小序
Win32 API可以直接控制Microsoft Windows的核心，因?yàn)锳PI（Application Programming Interface）本來(lái)就是微軟留給我們直接控制Windows的接口。想玩兒?jiǎn)?？呵呵，太難了。
C#使用非常簡(jiǎn)單，寫(xiě)程序就像打拱豬，Sorry -_-! ，搭積木一樣簡(jiǎn)單。想玩兒?jiǎn)?？呵呵，沒(méi)辦法直接控制Windows的核心。
難道就沒(méi)有兩全其美的辦法嗎？當(dāng)然不是！要不微軟的產(chǎn)品早就沒(méi)人買(mǎi)了。其實(shí)從C#（或者說(shuō).NET平臺(tái)）調(diào)用Win32 API還是非常簡(jiǎn)單滴~~~~今天偶們大家就一起來(lái)研究研究。
一. 基礎(chǔ)知識(shí)
Win32 API是C語(yǔ)言（注意，不是C++語(yǔ)言，盡管C語(yǔ)言是C++語(yǔ)言的子集）函數(shù)集。C#語(yǔ)言與C語(yǔ)言是完全不同的（除了語(yǔ)法上比較像），所以，要想用C#語(yǔ)言調(diào)用C語(yǔ)言的Win32 API，要費(fèi)上一番周折。首先我們就要準(zhǔn)備一些基礎(chǔ)知識(shí)。
1. Win32 API函數(shù)放在哪里？
Win32 API函數(shù)是Windows的核心，比如我們看到的窗體、按鈕、對(duì)話框什么的，都是依靠Win32函數(shù)“畫(huà)”在屏幕上的，由于這些控件（有時(shí)也稱組件）都用于用戶與Windows進(jìn)行交互，所以控制這些控件的Win32 API函數(shù)稱為“用戶界面”函數(shù)（User Interface Win32 API），簡(jiǎn)稱UI函數(shù)；還有一些函數(shù)，并不用于交互，比如管理當(dāng)前系統(tǒng)正在運(yùn)行的進(jìn)程、硬件系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視等等……這些函數(shù)只有一套，但是可以被所有的Windows程序調(diào)用（只要這個(gè)程序的權(quán)限足夠高），簡(jiǎn)而言之，API是為程序所共享的。為了達(dá)到所有程序能共享一套API的目的，Windows采用了“動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)”的辦法。之所以叫“動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)”，是因?yàn)檫@樣的函數(shù)庫(kù)的調(diào)用方式是“隨用隨取”而不是像靜態(tài)鏈接庫(kù)那樣“用不用都要帶上”。
這里不太好理解，不要緊，我們舉個(gè)小例子。我們把Windows比做一個(gè)游樂(lè)場(chǎng)，而把在游樂(lè)場(chǎng)里玩兒的小孩比做一個(gè)一個(gè)程序。小孩在玩的過(guò)程中可能要喝水。我們有兩個(gè)辦法讓小家伙們想喝水的時(shí)候就有水喝：1.給每個(gè)小家伙配一個(gè)水壺，小家伙們喝了的話就喝自己帶的水；2.給游樂(lè)場(chǎng)配一個(gè)飲水機(jī)，誰(shuí)渴了誰(shuí)來(lái)喝。顯然，第二個(gè)方法要好得多，這體現(xiàn)在三個(gè)地方。第一，帶著水壺，小家伙身體不靈活、玩不爽（影響程序的速度），況且這只是帶了一個(gè)水壺，要是再帶上飯盒呢？還有輪滑、頭盔、創(chuàng)可貼、紗布……AK-47 My God，如果帶全了就趕上美國(guó)大兵了。所以游樂(lè)園里還是有個(gè)公用“倉(cāng)庫(kù)”要來(lái)的方便，讓大家隨用隨?。▌?dòng)態(tài)鏈接）。第二，小家伙們帶了那么多東西，占了游樂(lè)場(chǎng)很多地方，讓游樂(lè)場(chǎng)擁擠不堪，別的小朋友就進(jìn)不來(lái)了（程序體積大，影響程序和系統(tǒng)的性能）。第三，如果某件物品升級(jí)了，比如水壺從一升的改為二升的，那么每個(gè)小家伙就必須go home去換新的（重新編譯程序，由編譯器把新的靜態(tài)庫(kù)鏈接進(jìn)程序主體里），而第二種情況里，只要游樂(lè)場(chǎng)把自己倉(cāng)庫(kù)里的水壺?fù)Q個(gè)型號(hào)，那么所有小家伙就都在同一時(shí)間擁有了大容量的水壺。（悟空！我就一會(huì)兒不在，你怎么就亂丟東西？！打到小朋友多不好~~~~~）
悟空已經(jīng)急了，我就不再嘰嘰歪歪了……呃……Win32 API函數(shù)是放在Windows系統(tǒng)的核心庫(kù)文件中的，這些庫(kù)在硬盤(pán)里的存儲(chǔ)形式是.dll文件。我們常用到的dll文件是user32.dll和kernel32.dll兩個(gè)文件，還有其它一些dll文件也非常重要，大家要在實(shí)踐中多積累經(jīng)驗(yàn)。
