型,需要将 Win32 类型转换成相应的 C# 类型。由于 DWORD 是 4 字节的整数,因此我们可以使用 int 或 uint 作为 C# 对应类型。由于 int 是 CLS 兼容类型(可以用于所有 .NET 语言),以此比 uint 更常用,并且在多数情况下,它们之间的区别并不重要。bool 类型与 BOOL 对应。现在我们可以用 C# 编写以下原型:

public static extern bool Beep(int frequency, int duration);
 
  这是相当标准的定义,只不过我们使用了 extern 来指明该函数的实际代码在别处。此原型将告诉运行时如何调用函数;现在我们需要告诉它在何处找到该函数。

  我们需要回顾一下 MSDN 中的代码。在参考信息中,我们发现 Beep() 是在 kernel32.lib 中定义的。这意味着运行时代码包含在 kernel32.dll 中。我们在原型中添加 DllImport 属性将这一信息告诉运行时:

[DllImport("kernel32.dll")]

  这就是我们要做的全部工作。下面是一个完整的示例,它生成的随机声音在二十世纪六十年代的科幻电影中很常见。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace Beep
{
class Class1
 {
   [DllImport("kernel32.dll")]
   public static extern bool Beep(int frequency, int duration);

   static void Main(string[] args)
   {
     Random random = new Random();

     for (int i = 0; i < 10000; i++)
     {
      Beep(random.Next(10000), 100);
}
   }
 }
}

  它的声响足以刺激任何听者!由于 DllImport 允许您调用 Win32 中的任何代码,因此就有可能调用恶意代码。所以您必须是完全受信任的用户,运行时才能进行 P/Invoke 调用。

  枚举和常量

  Beep() 可用于发出任意声音,但有时我们希望发出特定类型的声音,因此我们改用 MessageBeep()。MSDN 给出了以下原型:

BOOL MessageBeep(
 UINT uType // 声音类型
);

  这看起来很简单,但是从注释中可以发现两个有趣的事实。

  首先,uType 参数实际上接受一组预先定义的常量。

  其次,可能的参数值包括 -1,这意味着尽管它被定义为 uint 类型,但 int 会更加适合。

  对于 uType 参数,使用 enum 类型是合乎情理的。MSDN 列出了已命名的常量,但没有就具体值给出任何提示。由于这一点,我们需要查看实际的 API。

  如果您安装了 Visual Studio? 和 C++,则 Platform SDK 位于 \Program Files\Microsoft Visual Studio .NET\Vc7\PlatformSDK\Include 下。

  为查找这些常量,我在该目录中执行了一个 findstr。

  findstr "MB_ICONHAND" *.h

  它确定了常量位于 winuser.h 中,然后我使用这些常量来创建我的 enum 和原型:

public enum BeepType
{
  SimpleBeep = -1,
  IconAsterisk = 0x00000040,
  IconExclamation = 0x00000030,
  IconHand = 0x00000010,
  IconQuestion = 0x00000020,
  Ok = 0x00000000,
}

[DllImport("user32.dll")]
public static extern bool MessageBeep(BeepType beepType);

  现在我可以用下面的语句来调用它: MessageBeep(BeepType.IconQuestion);
处理结构

  有时我需要确定我笔记本的电池状况。Win32 为此提供了电源管理函数。

  搜索 MSDN 可以找到 GetSystemPowerStatus() 函数。

BOOL GetSystemPowerStatus(
 LPSYSTEM_POWER_STATUS lpSystemPowerStatus
);

  此函数包含指向某个结构的指针,我们尚未对此进行过处理。要处理结构,我们需要用 C# 定义结构。我们从非托管的定义开始:

typedef struct _SYSTEM_POWER_STATUS {
BYTE  ACLineStatus;
BYTE  BatteryFlag;
BYTE  BatteryLifePercent;
BYTE  Reserved1;
DWORD BatteryLifeTime;
DWORD BatteryFullLifeTime;
} SYSTEM_POWER_STATUS, *LPSYSTEM_POWER_STATUS;

  然后,通过用 C# 类型代替 C 类型来得到 C# 版本。

struct SystemPowerStatus
{
  byte ACLineStatus;
  byte batteryFlag;
  byte batteryLifePercent;
  byte reserved1;
  int batteryLifeTime;
  int batteryFullLifeTime;
}

  这样,就可以方便地编写出 C# 原型:

[DllImport("kernel32.dll")]
public static extern bool GetSystemPowerStatus(
  ref SystemPowerStatus systemPowerStatus);

  在此原型中,我们用“ref”指明将传递结构指针而不是结构值。这是处理通过指针传递的结构的一般方法。

  此函数运行良好,但是最好将 ACLineStatus 和 batteryFlag 字段定义为 enum:

  enum ACLineStatus: byte
  {
   Offline = 0,
   Online = 1,
   Unknown = 255,
  }

  enum BatteryFlag: byte
  {
   High = 1,
   Low = 2,
   Critical = 4,
   Charging = 8,
   NoSystemBattery = 128,
   Unknown = 255,
  }

  请注意,由于结构的字段是一些字节,因此我们使用 byte 作为该 enum 的基本类型。
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