C# 中win API32调用（转自http://soft.etcell.com/topicView.aspx?Id=45947）

C# 用户经常提出两个问题：“我为什么要另外编写代码来使用内置于 Windows 中的功能？在框架中为什么没有相应的内容可以为我完成这一任务？”当框架小组构建他们的 .NET 部分时，他们评估了为使 .NET 程序员可以使用 Win32 而需要完成的工作，结果发现 Win32 API 集非常庞大。他们没有足够的资源为所有 Win32 API 编写托管接口、加以测试并编写文档，因此只能优先处理最重要的部分。许多常用操作都有托管接口，但是还有许多完整的 Win32 部分没有托管接口。 　　 平台调用 (P/Invoke) 是完成这一任务的最常用方法。要使用 P/Invoke，您可以编写一个描述如何调用函数的原型，然后运行时将使用此信息进行调用。另一种方法是使用 Managed Extensions to C 来包装函数，这部分内容将在以后的专栏中介绍。 　　 要理解如何完成这一任务，最好的办法是通过示例。在某些示例中，我只给出了部分代码；完整的代码可以通过下载获得。 　　 简单示例 　　 在第一个示例中，我们将调用 Beep() API 来发出声音。首先，我需要为 Beep() 编写适当的定义。查看 MSDN 中的定义，我发现它具有以下原型： BOOL Beep( 　 DWORD dwFreq,　　　// 声音频率 　 DWORD dwDuration　 // 声音持续时间 ); 　　 要用 C# 来编写这一原型，需要将 Win32 类型转换成相应的 C# 类型。由于 DWORD 是 4 字节的整数，因此我们可以使用 int 或 uint 作为 C# 对应类型。由于 int 是 CLS 兼容类型（可以用于所有 .NET 语言），以此比 uint 更常用，并且在多数情况下，它们之间的区别并不重要。bool 类型与 BOOL 对应。现在我们可以用 C# 编写以下原型： public static extern bool Beep(int frequency, int duration);　 　　 这是相当标准的定义，只不过我们使用了 extern 来指明该函数的实际代码在别处。此原型将告诉运行时如何调用函数；现在我们需要告诉它在何处找到该函数。 　　 我们需要回顾一下 MSDN 中的代码。在参考信息中，我们发现 Beep() 是在 kernel32.lib 中定义的。这意味着运行时代码包含在 kernel32.dll 中。我们在原型中添加 DllImport 属性将这一信息告诉运行时： [DllImport("kernel32.dll")] 　　 这就是我们要做的全部工作。下面是一个完整的示例，它生成的随机声音在二十世纪六十年代的科幻电影中很常见。 using System; using System.Runtime.InteropServices; namespace Beep { class Class1 　 { 　　　 [DllImport("kernel32.dll")] 　　　 public static extern bool Beep(int frequency, int duration); 　　　 static void Main(string[] args) 　　　 { 　　　　　 Random random = new Random(); 　　　　　 for (int i = 0; i < 10000; i ) 　　　　　 { 　　　　　　 Beep(random.Next(10000), 100); } 　　　 } 　 } } 　　 它的声响足以刺激任何听者！由于 DllImport 允许您调用 Win32 中的任何代码，因此就有可能调用恶意代码。所以您必须是完全受信任的用户，运行时才能进行 P/Invoke 调用。 　　枚举和常量 　　 Beep() 可用于发出任意声音，但有时我们希望发出特定类型的声音，因此我们改用 MessageBeep()。MSDN 给出了以下原型： BOOL MessageBeep( 　 UINT uType // 声音类型 ); 　　 这看起来很简单，但是从注释中可以发现两个有趣的事实。 　　 首先，uType 参数实际上接受一组预先定义的常量。 　　 其次，可能的参数值包括 -1，这意味着尽管它被定义为 uint 类型，但 int 会更加适合。 　　 对于 uType 参数，使用 enum 类型是合乎情理的。MSDN 列出了已命名的常量，但没有就具体值给出任何提示。由于这一点，我们需要查看实际的 API。 　　 如果您安装了 Visual Studio? 和 C ，则 Platform SDK 位于 /Program Files/Microsoft Visual Studio .NET/Vc7/PlatformSDK/Include 下。 　　 为查找这些常量，我在该目录中执行了一个 findstr。 　　 