Win32 C++項目移植到 Win10 UWP

本文可能對誰有幫助

如果你正在做将現有的Win32

靜态庫

或

DLL

工程移植到Win10

UWP(通用 Windows)

環境，這篇文章可能會對你有幫助。

概述

在VS2015的

建立項目

已安裝

模闆

Visual C++

Windows

通用

頁面，包含幾個我們需要關心的工程類型：

空白應用(通用 Windows)

、

DLL(通用 Windwos)

、

靜态庫(通用 Windows)

、

Windows 運作時元件(通用 Windows)

。

根據工程說明可以知道，

DLL(通用 Windwos)

和

靜态庫(通用 Windows)

可以被

空白應用(通用 Windows)

和

Windows 運作時元件(通用 Windows)

使用，并且是語言相關的，不能跨語言調用。

而

Windows 運作時元件(通用 Windows)

可以被

空白應用(通用 Windows)

使用，是語言無關的。也就是說，不管是

C++

還是

C#

開發的應用都可以調用

Windows 運作時元件(通用 Windows)

。

知道了這一點，那麼我們來看下問題，部落客（C++程式員，未接觸過C#及WinPhone相關開發）遇到的情況是這樣的：将現有的

Win32 平台DLL

移植到

UWP

平台，供采用

C#

開發的Win Phone APP使用，而該

DLL

還依賴其它

C++靜态LIB庫

和

C動态庫

。

我們需要做的包括以下幾個方面：

各類工程到 UWP 的轉換
處理編譯問題
處理磁盤操作問題
資料類型間的轉換
接口封裝問題

開始

首先，請下載下傳Universal Windows Platform (UWP) app samples，将會對你有莫大的幫助。

為友善描述，做如下約定：

被移植的DLL定義為a.dll
a.dll依賴的C++靜态LIB庫定義為c++.lib
a.dll依賴的C動态庫定義為c.dll
通用 Windows 版元件加 _rt 字尾以示差別
Windows 運作時元件(通用 Windows)外殼定義為 shell_rt.dll

各類工程到 `UWP` 的轉換

我們整體的工程關系轉換為：
    a.dll  ->    a_rt.lib
  c++.lib  ->  c++_rt.lib
    c.dll  ->    c_rt.lib
  舊的依賴關系：app 依賴a.dll，a.dll 連結c++.lib，a.dll 依賴c.dll；
  新的依賴關系：app 依賴shell_rt.dll，shell_rt.dll 連結a_rt.lib、c++_rt.lib、c_rt.lib，
              并且shell_rt.dll 負責重新封裝a.dll的接口。app 可由 C++ 或 C# 開發。

注意：建立 Windows 運作時元件(通用 Windows) 工程時，必須保證工程内的最外層命名空間名字和最終生成的dll名字(包括winmd檔案)完全一緻，這也是官方的要求。

通過閱讀官方文檔得知在不重新建立工程的情況下将現有工程轉換為UWP工程的方法，如下：

打開 DLL 項目中的“ 項目屬性 ”，并将“ 配置 ”設定為“ 所有配置 ”；
在“ 項目屬性 ”中，在“ C/C++ ”、“ 正常 ”頁籤上，将“ 使用 Windows 運作時擴充 ”設定為“ 是 (/ZW) ”。這将啟用元件擴充 (C++/CX)；
在“ 解決方案資料總管 ”中，選擇項目節點，打開快捷菜單，然後選擇“ 重定SDK版本目标 ”，“ 确定 ”；
在“ 解決方案資料總管 ”中，選擇項目節點，打開快捷菜單，然後選擇“ 解除安裝項目 ”。然後，在解除安裝的項目節點上打開快捷菜單，然後選擇編輯項目檔案。找到 WindowsTargetPlatformVersion 元素并将其替換為以下元素。然後關閉 .vcxproj 檔案，再次打開快捷菜單，然後選擇“ 重新附加元件目 ”。現在，解決方案資料總管會将該項目辨別為 通用 Windows 項目。

