Unity与C++交互入门(1)

作者: 食不知味_夜不能寐 | 来源:发表于2018-07-27 15:54 被阅读4次

    一、什么情况下需要使用C++

    1.大量的复杂运算,C++比C#效率高。

    2.大多数语言都有调用C++ DLL的途径,若项目中某个模块客户端和服务器都需要使用,可以考虑用C++实现该模块,这样客户端和服务器就不需要重复编写该模块,只需写一些胶水代码即可。

    二、基本概念

    1.托管(Managed)和非托管(Unmanaged):.Net的运行环境是CLR(Common Language Runtime),运行在CLR上的代码成为托管代码(Managed Code),CLR提供了自动的垃圾回收机制(GC)。而C++是编译后直接由操作系统执行的代码,不运行在CLR上,所以C++属于非托管代码(Unmanaged Code)。(注:另有托管C++,本质上也属于.Net范畴,不在讨论范围内)

    2.P/Invoke:P/Invoke(Platform Invoke,平台调用)使得我们可以在托管代码中调用非托管函数,Unity与C++的交互都是通过P/Invoke实现。

    三、Demo

    1.创建C++ DLL

    在VS中新建C++项目,这里理应选择DLL,但是建议先选成控制台,等我们编写的函数先在控制台调试没问题后可以在项目属性中改为DLL。

    新建C++项目 修改项目属性

    2.新建一个类Bridge.h和Bridge.cpp

    新建Bridge类
    //Bridge.h
    #ifdef WIN32
    #ifdef  UNITY_CPP_INTEROP_DLL_BRIDGE
    #define UNITY_CPP_INTEROP_DLL_BRIDGE    __declspec(dllexport)
    #else
    #define UNITY_CPP_INTEROP_DLL_BRIDGE    __declspec(dllimport)
    #endif
    #else
    // Linux
    #define UNITY_CPP_INTEROP_DLL_BRIDGE
    #endif
    
    extern "C"
    {
        UNITY_CPP_INTEROP_DLL_BRIDGE int Internal_Add(int a, int b);
    }
    
    //Bridge.cpp
    #include "Bridge.h"
    
    extern "C"
    {   
        int Internal_Add(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }
    }
    
    

    3.拷贝DLL

    右键项目生成DLL后,将DLL拷贝到Unity项目中。

    拷贝DLL

    4.在C#中调用DLL

    在Unity中新建脚本填入如下内容。

        // Use this for initialization
        void Start()
        {
            int a = 5, b = 6;
            Debug.LogError(string.Format("Internal_Add(): {0} + {1} = {2}", a, b, Internal_Add(a, b)));
            Debug.LogError(string.Format("Add(): {0} + {1} = {2}", a, b, Add(a, b)));
        }
    
        [DllImport("UnityCppInterop")]
        private static extern int Internal_Add(int a, int b);
    
    
        [DllImport("UnityCppInterop", EntryPoint = "Internal_Add")]
        private static extern int Add(int a, int b);
    

    其中由两个extern修饰的函数与C++中Internal_Add()函数对应,二者的区别在于是否指定了EntryPoint(入口),EntryPoint参数指明了从UnityCppInterop.dll中调用的函数名,如果未指定,则会调用与C#中函数名相同的C++函数。本例中,二者调用的是C++中的同一个函数,输出如下:

    Demo输出

    如果将Add()EntryPoint删除,会报EntryPointNotFoundException异常:

    去掉EntryPoint的输出

    四、Android Studio中编译so文件

    上面只是介绍了在Windows平台Unity与C++交互的过程,但发布到Android平台后DLL是无法使用的,我们需要将C++源码编译成Android平台可用的库文件xxx.so。

    1.新建Android工程

    勾选Include C++ support,一路下一步即可。

    新建Android工程

    创建好后检查工程属性中是否指定了ndk路径:

    检查NDK

    修改app的build.gradle内容(供参考)如下:

    apply plugin: 'com.android.application'
    
    android {
        compileSdkVersion 26
        buildToolsVersion "26.0.3"
        defaultConfig {
            applicationId "com.zqj.unitycppinterop"
            minSdkVersion 14
            targetSdkVersion 26
            versionCode 1
            versionName "1.0"
            testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"
            externalNativeBuild {
                cmake {
                    cppFlags ""
                }
            }
    
            ndk{
                moduleName "native-lib"
                abiFilters "x86", "x86_64", "armeabi-v7a", "arm64-v8a"
            }
        }
        buildTypes {
            release {
                minifyEnabled false
                proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
            }
        }
        externalNativeBuild {
            cmake {
                path "CMakeLists.txt"
            }
        }
    }
    
    dependencies {
        compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
        compile 'com.android.support:appcompat-v7:26.+'
    }
    
    

    编译so可以使用CMakeAndroid.mk,本文介绍CMake,如果没有安装,可在Android Studio的SDK Tools中下载。将之前编写的C++文件拷贝到cpp目录下,最好将头文件和源文件分类,native-lib.cpp是新建工程时自动创建的,可以删掉:

    项目结构

    CMakeList.txt

    
    cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
    
    #设置头文件目录
    set(INCLUDE_DIR
        "src/main/cpp/include/"
        )
    include_directories(${INCLUDE_DIR})
    
    #需要编译的源文件
    file(GLOB_RECURSE SRC_FILE
        "src/main/cpp/src/*.cpp"
        )
    
    #################################
    add_library( # 最后生成的库名称
                 UnityCppInterop
    
                 # Sets the library as a shared library.
                 SHARED
    
                 # Provides a relative path to your source file(s).
                 # Associated headers in the same location as their source
                 # file are automatically included.
                 src/main/cpp/native-lib.cpp
                 ${SRC_FILE} )
    
    find_library( # Sets the name of the path variable.
                  log-lib
    
                  # Specifies the name of the NDK library that
                  # you want CMake to locate.
                  log )
    

    Make Project成功后,生成的libUnityCppInterop.so位于app/build/intermediates/cmake/debug中,把armeabi-v7a下的so文件拷贝到Unity工程Plugins/Android/目录下。这里的so文件名比DLL多了lib前缀,不需要修改,Unity会自动识别。

    总结

    本文主要介绍Unity与C++交互的基础知识,Demo只演示了最基本类型int型数据的交互,而实际项目中肯定会涉及到string, struct, class, 数组等复杂类型数据的传递,这其中有很多需要注意的地方,下一篇会针对这些进行介绍。

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