findstr "MB_ICONHAND" *.h 　　 它确定了常量位于 winuser.h 中，然后我使用这些常量来创建我的 enum 和原型： public enum BeepType { 　 SimpleBeep = -1, 　 IconAsterisk = 0x00000040, 　 IconExclamation = 0x00000030, 　 IconHand = 0x00000010, 　 IconQuestion = 0x00000020, 　 Ok = 0x00000000, } [DllImport("user32.dll")] public static extern bool MessageBeep(BeepType beepType); 　　 现在我可以用下面的语句来调用它： MessageBeep(BeepType.IconQuestion); 处理结构 　　 有时我需要确定我笔记本的电池状况。Win32 为此提供了电源管理函数。 　　 搜索 MSDN 可以找到 GetSystemPowerStatus() 函数。 BOOL GetSystemPowerStatus( 　 LPSYSTEM_POWER_STATUS lpSystemPowerStatus ); 　　 此函数包含指向某个结构的指针，我们尚未对此进行过处理。要处理结构，我们需要用 C# 定义结构。我们从非托管的定义开始： typedef struct _SYSTEM_POWER_STATUS { BYTE　 ACLineStatus; BYTE　 BatteryFlag; BYTE　 BatteryLifePercent; BYTE　 Reserved1; DWORD　BatteryLifeTime; DWORD　BatteryFullLifeTime; } SYSTEM_POWER_STATUS, *LPSYSTEM_POWER_STATUS; 　　 然后，通过用 C# 类型代替 C 类型来得到 C# 版本。 struct SystemPowerStatus { 　 byte ACLineStatus; 　 byte batteryFlag; 　 byte batteryLifePercent; 　 byte reserved1; 　 int batteryLifeTime; 　 int batteryFullLifeTime; } 　　 这样，就可以方便地编写出 C# 原型： [DllImport("kernel32.dll")] public static extern bool GetSystemPowerStatus( 　 ref SystemPowerStatus systemPowerStatus); 　　 在此原型中，我们用“ref”指明将传递结构指针而不是结构值。这是处理通过指针传递的结构的一般方法。 　　 此函数运行良好，但是最好将 ACLineStatus 和 batteryFlag 字段定义为 enum： 　　enum ACLineStatus: byte 　　 { 　　　 Offline = 0, 　　　 Online = 1, 　　　 Unknown = 255, 　　 } 　　 enum BatteryFlag: byte 　　 { 　　　 High = 1, 　　　 Low = 2, 　　　 Critical = 4, 　　　 Charging = 8, 　　　 NoSystemBattery = 128, 　　　 Unknown = 255, 　　 } 　　 请注意，由于结构的字段是一些字节，因此我们使用 byte 作为该 enum 的基本类型。 / [DLLImport ]属性的其他选项 　　DLLImport 和 StructLayout 属性具有一些非常有用的选项，有助于 P/Invoke 的使用。下面列出了所有这些选项： 　　DLLImport 　　CallingConvention 　　您可以用它来告诉封送拆收器，函数使用了哪些调用约定。您可以将它设置为您的函数的调用约定。通常，如果此设置错误，代码将不能执行。但是，如果您的函数是 Cdecl 函数，并且使用 StdCall（默认）来调用该函数，那么函数能够执行，但函数参数不会从堆栈中删除，这会导致堆栈被填满。 　　CharSet 　　控制调用 A 变体还是调用 W 变体。 　　EntryPoint 　　此属性用于设置封送拆收器在 DLL 中查找的名称。设置此属性后，您可以将 C# 函数重新命名为任何名称。 　　ExactSpelling 　　将此属性设置为 true，封送拆收器将关闭 A 和 W 的查找特性。 　　PreserveSig 　　COM 互操作使得具有最终输出参数的函数看起来是由它返回的该值。此属性用于关闭这一特性。 　　SetLastError 　　确保调用 Win32 API SetLastError()，以便您找出发生的错误。 　　StructLayout 　　LayoutKind 　　结构在默认情况下按顺序布局，并且在多数情况下都适用。如果需要完全控制结构成员所放置的位置，可以使用 LayoutKind.Explicit，然后为每个结构成员添加 FieldOffset 属性。