<AppContainerApplication>true</AppContainerApplication>
<ApplicationType>Windows Store</ApplicationType>
<WindowsTargetPlatformVersion>10.0.10156.0</WindowsTargetPlatformVersion>
<WindowsTargetPlatformMinVersion>10.0.10156.0</WindowsTargetPlatformMinVersion>
<ApplicationTypeRevision>10.0</ApplicationTypeRevision>

其中，第3步在官方文檔中沒有，但如果不做第3步，第4步中的

WindowsTargetPlatformVersion

元素可能無法找到。以上涉及的

SDK版本(10.0.10156.0)

，可以根據自己的環境需要進行調整。第2步中打開的“

/ZW

”選項，隻能用于

C++項目

，如果是

C語言

項目的話，需要将該選項設定會

否

；或者，如果

C++項目

中包含

C檔案

，可以單獨将

C檔案

設定為

否

。

處理編譯問題

工程轉換完後開始處理編譯問題。因為不喜歡

stdafx.h

這個檔案名中的

afx

三個字母，部落客一直是把工程的預編譯功能關閉，涉及此檔案的問題這裡不做讨論。

在編譯zlib靜态庫的ARM版本時，遇到了如下編譯問題：

fatal error C1189: #error:  Compiling Desktop applications for the ARM platform is not supported.

輕按兩下後可看到以下代碼（

corect.h

），各種宏交錯在一些：

// Verify that the ARM Desktop SDK is available when building an ARM Desktop app
#ifdef _M_ARM
    #if _CRT_BUILD_DESKTOP_APP && !_ARM_WINAPI_PARTITION_DESKTOP_SDK_AVAILABLE
        #error Compiling Desktop applications for the ARM platform is not supported.
    #endif
#endif

編譯存在此類問題的代碼檔案頭部增加如下定義，可解決：

#ifdef _M_ARM
    #define WINAPI_FAMILY WINAPI_FAMILY_PHONE_APP
#endif

由于編譯問題各式各樣，沒有重點，隻能哪裡編譯不過改哪裡。總之，既然是C++ 程式員，相信你可以搞定。

處理磁盤操作問題

UWP

不支援

fopen

，

CreateFile

此類操作。用來替換的是

CreateFile2

，用法和

CreateFile

類似。但該

API

隻能處理特殊目錄，例如

程式安裝目錄

、

圖檔

、

文檔

、

視訊

等。對于磁盤中任意的目錄，都沒有操作權限。是以，對于期望可操作任意目錄檔案的需求，隻能放棄使用

CreateFile2

，改用以下

UWP

元件中的磁盤操作類：

Windows::Storage::StorageFile
Windows::Storage::StorageFolder
Windows::Storage::Streams::IRandomAccessStream

其它相關類請在類名上按

F12

打開對象浏覽器檢視。

看過類裡的函數之後可以發現大部分函數都有Asyn字尾，帶Asyn字尾的函數均為異步函數，Windows不希望UI線程及其它某些線程因為同步調用導緻響應遲鈍。C++中異步函數的調用方式大緻為：

[代碼片段 A]

// 使用 task 和以下命名空間中的類時需開啟 /ZW 選項，即開啟 C++/CX 支援
 #include <collection.h>
 #include <ppltasks.h>

 using namespace concurrency;
 using namespace Platform;
 using namespace Windows::Storage;
 using namespace Windows::Storage::Streams;

 // 從一個檔案對象擷取其目錄對象 

 void Test(StorageFile ^file)
 {
     create_task(file->GetParentAsync()).then([this, file](StorageFolder ^parentFolder)
     {
         if(parentFolder != nullptr)
         {
             // do something
         }
     });
 }

線程A調用

Test

函數，通過

create_task

建立一個

task

對象，并将一個

lamda

函數（位于then()中，[this, file]中聲明的變量可在函數中使用）作為委托傳遞給

task

對象的

then

方法，并繼續向下執行并退出

Test

函數。

task

中的

file->GetParentAsyn()

操作實際由線程B調用，待函數傳回後，再将結果交由線程A執行委托函數

[15-20]行

。

科普： ^ 這個符号讀作 hat ，這裡用來聲明句柄對象。 String ^str; 這裡的 str 就是一個 String 的句柄類型，初始值或無對象指向時為 nullptr ，釋放時可以使用 delete str 也可以讓作用域控制自動釋放。可以簡單的了解為類似智能指針。

