VC++动态链接库(DLL)编程（五）
――DLL典型实例
作者：宋宝华 e-mail:21cnbao@21cn.com
动态链接库DLL实现了库的共享，体现了代码重用的思想。我们可以把广泛的、具有共性的、能够多次被利用的函数和类定义在库中。这样，在再次使用这些函数和类的时候，就不再需要重新添加与这些函数和类相关的代码。具有共性的问题大致有哪些呢？笔者归纳如下：
（1）通用的算法
图像处理、视频音频解码、压缩与解压缩、加密与解密通常采用某些特定的算法，这些算法较固定且在这类程序中往往经常被使用。
（2）纯资源DLL
我们可以从DLL中获取资源，对于一个支持多种语言的应用程序而言，我们可以判断操作系统的语言，并自动为应用程序加载与OS对应的语言。这是多语言支持应用程序的一般做法。
（3）通信控制DLL
串口、网口的通信控制函数如果由DLL提供则可以使应用程序轻松不少。在工业控制、modem程序甚至socket通信中，经常使用通信控制DLL。
本节将给出DLL的三个典型应用实例。
7.1 算法DLL
我们直接用读者的一个提问作为例子。
宋宝华先生，您好！
我在pconline上看到你连载的《VC++动态链接库(DLL)编程深入浅出》，觉得非常好。我以前主要是用Delphi的，C/C++学过，对Win32和VCL比较熟悉，但是没有接触过VC++，对MFC很陌生。这段时间和一个同学合作做光学成像的计算机模拟，用到傅立叶变换，手里面有例程是VC++写的。我们的界面是用Delphi开发，需要将其傅立叶变换功能提出做一个DLL供Delphi调用。苦于不懂MFC，试了很多方法，都不成功，最后只得采用折衷方案，简单修改一下程序，传一个参数进去，当作exe来调用，才没有耽搁后续进程。
……
谢谢！
致
礼！
某某
学习过较高级别数学（概率统计与随机过程）、信号与线性系统及数字信号处理的读者应该知道，傅立叶变换是一种在信号分析中常用的算法，用于时域和频域的相互转换。FFT变换算法通用而有共性，我们适宜把它集成在一个DLL中。
随后，这位读者提供了这样的一个函数：
/* 函数名称：FFT()
* 参数:
* complex<double> * TD - 指向时域数组的指针
* complex<double> * FD - 指向频域数组的指针
* r －2的幂数，即迭代次数
* 返回值: 无。
* 说明:该函数用来实现快速傅立叶变换
*/
void FFT(complex<double> * TD, complex<double> * FD, int r)
{
LONG count; // 傅立叶变换点数
int i,j,k; // 循环变量
int bfsize,p; // 中间变量
double angle; // 角度
complex<double> *W,*X1,*X2,*X;
count = 1 << r; //傅立叶变换点数
// 分配运算所需存储器
W = new complex<double>[count / 2];
X1 = new complex<double>[count];
X2 = new complex<double>[count];
// 计算加权系数
for(i = 0; i < count / 2; i++)
{
angle = -i * PI * 2 / count;
W[i] = complex<double> (cos(angle), sin(angle));
}
// 将时域点写入X1
memcpy(X1, TD, sizeof(complex<double>) * count);
// 采用蝶形算法进行快速傅立叶变换
for(k = 0; k < r; k++)
{
for(j = 0; j < 1 << k; j++)
{
bfsize = 1 << (r-k);
for(i = 0; i < bfsize / 2; i++)
{
p = j * bfsize;
X2[i + p] = X1[i + p] + X1[i + p + bfsize / 2];
X2[i + p + bfsize / 2] = (X1[i + p] - X1[i + p + bfsize / 2]) * W[i * (1<<k)];
}
}
X = X1;
X1 = X2;
X2 = X;
}
// 重新排序
for(j = 0; j < count; j++)
{
p = 0;
for(i = 0; i < r; i++)
{
if (j&(1<<i))
{
p+=1<<(r-i-1);
}
}
FD[j]=X1[p];
}
// 释放内存
delete W;
delete X1;
delete X2;
}
既然有了FFT这个函数，我们要把它做在DLL中，作为DLL的一个接口将是十分简单的，其步骤如下：
（1）利用MFC向导建立一个非MFC DLL；
（2）在工程中添加fft.h和fft.cpp两个文件；
fft.h的源代码为：
#ifndef FFT_H
#define FFT_H
#include <complex>
using namespace std;
extern "C" void __declspec(dllexport) __stdcall FFT(complex<double> * TD, complex<double> * FD, int r);
#define PI 3.1415926
#endif
fft.cpp的源代码为：
/* 文件名：fft.cpp */
#include "fft.h"
void __stdcall FFT(complex<double> * TD, complex<double> * FD, int r)
{
…//读者提供的函数代码
}
在任何编程语言中使用Win32 API LoadLibrary都可以加载这个DLL，而使用GetProcAddress(hDll, "FFT")则可以获得函数FFT的地址，读者所提到的Delphi当然也不例外。
