|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
Об использовании в Delphi классов, созданных в MS VC++Источник: delphikingdom
1. Требования Предполагается: знание Delphi на уровне использования DLL, а также написания собственных; знание С++ на уровне написания простейшего приложения в среде MS VC++. Желательно: общее понимание соглашений о вызове функций; общее представление о способах передачи параметров и возврата значения. 2. Обоснование Необходимость использования чужого кода в своей программе возникает регулярно. Вставка готовых удачных решений позволяет не изобретать велосипед заново. В хороших случаях чужой код написан на том же языке, что и свой, либо решение оформлено в виде DLL или компонента. Однако, бывают случаи похуже. Например, приобретается PCI-плата расширения с программным обеспечением для нее, а это ПО оказывается файлами исходного кода на С или С++, в то время как проект уже начат на Delphi, и, кроме того, в команде разработчиков С++ знают плохо. 3. Варианты решения В принципе, можно весь проект писать на С++. Если такая возможность есть - не исключено, что это лучший выход. Но пользовательский интерфейс в Delphi разрабатывается быстрее, чем в MS VC++ (не только мое мнение, но хорошую цитату не нашел), кроме того, в группе могут плохо знать С++. И если даже С++ знают хорошо, но проект уже начат на Delphi, переписывать готовое - значит, тратить неоплачиваемое время. Можно переписать код С++ на Delphi. Для этого требуется время, и, возможно, немалое, а главное - знание С++ на уровне существенно выше начального ("читаю со словарем"). При этом, многие языковые конструкции С++ не имеют прямых аналогов в Delphi, и их перенос чреват появлением ошибок, в том числе, совершенно дурацких, и потому трудноотлавливаемых. В частности, прекрасный пример из обсуждения статьи "ЯП, ОПП и т.д. и т.п. в свете безопасности программирования":
Можно попробовать засечь время и перевести это на Pascal. Станет примерно понятно, сколько времени уйдет на перевод класса, где подобные конструкции не единичны. Можно воспользоваться интерфейсами и технологией СОМ (пожалуй, точнее - моделью СОМ и технологией ActiveX). Но - вот цитата из [1], глава " Модель многокомпонентных объектов": Можно реализовать код, который необходимо использовать, в виде DLL. Один из существенных плюсов DLL - неважно, на каком языке она написана, если соблюдены некоторые условия, такие, как соглашение о вызове и совместимость типов. С учетом того, что в группе разработчиков в основном о С++ поверхностные представления, а СОМ - незнакомая аббревиатура, и, при этом, срок сдачи проекта - традиционно - вчера, ничего лучше варианта с DLL у нас придумать не получилось. 4. Немного теории Передать, точнее, экспортировать несколько функций из DLL - не проблема. Приводим типы, соглашения о вызовах, заполняем список экспортируемых функций - и всё (в основном). Об этом написано немало, например, в [2], в параграфе "Использование DLL, разработанных в С++". Экспортировать класс несколько сложнее. Даже если и DLL, и основная программа написаны на Delphi, возникают проблемы с распределением памяти, которые решаются использованием модуля ShаreMem, первым в списке uses как проекта, так и DLL [2, 3]. Причем, этот модуль можно, в принципе, заменить самодельным менеджером памяти [там же, 3]. Но как использовать ShаreMem, если DLL написана на другом языке, или написать собственный менеджер для двух языков? Наверное, можно и так, но, напоминаю, срок сдачи проекта - вчера. Если есть и другие возражения, часто время - определяющий фактор. Можно создавать экземпляр класса при загрузке DLL, ликвидировать при выгрузке (используя события DLL_PROCESS_ATTACH/DETACH), а для методов класса (функций- членов, раз уж класс на С++) написать однострочные функции-обертки, не являющиеся членами, а просто вызывающие соответствующие функции-члены. Некрасиво, и много лишней работы. Попробуем все же экспортировать