[SWIG] HelloSWIG

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SWIG系列笔记：

看完这篇文章，你能了解SWIG的原理，并知道如何简单的使用它。

文章目录

• • 第一步：编写cpp的代码
  • 第二步：编写SWIG的接口描述文件
  • • • simplePINVOKE.cs
      • simple.cs（接口文件）
      • 总结
  • 第三步：编译wrap.cxx文件
  • 第四步：C#调用
  • 附：为.i文件添加编译配置
  • 相关概念

A-HelloSWIG
├── simple
|   ├── example.h
│   ├── example.cpp 
│   ├── example.i
│   ├── simple.vcxproj
│   └── simple.vcxproj.filters
├── usesimple
|		├── Program.cs
|   └── usesimple.csproj
└── A-HelloSWIG.sln

新建一个名字为HelloSWIG的Visual studio工程
​

第一步：编写cpp的代码

创建一个名字为simple的子工程，类型改为动态库
​

编写C++代码

1. .\simple\example.h

#pragma once
//全局变量
double Foo = 0;//函数
int gcd(int x, int y);

2. .\simple\example.cpp

#include"example.h"#include<iostream>/* 计算正整数的最大公约数 */
int gcd(int x, int y) {int g;g = y;while (x > 0) {g = x;x = y % x;y = g;}return g;
}

编译simple子工程，生成simple.dll
此时的simple.dll内部包含了example.h的相关代码
​

第二步：编写SWIG的接口描述文件

SWIG的接口描述文件，是用来告诉SWIG，接口的导出内容、信息与规则等等。后缀名一般为.i
​

我们的目的是将example.h暴露给C#，让C#能够调用example.h
所以，需要根据example.h编写.i文件（即example.i）

/* 模块名 */
%module simple/* 以下内容会被原封不动的，拷贝到*_wrap.cxx中 */
%{
//**************************************
//SWIG接口文件中拷贝过来的内容
extern int    gcd(int x, int y);
extern double Foo;
//**************************************
%}/* 指定需要解析的头文件，并生成包装器的代码 */
%include"example.h"

编写完.i文件之后，我们就能用命令行运行SWIG，生成包装代码和接口代码

swig.exe -c++ -csharp example.i

SWIG生成了以下文件

HelloSWIG
├── simple
|   ├── ...
│   ├── example_wrap.cxx
│   ├── simple.cs
|   └── simplePINVOKE.cs
├── ...