我們知道Win32 API函數(shù)是放在dll文件中了，但新問(wèn)題又來(lái)了——我們?cè)趺凑{(diào)用它們呢？這些dll文件是用C語(yǔ)言寫(xiě)的，源代碼經(jīng)C語(yǔ)言編譯器編譯之后，會(huì)以二進(jìn)制可執(zhí)行代碼形式存放在這些dll文件中，就好像蘋(píng)果被打碎機(jī)打成果醬后裝在罐子里一樣——你再也分不清哪個(gè)是你GF給你的，哪個(gè)是你老媽給你的一樣。為了能讓程序使用這些函數(shù)，微軟在發(fā)布每個(gè)新的操作系統(tǒng)的時(shí)候，也會(huì)放出這個(gè)系統(tǒng)的SDK，目前最新的是Win2003 SP1 SDK，據(jù)說(shuō)Vista的馬上就要放出來(lái)，而且已經(jīng)把UI的API從核心庫(kù)中分離出去以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性了。SDK里有一些C語(yǔ)言的頭文件（.h文件），這些文件里描述了核心dll文件里都有哪些Win32 API函數(shù)，在寫(xiě)程序的時(shí)候，把這些.h文件用#include"....."指令包含進(jìn)你的程序里，你就可以使用這些Win32 API了。至于程序是怎樣鏈接的，超出了本文的范圍——也超出了本人的知識(shí)范圍:D
至此，如果你是C語(yǔ)言高手，已經(jīng)可以使用Windows SDK去調(diào)教Windows了！不過(guò)，今天我們討論的是C#語(yǔ)言調(diào)用Win32 API的問(wèn)題。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道API函數(shù)放在dll動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件里，也知道C語(yǔ)言怎么調(diào)用它們了，那么C#語(yǔ)言怎么辦呢？C#語(yǔ)言是不能使用C語(yǔ)言的.h文件的。C#語(yǔ)言也使用dll動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，不過(guò)這些dll都是.NET版本的，具有“自描述性”，也就是自己肚子里都有哪些函數(shù)都已經(jīng)寫(xiě)在自己的metadata里了，不用再附加一個(gè).h文件來(lái)說(shuō)明。現(xiàn)在，我們已經(jīng)找到了問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)：如何用.NET平臺(tái)上的C#語(yǔ)言來(lái)調(diào)用Win32平臺(tái)上的dll文件。答案非常簡(jiǎn)單：使用DllImport特性。
二. 小試牛刀
下面，就讓我們寫(xiě)一個(gè)小程序，試一試如何用C#語(yǔ)言和DllImport特性來(lái)調(diào)用Win32 API。
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
class Program
{
[DllImport("User32.dll")]
public static extern int MessageBox(int h, string m, string c, int type);
static int Main()
{
MessageBox(0, "Hello Win32 API", "水之真諦", 4);
Console.ReadLine();
return 0;
}
}
新建一個(gè)C#的控制臺(tái)程序，把VS自動(dòng)生成的代碼清空，把上面的代碼Copy過(guò)去就可以編譯執(zhí)行了。讓我們剖析一下這個(gè)程序：
1. 要使用DllImport這個(gè)特性（特性也是一種類），必須使用這一句using System.Runtime.InteropServices;
，導(dǎo)入“運(yùn)行時(shí)->交互服務(wù)”。喔~~~~運(yùn)行時(shí)的交互服務(wù)不就是“動(dòng)態(tài)鏈接”嗎？感謝Microsoft！
