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  • python 与cpp接口编程

    (1)vc6下面生成dll学习

    1.使用 VC6.0 生成 DLL
    新建项目 “Win32 Dynamic-Link Library”，输入项目名称，确定后选择 “A simple DLL project” 点击“完成”。

    以下为cpp文件自动生成的代码：
    #include "stdafx.h"
    BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
    DWORD ul_reason_for_call,
    LPVOID lpReserved
    )
    {
    return TRUE;
    }

    编辑cpp文件：
    在#include "stdafx.h"的下一行加入
    extern "C" __declspec(dllexport) int fun(int a, int b);
    /*
    这是C格式导出函数;
    这种写法一般用在C++写的DLL中，指按C的规则导出这个函数，否则导出的函数会很怪;
    加上 extern "C" 表示按标准C格式导出函数.如果去掉仅兼容C++;
    其中 int fun(int a, int b) 这部分代码是我们想用 dll 实现的函数原型声明
    如果还想加入其他的可以继续加入 extern "C" __declspec(dllexport) int fun1(int a, int b);
    */

    DllMain 是 DLL 的默认入口函数，类似于C语言的main函数，该例子无需修改此处，在 DllMain 的后面加入：
    int fun(int a,int b)
    {
    return a+b;
    }

    这就是我们想用 DLL 实现的函数的定义，build 之后就会在 debug 目录下生成我们想要的 dll 文件
    2.调用 DLL
    新建一个 Win32 Console Application 工程，把刚才生成的 dll 文件拷贝到工程的根目录下

    在 stdafx.h 文件中加入：#include <windows.h>

    编辑cpp文件：
    #include "stdafx.h"
    typedef int (*PFUN)(int,int);
    void main()
    {
    HMODULE hModule = ::LoadLibrary("dlltest.dll");
    PFUN newfun = (PFUN)::GetProcAddress(hModule,"fun");
    int i = newfun(1,2);
    printf("The result is %d\n",i);
    ::FreeLibrary(hModule);
    }

    然后，运行就可以看到结果了



    转 VC6.0下调用Dll文件提供的函数接口和全局变量
    函数接口：
    首先把生成的Dll文件（如RegularDll.dll和RegularDll.lib）拷贝到当前工程所在文件夹，调用有两种方法：

    1）动态方法：
    使用LoadLibrary和GetProcAddress等函数，例
    typedef void (*lpFun)(void);
    HINSTANCE hDll;
    hDll = LoadLibrary("RegularDll.dll");
    if (NULL==hDll) {
    MessageBox("Dll load failed!");
    }
    lpFun pShowDlg = (lpFun)GetProcAddress(hDll,"ShowDlg");
    if (NULL == pShowDlg) {
    MessageBox("Load function \"ShowDlg\" failed!");
    }
    pShowDlg();*/

    2）静态声明方法：
    创建Dll的工程中，函数声明和定义时用 _stdcall 修饰，例
    void _stdcall ShowDlg(void){...}
    在调用dll的工程的文件中，在文件头部声明库和函数，如下例
    #pragma comment(lib,"RegularDll.lib")
    void _stdcall ShowDlg(void);
    调用时直接ShowDlg()就可以了。
    以上两种方法在VC6.0中调试成功，保证可用！

    有的文章中说这样声明即可：
    #pragma comment(lib,"RegularDll.lib")
    void ShowDlg(void);
    但在VC6.0下会报找不到函数ShowDlg的错误，不知是不是我没有设置好？

    全局变量（访问Dll文件中的全局变量）
    在创建Dll的工程中，在头文件中这样声明：
    //lib.h
    #ifndef _LIB_H
    #define _LIB_H
    #ifdef DLL_FILE
    extern int dllGlobalVar;
    #else
    extern int _declspec(dllimport) dllGlobalVar;
    #endif

    在创建Dll的工程的cpp文件中先定义DLL_FILE，再定义该变量，如下例：
    //lib.cpp
    #define DLL_FILE
    #include "lib.h"
    int dllGlobalVar; //define
    BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved)
    {
    switch(ul_reason_for_call) {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
    dllGlobalVar = 100; // initialization when dll attached
    break;
    ……
    }
    int _stdcall GetGlobalVar()
    {
    return dllGlobalVar; // use the global variable
    }

