[R]深入剖析C# 的接口编程（六）

六、接口转换

C#中不仅支持.Net 平台，而且支持COM平台。为了支持 COM和.Net，C# 包含一种称为属性的独特语言特性。一个属性实际上就是一个 C# 类，它通过修饰源代码来提供元信息。属性使 C# 能够支持特定的技术，如 COM 和 .Net，而不会干扰语言规范本身。C# 提供将COM接口转换为 C#接口的属性类。另一些属性类将 COM类转换为C# 类。执行这些转换不需要任何 IDL 或类工厂。

现在部署的任何COM 组件都可以在接口转换中使用。通常情况下，所需的调整是完全自动进行的。

特别是，可以使用运行时可调用包装 (RCW) 从 .NET 框架访问 COM 组件。此包装将 COM 组件提供的 COM 接口转换为与 .NET 框架兼容的接口。对于 OLE 自动化接口，RCW 可以从类型库中自动生成；对于非 OLE 自动化接口，开发人员可以编写自定义 RCW，手动将 COM 接口提供的类型映射为与 .NET 框架兼容的类型。

使用ComImport引用COM组件

COM Interop 提供对现有 COM 组件的访问，而不需要修改原始组件。使用ComImport引用COM组件常包括下面几个方面的问题：

● 创建 COM 对象。

● 确定 COM 接口是否由对象实现。

● 调用 COM 接口上的方法。

● 实现可由 COM 客户端调用的对象和接口。

创建 COM 类包装

要使 C# 代码引用COM 对象和接口，需要在 C# 中包含 COM 接口的定义。完成此操作的最简单方法是使用 TlbImp.exe（类型库导入程序），它是一个包括在 .NET 框架 SDK 中的命令行工具。TlbImp 将 COM 类型库转换为 .NET 框架元数据，从而有效地创建一个可以从任何托管语言调用的托管包装。用 TlbImp 创建的 .NET 框架元数据可以通过 /R 编译器选项包括在 C# 内部版本中。如果使用 Visual Studio 开发环境，则只需添加对 COM 类型库的引用，将为您自动完成此转换。

TlbImp 执行下列转换：

→ COM coclass 转换为具有无参数构造函数的 C# 类。

→ COM 结构转换为具有公共字段的 C# 结构。

检查 TlbImp 输出的一种很好的方法是运行 .NET 框架 SDK 命令行工具 Ildasm.exe（Microsoft 中间语言反汇编程序）来查看转换结果。

虽然 TlbImp 是将 COM 定义转换为 C# 的首选方法，但也不是任何时候都可以使用它（例如，在没有 COM 定义的类型库时或者 TlbImp 无法处理类型库中的定义时，就不能使用该方法）。在这些情况下，另一种方法是使用 C# 属性在 C# 源代码中手动定义 COM 定义。创建 C# 源映射后，只需编译 C# 源代码就可产生托管包装。

执行 COM 映射需要理解的主要属性包括：

→ ComImport：它将类标记为在外部实现的 COM 类。

→ Guid：它用于为类或接口指定通用唯一标识符 (UUID)。

→ InterfaceType，它指定接口是从 IUnknown 还是从 IDispatch 派生。

→ PreserveSig，它指定是否应将本机返回值从 HRESULT 转换为 .NET 框架异常。

声明 COM coclass

COM coclass 在 C# 中表示为类。这些类必须具有与其关联的 ComImport 属性。下列限制适用于这些类：

→ 类不能从任何其他类继承。

→ 类不能实现任何接口。

→ 类还必须具有为其设置全局唯一标识符 (GUID) 的 Guid 属性。

以下示例在 C# 中声明一个 coclass：
 

// 声明一个COM类 FilgraphManager 
[ComImport, Guid("E436EBB3-524F-11CE-9F53-0020AF0BA770")] 
class FilgraphManager 
{ } 

C# 编译器将添加一个无参数构造函数，可以调用此构造函数来创建 COM coclass 的实例。

创建 COM 对象

COM coclass 在 C# 中表示为具有无参数构造函数的类。使用 new 运算符创建该类的实例等效于在 C# 中调用 CoCreateInstance。使用以上定义的类，就可以很容易地实例化此类：
 

class MainClass 
{ 
public static void Main() 
{ 
FilgraphManager filg = new FilgraphManager(); 
} 
}