класс. В [2], сказано: "Библиотеки DLL не могут экспортировать классы и объекты, если только вы не используете специализированную технологию Microsoft под названием СОМ или какую-либо другую усовершенствованную технологию". Впрочем, там же есть замечание: "На самом деле объекты могут быть переданы из DLL в вызывающую программу в случае, если эти объекты спроектированы для использования в качестве интерфейсов или чистых абстрактных классов". Кроме этого замечания, в [2] об экспорте объектов почти всё, но уже хорошо, что есть шанс "сделать это по-быстрому". И, наконец, в [4] находим параграф "Экспорт объектов из DLL". Там сказано: "К объекту и его методам можно получить доступ, даже если этот объект содержится внутри DLL. Но к определению такого объекта внутри DLL и его использованию предъявляются определенные требования. Иллюстрируемый здесь подход применяется в весьма специфических ситуациях, и, как правило, такого же эффекта можно достичь путем применения пакетов или интерфейсов". Наша ситуация вполне специфическая; пакеты здесь неприменимы, так как они все же для использования с Delphi, про использование интерфейсов и СОМ уже сказано, а использовать интерфейсы без СОМ вне Delphi, судя по [2], нельзя. И, пожалуй, самое важное из [4]:
Здесь перечислены лишь основные ограничения, но возможны и некоторые другие. " Далее там рассказывается о работе с DLL, написанной в Delphi, но полученной информации достаточно для работы с DLL, создаваемой в MS VC++. Мастер MS VC++ позволяет создать обычную (regular) DLL и DLL-расширение (extension). Обычная DLL может экспортировать только С-функции и не способна экспортировать С++-классы, функции-члены или переопределенные функции [1]. Стало быть, надо использовать DLL-расширение. Мастер создаст заготовку, затем в каталог проекта надо будет скопировать два файла - заголовочный и файл кода (*.h и *.cpp), содержащие класс, с экземпляром которого предстоит поработать. Затем подключить их к проекту DLL и немного доработать в соответствии с указанными ограничениями. Во-первых, все экспортируемые открытые методы (ну, или функции-члены, как хотите) необходимо объявить с директивой __stdcall, по понятным причинам. Во-вторых, их также необходимо объявить виртуальными. Это делается для того, чтобы точки входа оказались записанными в таблицу виртуальных функций (VMT), через которую и будет осуществлятся экспорт-импорт. В-третьих, класс требуется объявить с макроопределенной директивой AFX_EXT_CLASS или AFX_CLASS_EXPORT, это синонимы. Сделанные изменения не влияют на работоспособность класса в ехе-проекте, даже директива экспортируемого класса. Далее в файл .срр проекта DLL нужно добавить функции создания и ликвидации объекта. Пример в [4] обходится без функции ликвидации, видимо, потому, что в приведенном там примере и DLL и импортирующее приложение написаны на Delphi, так что можно освободить память методом Free, который есть у всех наследников TObject и отсутствует у объектов С++, не имеющих общего класса-предка. Функция создания объекта должна просто вызывать конструктор, передать ему полученные от приложения параметры и вернуть указатель на созданный объект. Функция ликвидации принимает указатель на объект и вызывает деструктор. И обязятельно вписать эти функции в список экспортируемых. И всё! Пятнадцать минут работы, при минимальном знании С++. Остальное в Delphi. В импортирующей программе необходимо объявить класс, содержащий виртуальные открытые функции в том же порядке. Также необходимо объявить сложные структуры данных, используемые в DLL и передаваемые через ее границу в любом направлении. Имеются в виду структуры С++, они же записи Паскаля. И, конечно же, нужно объявить импортируемые функции создания и уничтожения класса. Теперь для создания экземпляра класса вызывается соответствующая функция DLL, когда объект перестает быть нужным - снова вызывается соответствующая функция DLL, а методы вызываются традиционно - "Объект.