異步方法雖然可以避免對線程A的阻塞，但實際使用中并不友善。因為，大部分情況下，我們都會為耗時的網絡或磁盤操作專門開啟線程處理，而不是直接使用UI線程操作。是以如果都使用這種異步方式，在某些場景下，代碼會寫的很反人類，例如下面這個比較完整的檔案讀取操作：

[代碼片段 B]

// 頭檔案、命名空間省略，變量判斷、異常處理省略

 void ReadBytesFromFile(String ^strFilePath)
 {
     // 根據檔案路徑擷取檔案對象; 
     create_task(StorageFile::GetFileFromPathAsync(strFilePath)).then([](StorageFile ^file)
     {
         if (file != nullptr)
         {
             // 以讀寫的方式打開檔案; 
             create_task(file->OpenAsync(FileAccessMode::ReadWrite)).then([](IRandomAccessStream ^stream)
             {
                 if (stream != nullptr)
                 {
                     auto buf = ref new Buffer(); // 讀取10個位元組; 
                     create_task(stream->ReadAsync(buf, , InputStreamOptions::None)).then([buf](IBuffer ^buffer) 
                     {
                         // buf 和 buffer 中包含讀取到的資料; 
                     });
                 }
             });
         }
     });
 }

昔日

Win32

的一個

CreateFile

操作，在這裡變的無比繁瑣。而且，上面傳入一個

String

路徑打開檔案的方式因為權限檔案，并不可行。

在系統中，除幾個個别目錄（安裝目錄、圖檔目錄、視訊目錄等）在app配置權限後可用于直接操作權限外，app是無法直接使用任意字元串路徑進行檔案操作的。正确的方式應該是：

使用 FolderPicker 或 FilePicker 擷取一個 StorageFolder 或 StorageFile 對象
将對象加入到權限清單中 AccessCache::StorageApplicationPermissions::FutureAccessList->Add(file);
如果多子產品間傳遞的是String類型，此時可以從 StorageFolder 或 StorageFile 對象的 Path 屬性擷取 String 類型路徑字元串，之後可以使用該路徑字元串轉換（見資料類型間的轉換）為 StorageFolder 或 StorageFile 對象，此時權限仍舊有效。

如果需要在某目錄下建立檔案，則應該使用

FolderPicker

擷取

StorageFolder

對象，将對象加入權限清單，再使用該

StorageFolder

對象建立檔案。

考慮到在做代碼移植時，調整某些線程的同異步模式将會導緻原有架構結構變的混亂，是以，出現了下面的用法：

[代碼片段 C]

// 将file檔案中偏移5開始的10個字元寫入到偏移2開始的位置;
 auto taskOpen = create_task(file->OpenAsync(FileAccessMode::ReadWrite));
 if(taskOpen.wait() == canceled)
     return false;
 IRandomAccessStream ^stream = taskOpen.get();
 stream->Seek();
 auto buffer = ref new Buffer();
 auto taskRead = create_task(stream->ReadAsync(buffer, , InputStreamOptions::None));
 if(taskRead.wait() == canceled)
     return false;

 auto data = ref new Array<byte>(buffer->Length);
 auto reader = DataReader::FromBuffer(buffer);
 reader->ReadBytes(data);

 stream->Seek();
 auto taskWrite = create_task(stream->WriteAsync(buffer));
 if(taskWrite.wait() == canceled)
     return false;
 auto taskFlush = create_task(stream->FlushAsync());
 if(taskFlush.wait() == canceled)
     return false;

[12-14]行

隻是示範

IBuffer

對象資料到字元數組資料的轉換，更多的類型轉換見資料類型間的轉換。

注意：這種 task.wait() 的調用方式并不能應用到所有線程。參見 ppltask.h 檔案的 task_status _Wait(); 函數及其中的 _IsNonBlockingThread 函數内部實作。請自行調試實驗各類線程調用 wait() 中的 _IsNonBlockingThread
函數時的傳回情況。

