编辑“︁C Sharp P Invoke”︁（章节）

= C# P/Invoke =

== 介绍 ==
'''P/Invoke'''（Platform Invocation Services）是 C# 中用于调用非托管代码（如 C/C++ DLL 或系统 API）的一种机制。它允许 .NET 应用程序与本地库交互，扩展了 C# 的功能范围。P/Invoke 在需要访问操作系统底层功能或调用现有本地库时非常有用。

=== 核心概念 ===
* '''非托管代码'''：不由 .NET 运行时管理的代码（如 Win32 API 或 C++ 库）。
* '''托管代码'''：由 .NET 运行时管理的代码（如 C# 程序）。
* '''互操作性'''：托管代码与非托管代码之间的通信。

== 基本语法 ==
P/Invoke 主要通过 `DllImport` 特性声明外部函数。以下是一个简单的示例：

<syntaxhighlight lang="csharp">
using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    // 声明外部函数（来自 user32.dll）
    [DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Unicode)]
    public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string text, string caption, uint type);

    static void Main()
    {
        // 调用非托管函数
        MessageBox(IntPtr.Zero, "Hello from P/Invoke!", "Message", 0);
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 输出 ===
执行此代码将弹出一个 Windows 消息框，显示文本 "Hello from P/Invoke!"。

== 参数传递 ==
P/Invoke 需要正确处理数据类型转换。以下是常见映射：

{| class="wikitable"
|-
! C/C++ 类型 !! C# 类型
|-
| <code>int</code> | <code>int</code>
|-
| <code>char*</code> | <code>string</code> 或 <code>StringBuilder</code>
|-
| <code>HWND</code> | <code>IntPtr</code>
|-
| <code>BOOL</code> | <code>bool</code>
|}

=== 示例：调用 Win32 API ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
[DllImport("kernel32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
public static extern bool Beep(uint frequency, uint duration);

static void Main()
{
    Beep(1000, 500); // 发出 1000Hz 的蜂鸣声，持续 500ms
}
</syntaxhighlight>

== 结构体和回调 ==
P/Invoke 支持传递结构体和回调函数。

=== 结构体示例 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct POINT
{
    public int X;
    public int Y;
}

[DllImport("user32.dll")]
public static extern bool GetCursorPos(out POINT point);

static void Main()
{
    POINT cursorPos;
    GetCursorPos(out cursorPos);
    Console.WriteLine($"Cursor position: X={cursorPos.X}, Y={cursorPos.Y}");
}
</syntaxhighlight>

=== 回调示例 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
public delegate bool EnumWindowsProc(IntPtr hWnd, IntPtr lParam);

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

static bool EnumWindowsCallback(IntPtr hWnd, IntPtr lParam)
{
    Console.WriteLine($"Window handle: {hWnd}");
    return true;
}

static void Main()
{
    EnumWindows(EnumWindowsCallback, IntPtr.Zero);
}
</syntaxhighlight>

== 错误处理 ==
P/Invoke 错误通常通过以下方式处理：
* 检查返回值（如 <code>false</code> 表示失败）。
* 调用 <code>Marshal.GetLastWin32Error()</code> 获取错误代码。

== 实际案例 ==
=== 案例：获取系统信息 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
[DllImport("kernel32.dll")]
public static extern void GetSystemInfo(out SYSTEM_INFO lpSystemInfo);

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct SYSTEM_INFO
{
    public ushort wProcessorArchitecture;
    public uint dwPageSize;
    // 其他字段...
}

static void Main()
{
    SYSTEM_INFO info;
    GetSystemInfo(out info);
    Console.WriteLine($"Page size: {info.dwPageSize} bytes");
}
</syntaxhighlight>

== 性能考虑 ==
* P/Invoke 调用比纯托管代码慢（因跨托管/非托管边界）。
* 频繁调用时应考虑批处理或缓存。

== 安全注意事项 ==
* 验证所有输入参数，防止缓冲区溢出。
* 避免暴露敏感数据给非托管代码。

== 进阶主题 ==
=== 内存管理 ===
使用 <code>Marshal</code> 类手动管理内存：
<syntaxhighlight lang="csharp">
IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(1024); // 分配非托管内存
// 使用内存...
Marshal.FreeHGlobal(ptr); // 释放内存
</syntaxhighlight>

=== 调用约定 ===
指定调用约定（如 <code>CallingConvention.StdCall</code>）：
<syntaxhighlight lang="csharp">
[DllImport("lib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
</syntaxhighlight>

== 常见问题 ==
{| class="wikitable"
|-
! 问题 !! 解决方案
|-
| "DLL not found" 错误 | 确保 DLL 位于可执行文件目录或系统路径
|-
| 访问冲突 | 检查参数类型是否正确映射
|-
| 内存泄漏 | 确保释放所有分配的非托管资源
|}

== 总结 ==
P/Invoke 是 C# 与本地代码交互的强大工具，适用于：
* 调用操作系统 API
* 复用现有本地库
* 访问硬件功能

通过正确使用数据类型、错误处理和内存管理，可以构建稳定高效的互操作解决方案。

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