C# 調用 C++ DLL 完整教程：從基礎函數到類對象跨語言互操作

第一部分：創建 C++ 動態鏈接庫

1. 項目設置

• 選擇 Win32 Project → DLL 類型
• 配置管理器：Active solution platform → x64（關鍵，匹配 C# 目標平台）

2. 導出函數聲明

// CppDemo.cpp
extern "C" __declspec(dllexport) int Add(int x, int y) { return x + y; }
extern "C" __declspec(dllexport) int Sub(int x, int y) { return x - y; }
extern "C" __declspec(dllexport) int Multiply(int x, int y) { return x * y; }
extern "C" __declspec(dllexport) int Divide(int x, int y) { return x / y; }

關鍵字解析：

• extern "C"：禁用 C++ 名稱修飾，按 C 語言規則導出，使 DllImport 能按名查找
• __declspec(dllexport)：將函數放入 DLL 導出表

第二部分：C# 調用簡單函數

1. 複製 DLL

將編譯生成的 CppDemo.dll 複製到 C# 項目 bin/x64/Debug/ 目錄（或設置 Copy to Output Directory）。

2. P/Invoke 聲明

public class CPPDLL {
    [DllImport("CppDemo.dll")]
    public static extern int Add(int x, int y);
    
    [DllImport("CppDemo.dll")]
    public static extern int Sub(int x, int y);
    
    [DllImport("CppDemo.dll")]
    public static extern int Multiply(int x, int y);
    
    [DllImport("CppDemo.dll")]
    public static extern int Divide(int x, int y);
}

3. 調用測試

int result = CPPDLL.Add(10, 20);
Console.WriteLine($"10 + 20 = {result}");
// 輸出：10 + 20 = 30

第三部分：跨語言傳遞類/結構體（進階）

1. C++ 定義結構體與工廠函數

// UserInfo.h
typedef struct {
    char name[32];
    int age;
} User;

class UserInfo {
    char* m_Name;
    int m_Age;
public:
    UserInfo(char* name, int age) : m_Name(name), m_Age(age) {}
    virtual ~UserInfo() {}
    int GetAge() { return m_Age; }
    char* GetName() { return m_Name; }
};

// UserInfo.cpp
extern "C" __declspec(dllexport) User* Create(char* name, int age) {
    User* user = (User*)malloc(sizeof(User));
    UserInfo* info = new UserInfo(name, age);
    strcpy(user->name, info->GetName());
    user->age = info->GetAge();
    return user;  // 返回堆分配的結構體指針
}

設計要點：

• 使用 malloc 分配內存，避免 C++ new 與 C# 內存管理衝突
• 返回指針而非值，防止局部變量銷毀
• 固定長度 char[32] 便於 C# 封送

2. C# 定義對應結構體與調用

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct User {
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 32)]
    public string Name;
    public int Age;
}

public class CPPDLL {
    // ... 原有函數 ...
    
    [DllImport("CppDemo.dll")]
    public static extern IntPtr Create(string name, int age);
}

// 調用
IntPtr ptr = CPPDLL.Create("Shawn", 25);
User user = (User)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(User));
Console.WriteLine($"Name: {user.Name}, Age: {user.Age}");
// 輸出：Name: Shawn, Age: 25

關鍵屬性解析

• [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]：按聲明順序佈局，匹配 C++ 內存排列
• [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 32)]：固定長度字符串封送
• IntPtr：跨平台指針類型，接收 C++ 返回的指針
• Marshal.PtrToStructure：將非托管內存轉為托管結構體

常見坑與最佳實踐

總結

C# 調用 C++ DLL 核心流程：C++ 導出 C 風格接口 → C# P/Invoke 聲明 → 內存佈局匹配 → 指針轉結構體。掌握 extern "C"、__declspec(dllexport)、StructLayout、MarshalAs、IntPtr 五大關鍵點，即可實現複雜類型的安全跨語言互操作。