Метод(Параметры)". При этом обзывать методы в Delphi можно как угодно, важен лишь порядок их следования и списки параметров. Если в С++ функция-член возвращает значение, в Delphi соответствующий метод должен быть тоже функцией. Если же функция-член возвращает void, в Delphi соответствующий метод - процедура. Если в С++ параметр передается по значению, то и в Delphi тоже, если же по ссылке (то есть как указатель), то в Delphi такой параметр должен быть объявлен с ключевым словом var. Чуть подробнее о параметрах и их типах. Практически везде, где говорится о DLL, упоминается, что, если хотите обеспечить совместимость DLL с программами на других языках, необходимо обеспечить совместимость типов. То есть, стремиться использовать стандартные типы ОС Windоws. Такие типы, как string или file вообще не совместимы с С++, с TDateTime можно поэкспериментировать, вообще-то, он соответствует стандарту, принятому в OLE-автоматизации ([3]). Опять же, [3] заявляет о соответствии типов single и double Delphi с float и double в С++ соответственно. Хотя в [5] есть такой совет со ссылкой на News Group: "Если вы создаете DLL не с помощью Delphi, то избегайте чисел с плавающей точкой в возвращаемом значении. Вместо этого используйте var-параметр (указатель или ссылочный параметр в С++) Причина кроется в том, что Borland и Microsoft применяют различные способы возврата чисел с плавающей точкой. Borland С++ и Delphi могут использовать один и тот же метод".
5. Немного практики Для примера будет использован несложный и бесполезный класс на С++, состряпанный на ходу. В MS VC++ создадим проект, используя MFC AppWizard(exe), без использования представления "Документ-вид", на основе диалога, и обзовем его "example_exe". Добавим два новых файла - example.cpp и example.h. Файл example.h: //***************************************************************************** // традиционный финт ушами во избежание // повторного включения файла .h #if !defined(EXAMPLE__INCLUDED) #define EXAMPLE__INCLUDED // введем парочку структур для демонстрации работы с ними typedef struct { int n; int i; short j; char k; }struct_1; typedef struct { int n2; short a[3]; }struct_2; // Класс-пример. Ничего полезного, просто демонстрация. class CExample { private: int Field; CString Name; void Show(CString str); public: // конструктор и деструктор, как полагается CExample(int F, CString N); ~CExample(); // просто сообщение void Message(CString str, int Digit); // "процедура" и "функция" void Proc(int * Digit); int Func(int Number); // работа с закрытым полем void SetF(int F); int GetF(); // работа со структурами struct_2 * Struct1to2(struct_1 s1); }; #endif //if !defined(EXAMPLE__INCLUDED) //***************************************************************************** В классе есть пара закрытых полей, закрытая функция-член, набор открытых функций. Конструктор принимает два параметра. Строковый параметр будем интерпретировать, как имя объекта. Функция Message нужна для отображения на экране хоть каких-то сообщений, демонстрирующих, что что-то происходит. Proc имитирует процедуру, то есть, не возвращает значения, зато изменяет что-то в программе, в нашем случае, переданный параметр. Func и есть функция, то есть, ничего не изменяет, зато вычисляет некоторое значение и возвращает его. Плюс здесь же установщик и считыватель закрытого поля, а также простенькая демонстрация работы со структурами. Файл example.