当您需要创建 union 时，通常需要这样做。 　　CharSet 　　控制 ByValTStr 成员的默认字符类型。 　　Pack 　　设置结构的压缩大小。它控制结构的排列方式。如果 C 结构采用了其他压缩方式，您可能需要设置此属性。 　　Size 　　设置结构大小。不常用；但是如果需要在结构末尾分配额外的空间，则可能会用到此属性。 　　从不同位置加载 　　您无法指定希望 DLLImport 在运行时从何处查找文件，但是可以利用一个技巧来达到这一目的。 　　DllImport 调用 LoadLibrary() 来完成它的工作。如果进程中已经加载了特定的 DLL，那么即使指定的加载路径不同，LoadLibrary() 也会成功。 　　这意味着如果直接调用 LoadLibrary()，您就可以从任何位置加载 DLL，然后 DllImport LoadLibrary() 将使用该 DLL。 　　由于这种行为，我们可以提前调用 LoadLibrary()，从而将您的调用指向其他 DLL。如果您在编写库，可以通过调用 GetModuleHandle() 来防止出现这种情况，以确保在首次调用 P/Invoke 之前没有加载该库。 　　P/Invoke 疑难解答 　　如果您的 P/Invoke 调用失败，通常是因为某些类型的定义不正确。以下是几个常见问题： 　　1.long != long。在 C 中，long 是 4 字节的整数，但在 C# 中，它是 8 字节的整数。 　　2.字符串类型设置不正确。

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Api函数是构筑Windws应用程序的基石，每一种Windows应用程序开发工具，它提供的底层函数都间接或直接地调用了Windows API函数，同时为了实现功能扩展，一般也都提供了调用WindowsAPI函数的接口， 也就是说具备调用动态连接库的能力。Visual C#和其它开发工具一样也能够调用动态链接库的API函数。.NET框架本身提供了这样一种服务,允许受管辖的代码调用动态链接库中实现的非受管辖函数,包括操作系统提供的Windows API函数。它能够定位和调用输出函数,根据需要，组织其各个参数(整型、字符串类型、数组、和结构等等)跨越互操作边界。 下面以C#为例简单介绍调用API的基本过程： 动态链接库函数的声明 　动态链接库函数使用前必须声明，相对于VB,C#函数声明显得更加罗嗦，前者通过 Api Viewer粘贴以后，可以直接使用，而后者则需要对参数作些额外的变化工作。 　动态链接库函数声明部分一般由下列两部分组成，一是函数名或索引号，二是动态链接库的文件名。 　 譬如，你想调用User32.DLL中的MessageBox函数，我们必须指明函数的名字MessageBoxA或MessageBoxW，以及库名字User32.dll,我们知道Win32 API对每一个涉及字符串和字符的函数一般都存在两个版本，单字节字符的ANSI版本和双字节字符的UNICODE版本。 　下面是一个调用API函数的例子： [DllImport("KERNEL32.DLL", EntryPoint="MoveFileW", SetLastError=true, CharSet=CharSet.Unicode, ExactSpelling=true, CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] public static extern bool MoveFile(String src, String dst); 　其中入口点EntryPoint标识函数在动态链接库的入口位置，在一个受管辖的工程中，目标函数的原始名字和序号入口点不仅标识一个跨越互操作界限的函数。而且，你还可以把这个入口点映射为一个不同的名字，也就是对函数进行重命名。重命名可以给调用函数带来种种便利，通过重命名，一方面我们不用为函数的大小写伤透脑筋，同时它也可以保证与已有的命名规则保持一致，允许带有不同参数类型的函数共存，更重要的是它简化了对ANSI和Unicode版本的调用。CharSet用于标识函数调用所采用的是Unicode或是ANSI版本，ExactSpelling＝false将告诉编译器,让编译器决定使用Unicode或者是Ansi版本。其它的参数请参考MSDN在线帮助. 　在C#中，你可以在EntryPoint域通过名字和序号声明一个动态链接库函数，如果在方法定义中使用的函数名与DLL入口点相同，你不需要在EntryPoint域显示声明函数。否则，你必须使用下列属性格式指示一个名字和序号。 [DllImport("dllname", EntryPoint="Functionname")] [DllImport("dllname", EntryPoint="#123")] 值得注意的是，你必须在数字序号前加“＃” 下面是一个用MsgBox替换MessageBox名字的例子： [C#] using System.Runtime.InteropServices; public class Win32 { [DllImport("user32.dll", EntryPoint="MessageBox")] public static extern int MsgBox(int hWnd, String text, String caption, uint type); } 许多受管辖的动态链接库函数期望你能够传递一个复杂的参数类型给函数，譬如一个用户定义的结构类型成员或者受管辖代码定义的一个类成员，这时你必须提供额外的信息格式化这个类型，以保持参数原有的布局和对齐。 C#提供了一个StructLayoutAttribute类，通过它你可以定义自己的格式化类型，在受管辖代码中，格式化类型是一个用StructLayoutAttribute说明的结构或类成员，通过它能够保证其内部成员预期的布局信息。布局的选项共有三种： 布局选项 描述 LayoutKind.Automatic 为了提高效率允许运行态对类型成员重新排序。 注意：永远不要使用这个选项来调用不受管辖的动态链接库函数。 LayoutKind.Explicit 对每个域按照FieldOffset属性对类型成员排序 LayoutKind.Sequential 对出现在受管辖类型定义地方的不受管辖内存中的类型成员进行排序。 传递结构成员 下面的例子说明如何在受管辖代码中定义一个点和矩形类型，并作为一个参数传递给User32.dll库中的PtInRect函数， 函数的不受管辖原型声明如下： BOOL PtInRect(const RECT *lprc, POINT pt); 注意你必须通过引用传递Rect结构参数，因为函数需要一个Rect的结构指针。 [C#] using System.Runtime.InteropServices; [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] public struct Point { public int x; public int y; } [StructLayout(LayoutKind.Explicit] public struct Rect { [FieldOffset(0)] public int left; [FieldOffset(4)] public int top; [FieldOffset(8)] public int right; [FieldOffset(12)] public int bottom; } class Win32API { [DllImport("User32.dll")] public static extern Bool PtInRect(ref Rect r, Point p); } 类似你可以调用GetSystemInfo函数获得系统信息： ? using System.Runtime.InteropServices; [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] public struct SYSTEM_INFO { public uint dwOemId; public uint dwPageSize; public uint lpMinimumApplicationAddress; public uint lpMaximumApplicationAddress; public uint dwActiveProcessorMask; public uint dwNumberOfProcessors; public uint dwProcessorType; public uint dwAllocationGranularity; public uint dwProcessorLevel; public uint dwProcessorRevision; }   [DllImport("kernel32")] static extern void GetSystemInfo(ref SYSTEM_INFO pSI); SYSTEM_INFO pSI = new SYSTEM_INFO(); GetSystemInfo(ref pSI); 类成员的传递 同样只要类具有一个固定的类成员布局，你也可以传递一个类成员给一个不受管辖的动态链接库函数，下面的例子主要说明如何传递一个sequential顺序定义的MySystemTime类给User32.dll的GetSystemTime函数, 函数用C/C 调用规范如下: void GetSystemTime(SYSTEMTIME* SystemTime); 不像传值类型,类总是通过引用传递参数. [C#] [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] public class MySystemTime { public ushort wYear; public ushort wMonth; public ushort wDayOfWeek; public ushort wDay; public ushort wHour; public ushort wMinute; public ushort wSecond; public ushort wMilliseconds; } class Win32API { [DllImport("User32.dll")] public static extern void GetSystemTime(MySystemTime st); } 回调函数的传递: 从受管辖的代码中调用大多数动态链接库函数,你只需创建一个受管辖的函数定义，然后调用它即可,这个过程非常直接。 