这个DLL中有两点需要注意：
（1）使用extern "C"修饰函数声明，否则，生成的DLL只能供C++调用；
（2）使用__stdcall修饰函数声明及定义，__stdcall是Windows API的函数调用方式。
7.2纯资源DLL
我们在应用程序中产生如图18所示的资源（对话框）。
图18 中文对话框
在与这个应用程序相同的工作区里利用MFC向导建立两个简单的DLL，把应用工程中的资源全选后分别拷贝到ChineseDll和EngLishDll，在EnglishDll工程的资源文件中搜索下面的语句：
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Chinese (P.R.C.) resources
#if !defined(AFX_RESOURCE_DLL) || defined(AFX_TARG_CHS)
#ifdef _WIN32
LANGUAGE LANG_CHINESE, SUBLANG_CHINESE_SIMPLIFIED
#pragma code_page(936)
#endif //_WIN32
将其改为：
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// English (U.S.) resources
#if !defined(AFX_RESOURCE_DLL) || defined(AFX_TARG_ENU)
#ifdef _WIN32
LANGUAGE LANG_ENGLISH, SUBLANG_ENGLISH_US
#pragma code_page(1252)
#endif //_WIN32
并将其中所有的中文翻译为英文。这个DLL为我们提供了如图19所示的对话框资源。
图19英文对话框
修改应用工程的InitInstance()函数，在
CResourceDllCallDlg dlg;
m_pMainWnd = &dlg;
int nResponse = dlg.DoModal();
之前（即对话框显示之前）添加如下代码：
//获取操作系统的语言
WORD wLangPID = PRIMARYLANGID( GetSystemDefaultLangID() );
if( LANG_CHINESE == wLangPID )
{
hLanguageDll = LoadLibrary( "ChineseDll.dll" ); //加载中文资源
}
else
{
hLanguageDll = LoadLibrary( "EnglishDll.dll" ); //加载英文资源
}
if( NULL == hLanguageDll )
{
AfxMessageBox( "Load DLL failure" );
return FALSE;
}
AfxSetResourceHandle( hLanguageDll ); //设置当前的资源句柄
这样的应用程序将具有自适应性质，在中文OS中显示中文资源，在英文OS中则显示英文资源。
7.3通信控制DLL
我们在这里举一个串口通信类的例子。
也许您需要了解一点串口通信的背景知识，其实串口到处都看得到，譬如PC机的COM口即为串行通讯口（简称串口）。如图20，打开Windows的设备管理器，我们看到了COM口。
在Windows系统，需通过DCB(Device Control Block)对串口进行配置。利用Windows API GetCommState函数可以获取串口当前配置；利用SetCommState函数则可以设置串口通讯的参数。
串行通信通常按以下四步进行：
(1)打开串口；
(2)配置串口；
(3)数据传送；
(4)关闭串口。
图20 PC的串口
由此可见，我们需要给串口控制DLL提供如下四个接口函数：
//打开指定的串口，其参数port为端口号
BOOL ComOpen(int port); //在这个函数里使用默认的参数设置串口
//将打开的串口关闭
void ComClose(int port);
//将串口接收缓冲区中的数据放到buffer中
int GetComData(char *buf, int buf_len);
//将指定长度的数据发送到串口
int SendDataToCom(LPBYTE buf,int buf_Len);
下面给出了DLL接口的主要源代码框架：
//com.h：com类通信接口
class AFX_EXT_CLASS com
{
public:
ComOpen(int port)
{
…
}
int SendDataToCom(LPBYTE buf,int buf_Len)
{
…
}
int GetComData(char *buf, int buf_len)
{
…
}
void ComClose()
{
…
}
}
我们编写一控制台程序来演示DLL的调用：
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
#include <windows.h>
#include "com.h" //包含DLL中导出类的头文件
int main(int argc, char *argv[])
{
try
{
char str[] = "com_class test";
com com1;
com1.ComOpen (1);
for(int i=0; i<100; i++) //以同步方式写com的buffer
{
Sleep(500);
com1.SendDataToCom (str,strlen(str));
}
com1.ComClose ();
}
catch(exception &e)
{
cout << e.what() << endl;
}
return 0;
}
DLL的编写与调用方法及主要应用皆已讲完，在下一节里，我们将看到比较“高深”的主题――DLL