 

声明 COM 接口

COM 接口在 C# 中表示为具有 ComImport 和 Guid 属性的接口。它不能在其基接口列表中包含任何接口，而且必须按照方法在 COM 接口中出现的顺序声明接口成员函数。

在 C# 中声明的 COM 接口必须包含其基接口的所有成员的声明，IUnknown 和 IDispatch 的成员除外（.NET 框架将自动添加这些成员）。从 IDispatch 派生的 COM 接口必须用 InterfaceType 属性予以标记。

从 C# 代码调用 COM 接口方法时，公共语言运行库必须封送与 COM 对象之间传递的参数和返回值。对于每个 .NET 框架类型均有一个默认类型，公共语言运行库将使用此默认类型在 COM 调用间进行封送处理时封送。例如，C# 字符串值的默认封送处理是封送到本机类型 LPTSTR（指向 TCHAR 字符缓冲区的指针）。可以在 COM 接口的 C# 声明中使用 MarshalAs 属性重写默认封送处理。

在 COM 中，返回成功或失败的常用方法是返回一个 HRESULT，并在 MIDL 中有一个标记为“retval”、用于方法的实际返回值的 out 参数。在 C#（和 .NET 框架）中，指示已经发生错误的标准方法是引发异常。

默认情况下，.NET 框架为由其调用的 COM 接口方法在两种异常处理类型之间提供自动映射。

返回值更改为标记为 retval 的参数的签名（如果方法没有标记为 retval 的参数，则为 void）。

标记为 retval 的参数从方法的参数列表中剥离。

任何非成功返回值都将导致引发 System.COMException 异常。

此示例显示用 MIDL 声明的 COM 接口以及用 C# 声明的同一接口（注意这些方法使用 COM 错误处理方法）。

下面是接口转换的C#程序：

using System.Runtime.InteropServices; 
// 声明一个COM接口 IMediaControl 
[Guid("56A868B1-0AD4-11CE-B03A-0020AF0BA770"), 
InterfaceType(ComInterfaceType.InterfaceIsDual)] 
interface IMediaControl // 这里不能列出任何基接口 
{ 
void Run(); 
void Pause(); 
void Stop(); 
void GetState( [In] int msTimeout, [Out] out int pfs); 
void RenderFile( 
[In, MarshalAs(UnmanagedType.BStr)] string strFilename); 
void AddSourceFilter( 
[In, MarshalAs(UnmanagedType.BStr)] string strFilename, 
[Out, MarshalAs(UnmanagedType.Interface)] out object ppUnk); 
[return : MarshalAs(UnmanagedType.Interface)] 
object FilterCollection(); 
[return : MarshalAs(UnmanagedType.Interface)] 
object RegFilterCollection(); 
void StopWhenReady(); 
}

 