    在调用Dll文件的工程中，需要访问该全局变量时，声明如下：
    #include "..\\lib.h"
    #pragma comment(lib,"dllTest.lib")
    然后可以当作普通的全局值变量使用和修改了！
    printf("%d \n", dllGlobalVar);
    dllGlobalVar = 234;
    printf("%d \n", dllGlobalVar);
    修改会影响本工程使用的值，不过内部实现的原理还不清楚：（

    据说还有一种方法可以访问全局变量的指针形式，不过我一直没有试通，希望高人指点！
    如有其他问题，欢迎邮件交流！（邮件地址见公告）

    初识dll，在VS2010平台上创建并使用dll（revised）

    一、为什么需要dll

    代码复用是提高软件开发效率的重要途径。一般而言，只要某部分代码具有通用性，就可将它构造成相对独立的功能模块并在之后的项目中重复使用。比较常见的例子是各种应用程序框架，如ATL、MFC等，它们都以源代码的形式发布。由于这种复用是“源码级别”的，源代码完全暴露给了程序员，因而称之为“白盒复用”。“白盒复用”的缺点比较多，总结起来有4点。

    1. 暴露了源代码；
    2. 容易与程序员的“普通”代码发生命名冲突；
    3. 多份拷贝，造成存储浪费；
    4. 更新功能模块比较困难。

    实际上，以上4点概括起来就是“暴露的源代码”造成“代码严重耦合”。为了弥补这些不足，就提出了“二进制级别”的代码复用。使用二进制级别的代码复用一定程度上隐藏了源代码，对于缓解代码耦合现象起到了一定的作用。这样的复用被称为“黑盒复用”。

    在Windows操作系统中有两种可执行文件，其后缀名分别为.exe和.dll。它们的区别在于，.exe文件可被独立的装载于内存中运行；.dll文件却不能，它只能被其它进程调用。然而无论什么格式，它们都是二进制文件。上面说到的“二进制级别”的代码复用，可以使用.dll来实现。

    与白盒复用相比，.dll很大程度上弥补了上述4大缺陷。.dll是二进制文件，因此隐藏了源代码；如果采用“显式调用”（后边将会提到），一般不会发生命名冲突；由于.dll是动态链接到应用程序中去的，它并不会在链接生成程序时被原原本本拷贝进去；.dll文件相对独立的存在，因此更新功能模块是可行的。

    说明：实现“黑盒复用”的途径不只dll一种，静态链接库甚至更高级的COM组件都是。本文只对dll进行讨论。

    二、创建dll

    接下来用一个简单的例子来说明创建dll的方法。本例采用VS2010，使用C++编程语言，具体操作步骤如下。

    通过Start Page或者File菜单栏，新建一个Project，将会弹出新建项目对话框。选择Win32 Project向导，项目名为CreateDLL，解决方案名为DLLTEST（注意Create directories for solution是勾选上的），点击OK，接着点击Next，到Application Settings，选择应用程序类型为dll，并勾选“Export Symbols”，点击Finish。完成这一步之后，VS界面上左边的Solution Explorer中将会看到向导自动生成的文件列表，如图1所示。

    图1 wizard自动生成的文件列表

    在VS界面的编辑窗口中，展示了自动生成的CreateDLL.cpp的代码。

    1. // CreateDLL.cpp : Defines the exported functions for the DLL application.  
    2. //  
    3.   
    4. #include "stdafx.h"  
    5. #include "CreateDLL.h"  
    6.   
    7.   
    8. // This is an example of an exported variable  
    9. CREATEDLL_API int nCreateDLL = 0;  
    10.   
    11. // This is an example of an exported function.  
    12. CREATEDLL_API int fnCreateDLL(void)  
    13. {  
    14.     return 42;  
    15. }  
    16.   
    17. // This is the constructor of a class that has been exported.  
    18. // see CreateDLL.h for the class definition  
    19. CCreateDLL::CCreateDLL()  
    20. {  
    21.     return;  
    22. }  

    这里有3种类型的example，分别为导出变量nCreateDLL、导出函数fnCreateDLL以及导出类CCreateDLL。为了简化起见，本例只考虑导出函数。修改CreateDLL.h文件为：

