最近、ある友人にC言語を教えているのですが、ふと思ったことがあります。

「C言語ってC#から読み込めるのかな？」と。

1. DLLファイルの作成

C言語やC++言語はDLL(ダイナミックリンクライブラリ)ファイルにすれば読み込めるとのことです。まずはDLLファイルを作っていきます。

1.1 Visual Studio で2つのプロジェクトを作成する

呼び出すほうは C#, 呼び出されるほうは C なので、プロジェクトを2つに分ける必要があります。この段階ですごい今更なのですが、なぜ Visual Studio が「ソリューション」と「プロジェクト」で使い分けているのかがようやく分かりました(笑)

まずはC#のプロジェクトですね。シンプルにコンソールアプリ(.NET Core) でいきます。

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できたらソリューションエクスプローラーから新規プロジェクトを追加します。
私はC++の空のプロジェクトを選びました。

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これでソリューションに 2つのプロジェクトが作成されました。

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1.2 ソースコードを書く

後は普通にC言語を書いていけばいいのですが、その前に約束事を記述していきます。
まずはヘッダーファイルを書きます。

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#pragma once //自動生成されてる
extern "C" __declspec (dllexport) int main();

これでDLLにするための関数を定義できました。上記では main 関数がDLL化されたとき、C# から C のmain関数を呼び出せるようになります。
あとはソースファイルに c++ ファイルを追加して

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普通にC言語を書いていきます。C++も書けますが、それは別の記事で紹介します。

#include<stdio.h>
#include"dlldefine.h" //先ほど定義したヘッダファイル

int main() {
    printf("この文字はC言語で表示しています!\n");
    return 0;
}

1.3 プロパティを変更する

このままビルドしても実行可能形式(.exe)が生成されてしまうので、DLLを生成するように変更します。
C++のプロジェクトを右クリックして、"プロパティ"をクリックするとプロパティページが表示されます。
構成の種類を "ダイナミックライブラリ(.dll)" に変更します。

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これでビルドしてみます。

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どうやらソリューション内の Debug というディレクトリに保存されているみたいですね。

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これでDLL化が終わりました！

2. C#からDLLを使う

2.1 C#から呼び出すコードを書く

C#プロジェクトの Program.cs を次のように記述します。

using System.Runtime.InteropServices;

namespace DLLApp
{
    class Program
    {
        [DllImport("DLLfile.dll")]
        static extern int main(); //DLL内で定義された関数

        static void Main(string[] args)
        {
            main(); //C言語のmain関数を実行する 
        }
    }
}

DLLImportでDLLファイルを指定する際には、先ほど生成されたDLLファイル名を記述します。
さて、これで準備はできたように思えますが、このまま実行すると例外が発生します。

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どうやらDLLファイルが見つからないようです。なぜでしょうか？

2.2 例外が起こる原因

答えはプロジェクトによって、ビルドの出力先ディレクトリが異なるからです。

C/C++の場合: DLLApp\Debug
C#の場合: DLLApp\DLLApp\bin\Debug\netcoreapp3.0

C#のほうが階層が深く、そのディレクトリ内でDLLを参照しようとするために例外が発生してしまうのです。
解決する方法はいくつかあります。

DLLとC#アプリの出力先ディレクトリを統一する
DLLの出力先ディレクトリをC#出力先ディレクトリに合わせる
C#アプリの出力先ディレクトリをDLL出力先ディレクトリに合わせる
DLLファイルをC#アプリの出力先にコピペする

この中で最も分かりやすいのは 1番目ですね。2番目と3番目はどちらもビルドしてみないと正確なパスが分かりません。4番目は配布されている場合は良いかもしれませんが、同じソリューションで開発している場合、DLLを変更するたびに毎回コピペする必要があり非効率です。

2.3 出力先ディレクトリの統一

各プロジェクトでプロパティを設定します。共通のビルドパスとして DLLApp\Build\ に設定します。まずはC#からです。

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ただし、.NET Core 3.0 フレームワークで開発すると netcoreapp3.0 というディレクトリが自動で生成される ので、これを考慮しないといけません。

次に、DLLの出力先を変更します。先ほどの考慮を踏まえて、設定するパスとしては DLLApp\Build\netcoreapp3.0\ となります。（ディレクトリを指定するので、最後に \ を付けないと警告が出ます。）

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これでDLLの出力先とアプリの出力先のパスが統一されました。あとはビルドするだけですね。

3 ビルドと実行

Visual Stufio には複数のプロジェクトを一気にビルドする方法があります。これがバッチビルドです。"ビルド" タブに "バッチビルド" があります。
色々と項目がありますが、それぞれのプロジェクトで Debug を選択してビルドのチェックボックスにチェックを入れました。（使用しているOSによってはアプリが64ビット版で動作するので、それに合わせて x64を選択します。）これで "ビルド" をクリックするとチェックを入れた項目がビルドされます。

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