2. 然后我們就可以制造一個(gè)DllImport類的實(shí)例，并把這個(gè)實(shí)例綁定在我們要使用的函數(shù)上了。“特性類”這種類非常怪——制造類實(shí)例的時(shí)候不使用MyClass mc = new MyClass();這種形式，而是使用[特性類(參數(shù)列表)]這種形式；特性類不能獨(dú)立存在，一定要用作修飾其它目標(biāo)上（本例是修飾后面的一個(gè)函數(shù)），不同的特性可以用來(lái)修飾類、函數(shù)、變量等等；特性類實(shí)例在被編譯的時(shí)候也不產(chǎn)生可執(zhí)行代碼，而是被放進(jìn)metadata里以備檢索。總之，你記住特性類很怪就是了，想了解更多就查查MSDN，懶得查就先這么記——不懂慣性定律不影響你學(xué)騎自行車。[DllImport("User32.dll")]是說(shuō)我們要使用的Win32 API函數(shù)在User32.dll這個(gè)文件里。問(wèn)題又來(lái)了：我怎么知道那么多API函數(shù)都在哪個(gè)dll文件里呢？這個(gè)你可以在MSDN里查到，位置是Root->Win32 and COM Development->Development Guides->Windows API->Windows API->Windows API Reference->Functions by Category。打開(kāi)這頁(yè)，你會(huì)看到有很多API的分類，API全在這里了。打開(kāi)一個(gè)分類，比如Dialog Box，在Functions段，你會(huì)看到很多具體的函數(shù)，其中就有上面用到的MessageBox函數(shù)，點(diǎn)擊進(jìn)入。你將打開(kāi)MessageBox的詳細(xì)解釋和具體用法。它的名字、返回值、參數(shù)類型盡收眼底、一覽無(wú)余！而且很練英文哦~~~~在這一頁(yè)的底部，你可以看到一個(gè)小表格，里面有一項(xiàng)“Minimum DLL Version user32.dll”就是說(shuō)這個(gè)函數(shù)在user32.dll里。
3. 接下來(lái)就是我們的函數(shù)了。在C#里調(diào)用Win32函數(shù)有這么幾個(gè)要點(diǎn)。第一：名字要與Win32 API的完全一樣。第二：函數(shù)除了要有相應(yīng)的DllImport類修飾外，還要聲明成public static extern類型的。第三：也是最變態(tài)的一點(diǎn)，函數(shù)的返回值和參數(shù)類型要與Win32 API完全一致！這可難煞我們這群初學(xué)者——Win32的數(shù)據(jù)類型比較搞怪，比如什么LPSTR、什么HINSTANCE都是些蝦米東東呢？給大家一個(gè)小參考，我的Blog里有《Windows數(shù)據(jù)類型探幽——千回百轉(zhuǎn)你是誰(shuí)？》系列拙文，可以查一下。另外在此，我從MSDN里摘出一張表來(lái)，是常用Win32數(shù)據(jù)類型與.NET平臺(tái)數(shù)據(jù)類型的對(duì)應(yīng)表：
Non-Pointer Data Types
Win32 TypesSpecificationCLR Type
char, INT8, SBYTE, CHAR8-bit signed integerSystem.SByte
short, short int, INT16, SHORT16-bit signed integerSystem.Int16
int, long, long int, INT32, LONG32, BOOL, INT 32-bit signed integerSystem.Int32
__int64, INT64, LONGLONG64-bit signed integerSystem.Int64
unsigned char, UINT8, UCHAR, BYTE8-bit unsigned integerSystem.Byte
unsigned short, UINT16, USHORT, WORD, ATOM, WCHAR, __wchar_t16-bit unsigned integerSystem.UInt16
unsigned, unsigned int, UINT32, ULONG32, DWORD32, ULONG, DWORD, UINT32-bit unsigned integerSystem.UInt32
unsigned __int64, UINT64, DWORDLONG, ULONGLONG64-bit unsigned integerSystem.UInt64
float, FLOATSingle-precision floating pointSystem.Single
double, long double, DOUBLEDouble-precision floating pointSystem.Double
In Win32 this type is an integer with a specially assigned meaning; in contrast, the CLR provides a specific type devoted to this meaning.