如果一个动态链接库函数需要一个函数指针作为参数，你还需要做以下几步： 首先，你必须参考有关这个函数的文档，确定这个函数是否需要一个回调；第二，你必须在受管辖代码中创建一个回调函数；最后，你可以把指向这个函数的指针作为一个参数创递给DLL函数,. 回调函数及其实现: 回调函数经常用在任务需要重复执行的场合,譬如用于枚举函数,譬如Win32 API 中的EnumFontFamilies(字体枚举), EnumPrinters(打印机), EnumWindows (窗口枚举)函数. 下面以窗口枚举为例,谈谈如何通过调用EnumWindow 函数遍历系统中存在的所有窗口 分下面几个步骤: 1. 在实现调用前先参考函数的声明 BOOL EnumWindows(WNDENUMPROC lpEnumFunc, LPARMAM IParam) 显然这个函数需要一个回调函数地址作为参数. 2. 创建一个受管辖的回调函数,这个例子声明为代表类型(delegate),也就是我们所说的回调,它带有两个参数hwnd和lparam,第一个参数是一个窗口句柄，第二个参数由应用程序定义，两个参数均为整形。 　　当这个回调函数返回一个非零值时，标示执行成功，零则暗示失败，这个例子总是返回True值，以便持续枚举。 3. 最后创建以代表对象(delegate)，并把它作为一个参数传递给EnumWindows 函数，平台会自动地 把代表转化成函数能够识别的回调格式。 [C#] using System; using System.Runtime.InteropServices; public delegate bool CallBack(int hwnd, int lParam); public class EnumReportApp { [DllImport("user32")] public static extern int EnumWindows(CallBack x, int y); public static void Main() { CallBack myCallBack = new CallBack(EnumReportApp.Report); EnumWindows(myCallBack, 0); } public static bool Report(int hwnd, int lParam) { Console.Write("窗口句柄为"); Console.WriteLine(hwnd); return true; } } 指针类型参数传递： 　在Windows API函数调用时，大部分函数采用指针传递参数，对一个结构变量指针，我们除了使用上面的类和结构方法传递参数之外，我们有时还可以采用数组传递参数。 　下面这个函数通过调用GetUserName获得用户名 BOOL GetUserName( LPTSTR lpBuffer, // 用户名缓冲区 LPDWORD nSize // 存放缓冲区大小的地址指针 ); 　 [DllImport("Advapi32.dll", EntryPoint="GetComputerName", ExactSpelling=false, SetLastError=true)] static extern bool GetComputerName ( [MarshalAs(UnmanagedType.LPArray)] byte[] lpBuffer, 　 [MarshalAs(UnmanagedType.LPArray)] Int32[] nSize ); 　这个函数接受两个参数，char * 和int *,因为你必须分配一个字符串缓冲区以接受字符串指针，你可以使用String类代替这个参数类型，当然你还可以声明一个字节数组传递ANSI字符串，同样你也可以声明一个只有一个元素的长整型数组，使用数组名作为第二个参数。上面的函数可以调用如下： byte[] str=new byte[20]; Int32[] len=new Int32[1]; len[0]=20; GetComputerName (str,len); MessageBox.Show(System.Text.Encoding.ASCII.GetString(str)); 　最后需要提醒的是，每一种方法使用前必须在文件头加上： 　using System.Runtime.InteropServices;