    1. #ifdef CREATEDLL_EXPORTS  
    2. #define CREATEDLL_API __declspec(dllexport)  
    3. #else  
    4. #define CREATEDLL_API __declspec(dllimport)  
    5. #endif  
    6.   
    7. CREATEDLL_API void printMax(int&,int&);  
    8. CREATEDLL_API void printMax(int&,int&,int&);  

    修改CreateDLL.cpp文件为： 

    1. CREATEDLL_API void printMax(int& a,int& b)  
    2. {  
    3.     std::cout<<"Among ("<<a<<","<<b<<"), the Max Number is "<<(a>b?a:b)<<"\n";  
    4. }  
    5. CREATEDLL_API void printMax(int& a,int& b,int& c)  
    6. {  
    7.     std::cout<<"Among ("<<a<<","<<b<<","<<c<<"), the Max Number is "<<(((a>b?a:b)>c)?(a>b?a:b):c)<<"\n";  
    8. }  

    不难发现，printMax函数的作用就是打印出两个整数或三个整数中的最大值。需要说明的是，这里故意使用同名函数是为了引出导出函数的修饰名称，具体将在第四节中阐述。

    接下来，选择菜单Build->Build CreateDLL，Output窗口提示CreateDLL.dll文件生成成功，如图2所示。

     图2 CreateDLL.dll成功生成

    三、使用dll

    本例采用“显式调用”的方式使用CreateDLL.dll。显式调用方式相比于”隐式调用“有好有坏。显式调用只需要一个.dll文件就可以了，灵活性更好，更新模块方便；相对的，程序员需要做的事情更多，使用方法更为复杂。

    右键单击Solution Explorer中的Solution 'DLLTEST'，在弹出的菜单中选择Add->New Project，选择Win32 Console Application，输入项目名为UseDLL，点击OK，接着点击Next，在Application Settings界面勾选EmptyProject并点击Finish。右键单击项目UseDLL，给它添加源文件UseDLL.cpp。这样操作之后，Solution Explorer的信息如图3所示。

    图3 向Solution'DLLTEST'添加项目UseDLL

    编写UseDLL.cpp的代码为：

    1. /*--UseDLL.cpp 
    2.  *Author: ume(李优米) 
    3.  *Use CreateDLL.dll explicitly 
    4.  */  
    5. #include<Windows.h>  
    6. #include<iostream>  
    7. typedef void(*FUNA)(int&,int&);  
    8. typedef void(*FUNB)(int&,int&,int&);  
    9. int main()  
    10. {  
    11.     const char* dllName = "CreateDLL.dll";  
    12.     const char* funName1 = "printMax";  
    13.     const char* funName2 = "printMax";  
    14.     int x(100), y(100), z(100);  
    15.     HMODULE hDLL = LoadLibrary(dllName);  
    16.     if(hDLL != NULL)  
    17.     {  
    18.         FUNA fp1 = FUNA(GetProcAddress(hDLL,funName1));  
    19.         if(fp1 != NULL)  
    20.         {  
    21.             std::cout<<"Input 2 Numbers:";  
    22.             std::cin>>x>>y;  
    23.             fp1(x,y);  
    24.         }  
    25.         else  
    26.         {  
    27.             std::cout<<"Cannot Find Function "<<funName1<<std::endl;  
    28.         }  
    29.         FUNB fp2 = FUNB(GetProcAddress(hDLL,funName2));  
    30.         if(fp2 != NULL)  
    31.         {  
    32.             std::cout<<"Input 3 Numbers:";  
    33.             std::cin>>x>>y>>z;  
    34.             fp2(x,y,z);  
    35.         }  
    36.         else  
    37.         {  
    38.             std::cout<<"Cannot Find Function "<<funName2<<std::endl;  
    39.         }  
    40.         FreeLibrary(hDLL);  
    41.     }  
    42.     else  
    43.     {  
    44.         std::cout<<"Cannot Find "<<dllName<<std::endl;  
    45.     }  
    46.     return 1;  
    47. }  