若要防止 HRESULT 翻译为 COMException，请在 C# 声明中将 PreserveSig(true) 属性附加到方法。

下面是一个使用C# 映射媒体播放机COM 对象的程序。

程序清单2 DemonCOM.cs

using System; 
using System.Runtime.InteropServices; 
namespace QuartzTypeLib 
{ 
//声明一个COM接口 IMediaControl，此接口来源于媒体播放机COM类 
[Guid("56A868B1-0AD4-11CE-B03A-0020AF0BA770"), 
InterfaceType(ComInterfaceType.InterfaceIsDual)] 
interface IMediaControl 
{ //列出接口成员 
void Run(); 
void Pause(); 
void Stop(); 
void GetState( [In] int msTimeout, [Out] out int pfs); 
void RenderFile( 
[In, MarshalAs(UnmanagedType.BStr)] string strFilename); 
void AddSourceFilter( 
[In, MarshalAs(UnmanagedType.BStr)] string strFilename, 
[Out, MarshalAs(UnmanagedType.Interface)] 
out object ppUnk); 
[return: MarshalAs(UnmanagedType.Interface)] 
object FilterCollection(); 
[return: MarshalAs(UnmanagedType.Interface)] 
object RegFilterCollection(); 
void StopWhenReady(); 
} 
//声明一个COM类: 
[ComImport, Guid("E436EBB3-524F-11CE-9F53-0020AF0BA770")] 
class FilgraphManager //此类不能再继承其它基类或接口 
{ 
//这里不能有任何代码 ，系统自动增加一个缺省的构造函数 
} 
} 
class MainClass 
{ 
public static void Main(string[] args) 
{ 
//命令行参数: 
if (args.Length != 1) 
{ 
DisplayUsage(); 
return; 
} 
String filename = args[0]; 
if (filename.Equals("/?")) 
{ 
DisplayUsage(); 
return; 
} 
// 声明FilgraphManager的实类对象： 
QuartzTypeLib.FilgraphManager graphManager = 
new QuartzTypeLib.FilgraphManager(); 
//声明IMediaControl的实类对象：: 
QuartzTypeLib.IMediaControl mc = 
(QuartzTypeLib.IMediaControl)graphManager; 
// 调用COM的方法： 
mc.RenderFile(filename); 
//运行文件. 
mc.Run(); 
//暂借停. 
Console.WriteLine("Press Enter to continue."); 
Console.ReadLine(); 
} 
private static void DisplayUsage() 
{ // 显示 
Console.WriteLine("媒体播放机: 播放 AVI 文件."); 
Console.WriteLine("使用方法: VIDEOPLAYER.EXE 文件名"); 
} 
}

运行示例：

若要显示影片示例 Clock.avi，请使用以下命令：

interop2 %windir%\clock.avi

这将在屏幕上显示影片，直到按 ENTER 键停止。

在 .NET 框架程序中通过DllImport使用 Win32 API

.NET 框架程序可以通过静态 DLL 入口点的方式来访问本机代码库。DllImport 属性用于指定包含外部方法的实现的dll 位置。

DllImport 属性定义如下：

namespace System.Runtime.InteropServices 
{ 
[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)] 
public class DllImportAttribute: System.Attribute 
{ 
public DllImportAttribute(string dllName) {} 
public CallingConvention CallingConvention; 
public CharSet CharSet; 
public string EntryPoint; 
public bool ExactSpelling; 
public bool PreserveSig; 
public bool SetLastError; 
public string Value { get {} } 
} 
}

 

说明：

● DllImport只能放置在方法声明上。

● DllImport具有单个定位参数：指定包含被导入方法的 dll 名称的 dllName 参数。

● DllImport具有五个命名参数：

→ CallingConvention 参数指示入口点的调用约定。如果未指定 CallingConvention，则使用默认值 CallingConvention.Winapi。

→ CharSet 参数指示用在入口点中的字符集。如果未指定 CharSet，则使用默认值 CharSet.Auto。

→ EntryPoint 参数给出 dll 中入口点的名称。如果未指定 EntryPoint，则使用方法本身的名称。

→ ExactSpelling 参数指示 EntryPoint 是否必须与指示的入口点的拼写完全匹配。如果未指定 ExactSpelling，则使用默认值 false。

→ PreserveSig 参数指示方法的签名应当被保留还是被转换。当签名被转换时，它被转换为一个具有 HRESULT 返回值和该返回值的一个名为 retval 的附加输出参数的签名。如果未指定 PreserveSig，则使用默认值 true。

→ SetLastError 参数指示方法是否保留 Win32“上一错误”。如果未指定 SetLastError，则使用默认值 false。

● 它是一次性属性类。

● 此外，用 DllImport 属性修饰的方法必须具有 extern 修饰符。

下面是 C# 调用 Win32 MessageBox 函数的示例：
 

using System; 
using System.Runtime.InteropServices; 
class MainApp 
{ //通过DllImport引用user32.dll类。MessageBox来自于user32.dll类 
[DllImport("user32.dll", EntryPoint="MessageBox")] 
public static extern int MessageBox(int hWnd, String strMessage, String strCaption, uint uiType); 
public static void Main() 
{ 
MessageBox( 0, "您好，这是 PInvoke！", ".NET", 0 ); 
} 
}

 

面向对象的编程语言几乎都用到了抽象类这一概念，抽象类为实现抽象事物提供了更大的灵活性。C#也不例外, C#通过覆盖虚接口的技术深化了抽象类的应用。要了解这方面的知识，请看下一节—覆盖虚接口。