我们一个一个文件来看，看看SWIG做了些什么。<br />​<br />
<a name="zIHBh"></a>
#### example_wrap.cxx（包装器）
`example_wrap.cxx`其实就是`SWIG`名字中的`SW`。Simplified Wrapper简单的包装器。<br />它将`example.h`中的内容，简单的封装了一层，这一层将被C#（客户端语言）使用。
```cpp
//..... //前部分是SWIG的固定代码//**************************************
//SWIG接口文件中拷贝过来的内容
extern int    gcd(int x, int y);
extern double Foo;
//**************************************#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endifexample.h中的double Foo全局变量，SWIG为它包了一层
//Foo的设置函数
SWIGEXPORT void SWIGSTDCALL CSharp_Foo_set(double jarg1) {double arg1 ;arg1 = (double)jarg1; Foo = arg1;
}
//Foo的get函数
SWIGEXPORT double SWIGSTDCALL CSharp_Foo_get() {double jresult ;double result;result = (double)Foo;jresult = result; return jresult;
}example.h中的gcd，SWIG为它包了一层
SWIGEXPORT int SWIGSTDCALL CSharp_gcd(int jarg1, int jarg2) {int jresult ;int arg1 ;int arg2 ;int result;arg1 = (int)jarg1; arg2 = (int)jarg2; result = (int)gcd(arg1,arg2);jresult = result; return jresult;
}//....

simplePINVOKE.cs

simplePINVOKE.cs将从dll中装载C++相关代码，实现对C++的调用。

class simplePINVOKE {protected class SWIGExceptionHelper {//...}protected static SWIGExceptionHelper swigExceptionHelper = new SWIGExceptionHelper();public class SWIGPendingException {//...}protected class SWIGStringHelper {//...}static protected SWIGStringHelper swigStringHelper = new SWIGStringHelper();static simplePINVOKE() {}//从simple.dll中导入名为CSharp_Foo_set的函数//映射为C#的Foo_set函数[global::System.Runtime.InteropServices.DllImport("simple", EntryPoint="CSharp_Foo_set")]public static extern void Foo_set(double jarg1);//从simple.dll中导入CSharp_Foo_get函数//映射为C#的Foo_get函数[global::System.Runtime.InteropServices.DllImport("simple", EntryPoint="CSharp_Foo_get")]public static extern double Foo_get();//从simple.dll中导入CSharp_gcd函数，映射为C#的gcd函数[global::System.Runtime.InteropServices.DllImport("simple", EntryPoint="CSharp_gcd")]public static extern int gcd(int jarg1, int jarg2);
}

这里有一个重点：

• DllImport("simple", EntryPoint="CSharp_Foo_set")中的simple其实就是.i文件中的模块名！
• 所以，.i文件的模块名需要与*_wrap.cxx所在dll的名字相同

simple.cs（接口文件）

此文件可以说是SWIG名字中的I，即Interface，是C#使用C++代码的接口文件。

public class simple {public static double Foo {set {simplePINVOKE.Foo_set(value);} get {double ret = simplePINVOKE.Foo_get();return ret;} }public static int gcd(int x, int y) {int ret = simplePINVOKE.gcd(x, y);return ret;}
}

可以看出，这个文件，又是一个代理层。

• 它将simplePINVOKE.cs又封装了一层，写了一个simple类，内部的接口与example.h完全相同。
• 如此，在C#中使用，接口在C++中的一致！

这里也能发现一点。simple.cs的名字与.i中所指定的模块名相同。

总结

整体逻辑如下：

example.h <-- example_wrap.cxx <-- example_wrapperPINVOKE.cs <-- example_wrapper.cs <-- C# code(client)
C++代码		 C++代理层				C#从dll中加载C++的函数			C#的代理层				C#调用层

第三步：编译wrap.cxx文件

在上面的内容中（《simplePINVOKE.cs》），我们发现，SWIG生成的C#代码，会去模块名.dll中搜索对应的C++代码（如全局变量、函数、类）。
所以，我们要把*_wrap.cxx文件编译到模块名.dll中。
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将example_wrap.cxx加入到sample工程中，再次编译。
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第四步：C#调用

创建一个C#工程（Visual C# > .NET Core > 控制台应用）。
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将SWIG生成的C#文件加入进来（simple.cs、simplePINVOKE.cs）
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编写测试用例：

        static void Main(string[] args){Console.WriteLine("Hello World!");// Call our gcd() functionint x = 42;int y = 105;int g = cppproject.gcd(x, y);Console.WriteLine("The gcd of " + x + " and " + y + " is " + g);// Manipulate the Foo global variable// Output its current valueConsole.WriteLine("Foo = " + cppproject.Foo);// Change its valuecppproject.Foo = 3.1415926;// See if the change took effectConsole.WriteLine("Foo = " + cppproject.Foo);Console.ReadLine();}

然后运行。
不出意外，你的程序会有一个异常（在simple.cs中）

System.TypeInitializationException:“The type initializer for 'simplePINVOKE' threw an exception.”DllNotFoundException: Unable to load DLL 'simple' or one of its dependencies: 找不到指定的模块。 (Exception from HRESULT: 0x8007007E)

这其实是因为Csharp的工程加载不到simple.dll引起的。我们手动将simple.dll拷贝到csharp运行目录中即可（.\A-HelloSWIG\usesimple\bin\Debug\netcoreapp2.1）

也可以为`simple`工程配置生成后事件，将生成的dll拷贝到指定目录下即可
1. 右键`simple`> 生成事件 > 生成后事件
2. 在命令行中输入：`copy "$(OutDir)$(projectname).dll" "$(SolutionDir)csharpproject/bin/$(Configuration)/netcoreapp2.1"`
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附：为.i文件添加编译配置

如果更改了代码，就要打开命令行，重新运行SWIG命令，这很麻烦。
我们可以为.i文件添加编译配置，这样就不用在命令行运行SWIG命令了
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编写完成后，需要做以下配置

1. 右键.i文件 > 属性 > 常规 > 项类型 > 选择“自定义生成工具”
2. 右键.i文件 > 属性 > 自定义生成工具 >
   1. 命令行：swig.exe -c++ -csharp %(FullPath)
   2. 输出：%(Filename)_wrap.cxx;%(Outputs)

配置完之后，右键example.i文件，点击“编译”
如此，就不用每次都打开命令行，运行命令了
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相关概念

这里的C#，叫Target languages，目标语言
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