有了這些東西，我們就能把一個(gè)Win32 API函數(shù)轉(zhuǎn)成C#函數(shù)了。還拿MessageBox函數(shù)為例（看剛才給出的函數(shù)表），它的Win32原形如下：
int MessageBox( HWND hWnd, LPCTSTR lpText, LPCTSTR lpCaption, UINT uType );
函數(shù)名：MessageBox將保持不變。
返回值：int 將保持不變（無(wú)論是Win32還是C#，int都是32位整數(shù)）
參數(shù)表：H開(kāi)頭意味著是Handle，一般情況下Handld都是指針類型，Win32平臺(tái)的指針類型是用32位來(lái)存儲(chǔ)的，所以在C#里正好對(duì)應(yīng)一個(gè)int整型。不過(guò)，既然是指針，就沒(méi)有什么正負(fù)之分，32位都應(yīng)該用來(lái)保存數(shù)值——這樣一來(lái)，用uint（無(wú)符號(hào)32位整型）來(lái)對(duì)應(yīng)Win32的H類型更合理。不過(guò)提醒大家一點(diǎn)，int是受C#和.NET CLR雙重支持的，而uint只受C#支持而不受.NET CLR支持，所以，本例還是老老實(shí)實(shí)地使用了int型。（肚子餓了……再堅(jiān)持堅(jiān)持……）
至于LPCTSTR是Long Pointer to Constant String的縮寫(xiě)，說(shuō)白了就是——字符串。所以，用C#里的string類型就對(duì)了。
修飾符：要求有相應(yīng)的DllImport和public static extern
經(jīng)過(guò)上面一番折騰，Win32的MessageBox函數(shù)就包裝成C#可以調(diào)用的函數(shù)了：
[DllImport("User32.dll")]
public static extern int MessageBox(int h, string m, string c, int type);
好人做到底，我把四個(gè)參數(shù)的用處也說(shuō)一下：
第一個(gè)：彈出的MessageBox的父窗口是誰(shuí)。本例中沒(méi)有，所以是0，也就是“空指針”。
第二個(gè)：MessageBox的內(nèi)容。本例中是“Hello Win32 API”。
第三個(gè)：MessageBox的標(biāo)題。本例中用的是本人Blog的名字——水之真諦——請(qǐng)大家不要忘記。
第四個(gè)：MessageBox上的按鈕是什么，如果是0，那就只有一個(gè)OK，MessageBox太短了，你將看不全“水之真諦”四個(gè)字，于是偶改成了4，這樣就有兩個(gè)按鈕了。這些在MSDN的函數(shù)用法里都有。不過(guò)，我還是非常推薦您閱讀一下本人的另一篇拙作《一個(gè)Win32程序的進(jìn)化》 。
至此，一個(gè)麻雀雖小、五毒俱全~~~Sorry -_-! 五臟俱全的C#調(diào)用Win32 API的程序就分析完了。原理并不難吧！應(yīng)屆生拿去蒙HR足夠了！真正見(jiàn)功底的地方是你使用MSDN、SDK、.NET Framework類庫(kù)VC/VC#的熟練程度。相信我——MSDN+SDK+VC/C#絕對(duì)足夠把Windows收拾得服服帖帖了:D
三. 真的有必要嗎？
嘿嘿嘿嘿……看我的表情，我在壞壞地笑哦！你們都上當(dāng)啦！操作Windows的底層不一定都要調(diào)用Win32 API滴~~~~（哪兒來(lái)的磚頭?。。。?div style="height:15px;">
我想說(shuō)的是：.NET Framework是對(duì)Win32 API的良好封裝，大部分Win32 API函數(shù)都已經(jīng)封裝在了.NET Framework類庫(kù)的各個(gè)類里了。如果說(shuō)Win32 API函數(shù)是散落在地上的珍珠的話，那么.NET Framework就是把這些珍珠按種類分放到了各個(gè)抽屜里——讓我想起我媽來(lái)了——我的書(shū)放得滿地滿床的時(shí)候我總是能找到，她一收拾我就再也找不到了，郁悶。唉……沒(méi)辦法，我們還是仔細(xì)把.NET Framework類庫(kù)好好翻翻吧，會(huì)有很多驚喜哦！
那是在很久很久以前，我給一個(gè)公司寫(xiě)程序用來(lái)控制用戶登錄，在登錄之前，用戶不能把鼠標(biāo)移出登錄窗體，因?yàn)橐刂剖髽?biāo)，所以我首先想起了調(diào)用Win32 API中與Cursor相關(guān)的函數(shù)來(lái)——于是不管三七二十一、花了九牛二虎之力調(diào)用了Win32 API中的ClipCursor()這個(gè)函數(shù)，效果還不錯(cuò)。
結(jié)果前兩天翻.NET Framework類庫(kù)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)System.Windows.Forms.Cursor類的Clip屬性就是專門(mén)做這個(gè)用的！差點(diǎn)沒(méi)把鼻子氣歪了……請(qǐng)大家自己動(dòng)手創(chuàng)建一個(gè)C#的Windows程序，把下面的核心代碼貼到主窗體的雙擊事件里，試一試。做這個(gè)例子的目的就是要告訴大家：1.對(duì)類庫(kù)的了解程序直接決定了你編程的效率和質(zhì)量——用類庫(kù)里的組件比我們“從輪子造起”要快得多、安全得多。2.不到萬(wàn)不得已，不要去直接調(diào)Win32 API函數(shù)——那是不安全的。
最后，大家一定非常想知道，.NET Framework都為我們封裝好了哪些Win32 API，OK，MSDN里有一篇文章，專門(mén)列出了這些。文章的名字是《Microsoft Win32 to Microsoft .NET Framework API Map》請(qǐng)感興趣的朋友自己閱讀。
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