    代码比较长，但是并不难理解，这里仅说明代码中的一些要点。

    • 包含头文件Windows.h，原因在于程序中用到了LoadLibrary、FreeLibrary、GetProcAddress等Win32 API函数。
    • FUNA和FUNB是函数指针类型的声明。
    • 当程序不再使用dll时，应该调用FreeLibrary及时释放它占用的内存空间。
    • 如果在const char* dllName和funName底部出现红色波浪线提示，说明采用的字符集不匹配，需要修改项目UseDLL的属性CharaterSet为Not Set。
    • 为方便项目的调试，建议修改解决方案的Startup Project属性为Single startup project并以UseDLL为首选。

    然而，这个程序还有错误。编译并运行，结果如图4所示。

                    图4 UseDLL的运行结果

    这并不是期望中的结果。实际上，正如第二节提到的那样，造成这种错误的原因正是导出函数的修饰名称。虽然在CreateDLL.cpp中两个printMax函数有相同的名称，但在dll二进制文件中，经过编译器的“加工”，它们实际上各自有不同的名称了。这也是函数重载机制得以实现的一个技术支持。

    使用VS2010附带工具dumpbin，查看CreateDLL.dll的导出函数名，结果如图5所示。

     图5 查看CreateDLL.dll的导出函数名

    观察图5可以发现，CreateDLL.dll导出函数名为?printMax@@YAXAAH00@Z和?printMax@@YAXAAH0@Z。它们分别对应着三个整数的printMax和两个整数的printMax。因此，Use.DLL中funName应当相应修改为：

    1. const char* funName1 = "?printMax@@YAXAAH0@Z";  
    2. const char* funName2 = “?printMax@@YAXAAH00@Z”;  

    修改之后，再次编译运行，结果正确，如图6所示。

     图6 UseDLL正常运行

    四、dll导出函数名称规范化

    创建、使用dll并不复杂，走过前三节，相信读者肯定有这样的体会。然而，一个问题仍然值得思考：导出函数的修饰名称太“奇怪”，为dll的使用带来了不便，能不能让导出函数的修饰名称规范一些？

    答案是肯定的，而且方法至少有两种：一是运用extern "C"修饰printMax；二是运用模块定义文件.def。后者的效果更好，所以本节将使用.def来规范化导出函数的修饰名称。

    CreateDLL.dll导出的两个函数功能很简单，根据功能描述，理想的函数名称是pMaxA2和pMaxA3。在CreateDLL项目中添加CreateDLL.def文件：

    1. LIBRARY CreateDLL  
    2. EXPORTS  
    3. pMaxA2 = ?printMax@@YAXAAH0@Z  
    4. pMaxA3 = ?printMax@@YAXAAH00@Z  

    重新build项目CreateDLL，使用dumpbin再次查看CreateDLL.dll的导出函数名称，结果如图7所示。

    图7 规范化的函数名，奇怪的修饰名称还存在

    出现了期望的结果，但仍有小缺憾：奇怪的修饰名称仍然存在。能否去掉这些不太规范的修饰名称呢？当然是可以的。只需要将CreateDLL.h中#define CREATEDLL_API __declspec(dllexport) 修改为#define CREATEDLL_API即可。修改之后重新编译生成CreateDLL.dll，使用dumpbin查看导出函数名称，结果如图8所示。

    图8 规范化的函数名，去除了奇怪的修饰名称    

    回到UseDLL.cpp，修改funName：

    1. const char* funName1 = "pMaxA2";  
    2. const char* funName2 = "pMaxA3";  

    重新编译运行UseDLL，结果正确，与图6类似。
    五、dll的不足

    动态链接库虽然一定程度上实现了“黑盒复用”，但仍存在着诸多不足，笔者能够想到的有下面几点。

    1. dll节省了编译期的时间，但相应延长了运行期的时间，因为在使用dll的导出函数时，不但要加载dll，而且程序将会在模块间跳转，降低了cache的命中率。
    2. 若采用隐式调用，仍然需要.h、.lib、.dll文件（“三件套”），并不能有效支持模块的更新。
    3. 显式调用虽然很好地支持模块的更新，但却不能导出类和变量。
    4. dll不支持Template。

    二进制级别的代码复用相比源码级别的复用已经有了很大的进步，但在二进制级别的代码复用中，dll显得太古老。想真正完美实现跨平台、跨语言的黑盒复用，采用COM才是正确的选择。
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