срр: //***************************************************************************** #include "stdafx.h" #include "Example.h" // конструктор инициализирует два закрытых поля // и выдает сообщение об успешном создании // при помощи закрытой функции CExample::CExample(int F, CString N) { this->Field = F; this->Name = N; this->Show(N + " Created successfully"); } // деструктор только сообщcellpadding ает о самоликвидации CExample::~CExample() { this->Show("Deleted successfully"); } // закрытая функция, по сути - оболочка MessageBox'а // заголовком бокса будет имя класса void CExample::Show(CString str) { ::MessageBox(NULL, str, this->Name, MB_OK); } // открытая функция, выводит строку и число в десятичном виде. void CExample::Message(CString str, int Digit) { str.Format(str + " %d", Digit); this->Show(str); } // "процедура" не возвращает значение, зато изменяет параметр void CExample::Proc(int * Digit) { *Digit *= 2; } // "функция" не изменяет параметр, зато возвращает значение int CExample::Func(int Number) { int Result; Result = Number * 2; return Result; } // банально присваиваем значение параметра закрытому полю. void CExample::SetF(int F) { this->Field = F; } // еще банальнее... int CExample::GetF() { return this->Field; } // присваиваем значения полей одной структуры полям другой struct_2 * CExample::Struct1to2(struct_1 s1) { struct_2 * s2 = new struct_2; s2->n2 = s1.n * 2; s2->a[0] = s1.i; s2->a[1] = s1.j; s2->a[2] = s1.k; return s2; } //***************************************************************************** Для примера более, чем достаточно. Теперь надо посмотреть, как это работает. В файле Example_exeDlg.h в описании класса CExample_exeDlg где-нибудь в секции public надо вписать На диалоговую форму накидаем кнопок и создадим их обработчики:
Эти две - без комментариев. Должно быть так все понятно... Функцию для работы со структурами в этом проекте не буду трогать, не интересно, тут весь фокус, как их передать через границу DLL. Кроме того, не будем возиться с полями ввода, а передадим параметры непосредственно в коде. Наглядность это уменьшает ненамного, а работы меньше. Еще момент - ID кнопок по-умолчанию поменял с BUTTON1 на BT_CREATE и так далее, для наглядности. Всё! На форме только кнопки, вывод информации через MessageBox. Можно проверить работу. Сделаем DLL для этого класса. В MS VC++ создадим проект, используя MFC AppWizard(dll), назовем "example_dll". В каталог этого проекта копируем готовые example.cpp и example.h, добавим их к проекту. Будем изменять, в соответствии с выясненными правилами. Начнем с объявления класса:
Затем из // ..и ликвидации LIBRARY "EXAMPLE_DLL" EXPORTS После компиляции DLL готова. Подготовим проект в Delphi, чтобы продемонстрировать ее работу. Создадим проект "Example_Delphi", и в модуле главной формы, перед объявлением класса формы, впишем четыре типа. Два - структуры struct1 и 2:
Директивы virtual и stdcall в пояснениях не нуждаются. О них сказано выше. А зачем abstract? Очень просто. Без нее компилятор будет ругаться на неправильное упреждающее объявление функции, ведь описания ее у нас нет, описание - в DLL. Директивы должны идти именно в этом порядке. Иначе компилятору не нравится. Обратите внимание на первый метод. Остальные названы так же, как и в С++, но слово Message в Delphi зарезервированное, и использовать его не по назначению не стоит. Хорошо, назовем иначе, важно, что она стоит на первом месте среди виртуальных функций, как и в С++, значит, ее найдут по номеру в VMT. Имя роли не играет. Еще надо добавить объявление экспортируемых функций создания/ликвидации, в конце секции interface:
Здесь предполагается, что DLL лежит там, где и появилась после компиляции, а директории "Example_dll" и "Example_Delphi" имеют общую родительскую. Больше нигде ее искать не будут. Если же указать только имя, приложение будет искать библиотеку в своей папке, папках WINDOWS, SYSTEM32 и прописанных в переменной окружения PATH. Впрочем, это азбука. Всё, класс можно использовать. Давайте опять наделаем кнопок, а вывод в поле Memo, благо, в Delphi с ним работать быстрее и проще, чем в MS VС++. Вот обработчики кнопок: procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); begin if not Assigned(Self.ex) then Self.ex := InitExample(10, 'Ex_Delphi'); end; procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); begin DelExample(Self.ex); Self.ex := nil; end; procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject); begin Self.ex.Mess_(PChar('Некоторая цифра - '), 5); end; procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject); var j : integer; begin j := 15; Self.Memo1.Lines.Add('j До - ' + IntToStr(j)); Self.ex.Proc(j); Self.Memo1.Lines.Add('j После - ' + IntToStr(j)); end; procedure TForm1.Button5Click(Sender: TObject); var j : integer; begin j := 20; Self.Memo1.Lines.Add('j До - ' + IntToStr(j)); Self.Memo1.Lines.Add('Результат - ' + IntToStr(Self.ex.Func(j))); Self.Memo1.Lines.Add('j После - ' + IntToStr(j)); end; procedure TForm1.Button6Click(Sender: TObject); begin Self.Memo1.Lines.Add(IntToStr(Self.ex.GetF)); end; procedure TForm1.Button7Click(Sender: TObject); begin Self.ex.SetF(Self.ex.GetF + 1); end; То же самое, что и в С++, и работает так же. Что и требовалось. И добавим кнопку для функции, которая принимает и возвращает структуры. Вот ее обработчик: procedure TForm1.Button8Click(Sender: TObject); var s1 : TRec1; s2 : PRec2; begin // здесь компилятор будет ругаться, но в данном // случае это не важно. Просто посмотрим, что // до инициализации s2 - это всякая чушь... Self.Memo1.Lines.Add('s2 до:' + #9 + IntToStr(s2.n2) + #9 + IntToStr(s2.a[0]) + #9 + IntToStr(s2.a[1]) + #9 + IntToStr(s2.a[2]) ); // инициализация s1 s1.n := 10; s1.i := 1; s1.j := 2; s1.k := 3; // если функция возвращает указатель на запись (структуру) - // надо подготовить указатель. Это вам не класс. // s2 - типа PRec2, а не TRec2 s2 := Self.ex.Struct1to2(s1); // ... а потом - то, что мы требовали. Self.Memo1.Lines.Add('s2 после:' + #9 + IntToStr(s2.n2) + #9 + IntToStr(s2.a[0]) + #9 + IntToStr(s2.a[1]) + #9 + IntToStr(s2.a[2]) ); end; Что делает функция - понятно, тут другая тонкость. Конструктор возвращает (в коде на С++) указатель на класс, а мы присваиваем возвращаемое значение переменной, которая, вроде бы, не указатель. Struct1to2 тоже возвращает указатель - и его надо подготовить. Это объясняется в [3]: "Объект - это динамический экземпляр класса. Объект всегда создается динамически, в "куче", поэтому ссылка на объект фактически является указателем (но при этом не требует обычного оператора разыменования "^"). Когда вы присваиваете переменной ссылку на объект, Delphi копирует только указатель, а не весь объект. Используемый объект должен быть освобожден явно." А в С++ структура отличается от класса несколько меньше, и работа с ними почти одинакова. И еще пара тонкостей. Если в DLL добавить еще виртуальную функцию-член, обязательно в конце, после имеющихся, такая DLL будет совместима со старой программой, где в абстрактном классе эта функция не объявлена. И если изменить имеющуюся функцию, добавив в конец параметров параметр по-умолчанию, такая DLL будет совместима со старой программой, где в абстрактном классе эта функция не имеет такого параметра. Разумеется, можно вынести описание абстрактного класса, объявление экспортируемых функций, используемых типов и тому подобное в отдельный модуль. Возможно, это лучше, чем запихивать всё в один файл. По крайней мере, я так и делаю. Но это уже детали, касающиеся стиля, а не функциональности. 6. Заключение При таком подходе нельзя обращаться к полям данных напрямую. Хотя, это не проблема, можно использовать функции-считыватели и установщики. Нельзя использовать закрытые функции. А зачем их использовать? Для использования есть открытые. Те, кто знакомы с моделью СОМ, могут сказать, что это извращенный вариант нормальной технологии. Но для создания полноценного СОМ-сервера нужно несколько больше знаний. Показанный способ позволяет использовать открытые методы класса, не вдаваясь в подробности реализации класса и не затрачивая много времени. Это дает возможность быстро получить работоспособный вариант программы, и уже потом доводить ее до ума. А то и просто получить удовлетворительный результат. 7. Используемая литература
К материалу прилагаются файлы:
Ссылки по теме
|
|