C# 呼叫 Windows API 完整教學：P/Invoke、結構封送與實戰範例

前言

Windows API 是系統級功能的入口。C# 透過 P/Invoke (DllImport) 呼叫非受控 DLL，雖比 VB 複雜，但掌握規則後即可靈活運用。本文從基本宣告、結構封送、到 MessageBox 與 GetSystemInfo 實戰範例完整說明。

核心命名空間與屬性

using System.Runtime.InteropServices;

[DllImport("User32.dll", CharSet = CharSet.Auto, SetLastError = true)]
public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, uint type);

• DllImport：指定 DLL 名稱、字元集、錯誤處理
• static extern：標記為外部靜態方法
• CharSet.Auto：依平台自動選 Unicode/ANSI

基本型別對照表

範例 1：MessageBox 簡易呼叫

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Windows.Forms;

public class ApiDemo
{
    [DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
    public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, uint type);

    public static void Main()
    {
        MessageBox(IntPtr.Zero, "API 呼叫成功", "P/Invoke Demo", 0); // MB_OK
    }
}

範例 2：GetSystemInfo 結構封送

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

public class SystemInfoDemo
{
    // 1. 定義結構，指定 Sequential 配置
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    public struct SYSTEM_INFO
    {
        public ushort wProcessorArchitecture;
        public ushort wReserved;
        public uint dwPageSize;
        public IntPtr lpMinimumApplicationAddress;
        public IntPtr lpMaximumApplicationAddress;
        public IntPtr dwActiveProcessorMask;
        public uint dwNumberOfProcessors;
        public uint dwProcessorType;
        public uint dwAllocationGranularity;
        public ushort wProcessorLevel;
        public ushort wProcessorRevision;
    }

    // 2. 宣告 API
    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
    public static extern void GetSystemInfo(ref SYSTEM_INFO lpSystemInfo);

    public static void Main()
    {
        SYSTEM_INFO info = new SYSTEM_INFO();
        GetSystemInfo(ref info);

        Console.WriteLine($"處理器架構: {info.wProcessorArchitecture}");
        Console.WriteLine($"頁面大小: {info.dwPageSize} bytes");
        Console.WriteLine($"處理器核心數: {info.dwNumberOfProcessors}");
        Console.WriteLine($"處理器類型: {info.dwProcessorType}");
        Console.WriteLine($"配置粒度: {info.dwAllocationGranularity} bytes");
    }
}

進階主題

字串緩衝區：StringBuilder

[DllImport("kernel32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
public static extern uint GetWindowsDirectory(StringBuilder lpBuffer, uint uSize);

// 呼叫
var sb = new StringBuilder(260);
GetWindowsDirectory(sb, (uint)sb.Capacity);
Console.WriteLine(sb.ToString());

回呼函數

public delegate bool EnumWindowsProc(IntPtr hWnd, IntPtr lParam);

[DllImport("user32.dll")]
public static extern bool EnumWindows(EnumWindowsProc lpEnumFunc, IntPtr lParam);

// 使用
EnumWindows((hWnd, lParam) => {
    var sb = new StringBuilder(256);
    GetWindowText(hWnd, sb, sb.Capacity);
    Console.WriteLine($"0x{hWnd.ToInt64():X}: {sb}");
    return true; // 繼續列舉
}, IntPtr.Zero);

安全與非安全代碼

• 預設 P/Invoke 為非安全，需 unsafe 區塊或 AllowUnsafeBlocks 編譯選項。
• 傳遞指標時使用 void* 或 byte*，搭配 fixed 陳述式固定記憶體位置。

最佳實務清單

1. 優先使用 .NET Framework 內建類別（Environment、Process、ManagementObjectSearcher），避免直接呼叫 API。
2. 使用 SetLastError = true 搭配 Marshal.GetLastWin32Error() 取得錯誤碼。
3. 結構務必標註 [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] 或 Explicit。
4. 字串參數加 CharSet = CharSet.Auto 確保 Unicode/ANSI 正確。
5. 處理 IntPtr 時注意 32/64 位元相容性。

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