.NET Core 3.1 编写混合 C++ 程序

前言

随着 .NET Core 3.1 的第二个预览版本发布，微软正式将 C++/CLI 移植到 .NET Core 上，从此可以使用 C++ 编写 .NET Core 的程序了。

由于目前仅有 MSVC 支持编译此类混合代码，并且由于涉及到非托管代码，因此 C++/CLI 目前不能跨平台，只支持 Windows。

如果需要跨平台，除了微软的工作之外，还另外需要 gcc/clang 大量跟进，工作量较大且进度不可控，目前微软暂无使 C++/CLI 跨平台的计划。

先决条件

Visual Studio 2019 16.4 preview 3

.NET Core SDK 3.1 preview 2

开启方法

运行 Visual Studio Installer，安装“使用 C++ 的桌面开发” 和 “.NET Core 跨平台开发” 工作负载，然后再在单个组件中勾选“对 v142 生成工具 (14.24) 的 C++/CLI 支持”。

等待安装完毕，启动 Visual Studio，新建项目的时候即可看见两个新增的项目模板：

• CLR Class Library (.NET Core)
• CLR Empty Project (.NET Core)

第一个项目

我们选择 CLR Empty Project (.NET Core) 创建我们的第一个 C++/CLI 项目，然后在右侧解决方案管理器的源文件(Source Files) 处右键添加 C++ 源文件 main.cpp。

然后我们即可使用 C++ 编写 .NET Core 程序。

添加以下代码：

运行程序，输入 hello world 后回车：

可以看到我们成功的运行了程序并且完成了 C++ 代码与 .NET Core 的无缝交互。

注意点

1. 托管堆对象的创建使用 gcnew，而不是 new
2. 托管堆对象指针的类型为 T^，而不是 T*，以上述代码为例，str_managed 的类型为 System::String^。得益于 C++ 11 开始有的类型自动推导，我们可以直接使用 auto 代替显示类型声明，类似 C# 中的 var。
3. 使用 :: 代替 . 访问 namespace 和 class/struct，使用 -> 代替 . 访问对象中的成员。
4. 使用 ref class/ref struct 定义 .NET 引用类型，使用 value class/value struct 定义 .NET 值类型。
5. 使用 interface class/interface struct 定义接口。
6. 使用 property 定义属性。
7. C++/CLI 项目可以引用任何的 C++ 项目或动态链接库，但是要确保架构相同，即你不能用 x86 的配置引用 x64 架构下的非托管代码。

添加项目引用并使用

对于引用 C++ 代码，在此不进行赘述，使用方式和正常的 C++ 项目没有任何区别。因此在这里只说如何引用 .NET 程序集。

我们可以直接添加对 .NET Standard/.NET Core library 的引用。如果出现无法使用 nuget 包管理器安装的情况，可以手动下载对应的 .NET 程序集 dll 然后添加到项目引用当中。这里以 Newtonsoft.Json 为例。

首先添加引用

然后我们就能使用啦！

然后我们编写一个 .NET 类型，为了展示的更完整，我们采用完整的属性书写方法，而不是自动属性。

然后我们构建一段 json 字符串，试试用 Newtonsoft.Json 解序列化。

运行，输出：

后记 

虽然 C++/CLI 暂时不能跨平台，但是对 .NET Core 的支持极大的丰富了 .NET Core 的适用范围，可以用于编写高性能的 C++ 程序的同时，享受来自 C++ 和 .NET Core/.NET Standard 的全部生态。

对于编写 Windows 程序，C++/CLI 绝对值得一试。而关于跨平台的问题，说不定后面的版本微软就支持了呢？要知道，两年前 C++/CLI 在 .NET Core 上运行微软给的回复也是“没有计划”，然而如今却顺利的完整支持了。

对于 C++/CLI 的其他地方，可以参考微软官方文档，内容十分丰富（由于中文文档存在部分机器翻译，建议有能力的朋友直接阅读英文文档避免机器翻译带来的错误）：

https://docs.microsoft.com/zh-cn/cpp/dotnet/dotnet-programming-with-cpp-cli-visual-cpp?view=vs-2019

参考文献

https://devblogs.microsoft.com/dotnet/announcing-net-core-3-1-preview-2/

https://devblogs.microsoft.com/cppblog/an-update-on-cpp-cli-and-dotnet-core/

https://docs.microsoft.com/zh-cn/cpp/dotnet/dotnet-programming-with-cpp-cli-visual-cpp?view=vs-2019