（經過驗證，以上這種寫檔案的寫法效率較低，在頻繁調用時尤為明顯，包括前面列出的對
GetFileFromPathAsync 的調用）

至此，有關磁盤操作的大緻情況如上所述。

資料類型間的轉換

Platform::Array<unsigned char> ^UnsignedChar2Array(unsigned char *pBuffer, unsigned int uSize)
{
    return ref new Platform::Array<unsigned char>(pBuffer, );
}

std::wstring PlatformString2StdWstring(Platform::String ^str)
{
    return std::wstring(str->Data());
}

std::string Unicode2Utf8(Platform::String ^str)
{
    std::wstring wstrTemp(str->Data());

    std::string strUtf8;
    int iUtf8Len = ::WideCharToMultiByte(CP_UTF8, , wstrTemp.c_str(), wstrTemp.length(), NULL, , NULL, NULL);
    if ( == iUtf8Len)
        return "";

    char* pBuf = new char[iUtf8Len + ];
    memset(pBuf, , iUtf8Len + );
    ::WideCharToMultiByte(CP_UTF8, , wstrTemp.c_str(), wstrTemp.length(), pBuf, iUtf8Len, NULL, NULL);

    strUtf8 = pBuf;
    delete[] pBuf;

    return strUtf8;
}

using namespace Windows::Storage::Streams;
IBuffer ^UnsignedChar2Buffer(unsigned char *pBuffer, unsigned int uSize)
{
    DataWriter writer;
    writer.WriteBytes(Platform::ArrayReference<uint8>(pBuffer, uSize));
    return writer.DetachBuffer();
}

void Buffer2UnsignedChar(IBuffer ^buffer, unsigned char **pBuffer, unsigned int *uSize)
{
    DataReader ^reader = DataReader::FromBuffer(buffer);
    *uSize = buffer->Length;
    *pBuffer = new uint8[*uSize];
    reader->ReadBytes(Platform::ArrayReference<uint8>(*pBuffer, *uSize));
}

接口封裝問題

UWP 元件的接口不同于Win32 DLL 的導出接口，UWP 的接口是一個winmd 檔案，包含語言無關類型資訊

MetaData

（中繼資料）。使用元件時隻需要 xxx.dll 和 xxx.winmd 兩個檔案，不需要頭檔案。

在導出接口時，首先需要最外層有一個和庫檔案名相同的命名空間名，導出的類需要聲明成如下格式（需帶

public

ref

sealed

聲明）：

namespace test // 元件名為test.dll
{
    public ref class CInterface sealed
    {
    }
}

因為接口可能被跨語言使用，是以下面這種接口參數的寫法就要避免：

void Func(Platform::String ^*pStr);

這種寫法隻能被C++使用，如果C#調用的話，會出現崩潰。不過，

Platform::Array<unsigned char>^ *

這種寫法倒是沒有問題。

int

、

int *

諸如此類，都是可以的，

int *

對于

C#

的調用，使用

out

進行修飾。

// C++方式的接口導出函數聲明
void Func1(int *pParam);
void Func2(const Platform::Array<unsigned char>^ inArray);
void Func3(Platform::Array<unsigned char>^ *outArray);

// C#看到的接口聲明
// void Func1(out int pParam);
// void Func2(byte[] inArray);
// void Func3(out byte[] outArray);

// C#方式的接口調用
Int32 param = ;
Func1(out param);

byte[] inArray;
Func2(inArray);

byte[] outArray;
Func3(out outArray);

如果接口需要傳遞回調函數，需要封裝成類，可以從接口導出一個

interface

修飾的類：

namespace test
{
    public interface ICallback
    {
    public:
        virtual void func() = ;
    }

    public ref class CInterface sealed
    {
        void RegCallback(ICallback ^callback)
        {
            // 對于callback我做了一層回調封裝映射，由此處的ICallback ^ 類型與内部原有的C++ 回調形成映射關系（中間過渡）
            // 避免C++/CX 文法深入内部
        }
    }
}

// C# 使用時
class CCallback : test.ICallback
{
    public void func()
    {
        // do something
    }
}

CCallback callback = new CCallback();
test.CInterface inter = new test.CInterface();
inter.RegCallback(callback);

Win32 C++項目移植到 Win10 UWP

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