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在C#編程中，經常需要調用外部程序來執行特定的任務。這些外部程序可能是命令行工具、腳本或其他可執行文件。C#提供了多種方式來調用這些外部程序。本文將介紹三種常用的方法：使用System.Diagnostics.Process類、使用System.Threading.Tasks與異步編程、以及通過P/Invoke調用C/C++編寫的DLL。

1. 使用System.Diagnostics.Process類

System.Diagnostics.Process類是.NET Framework中用于啟動和控制外部進程的主要類。通過它可以啟動一個外部程序，并與其進行交互。

以下是一個簡單的示例，展示如何使用Process類來啟動一個命令行程序（如notepad.exe）：

using System.Diagnostics;

// ...

ProcessStartInfo startInfo = new ProcessStartInfo();
startInfo.FileName = "notepad.exe"; // 要啟動的程序名稱
startInfo.Arguments = ""; // 如果需要，可以在這里設置命令行參數

Process process = new Process();
process.StartInfo = startInfo;
process.Start();

// 等待程序執行完成
process.WaitForExit();

使用Process類，你可以控制外部程序的啟動、停止、監視其輸出，甚至可以通過標準輸入/輸出流與其進行通信。

2. 使用System.Threading.Tasks與異步編程

當你需要并發地執行外部程序，而不阻塞主線程時，可以使用C#的異步編程功能。這通常與Process類結合使用，以異步方式啟動和管理外部進程。

以下是一個使用異步方法啟動外部程序的示例：

using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks;

// ...

public async Task StartExternalProgramAsync(string filePath, string args)
{
    ProcessStartInfo startInfo = new ProcessStartInfo();
    startInfo.FileName = filePath;
    startInfo.Arguments = args;
    startInfo.UseShellExecute = false;
    startInfo.RedirectStandardOutput = true;
    startInfo.CreateNoWindow = true;

    using (Process process = new Process())
    {
        process.StartInfo = startInfo;
        process.Start();
        
        // 異步讀取輸出
        string output = await process.StandardOutput.ReadToEndAsync();
        Console.WriteLine(output);
        
        await process.WaitForExitAsync();
    }
}

// 調用異步方法
await StartExternalProgramAsync("notepad.exe", "");

在這個示例中，我們使用了await關鍵字來異步等待外部程序的執行完成，而不會阻塞主線程。這對于需要保持UI響應或處理其他并發任務的應用程序非常有用。

3. 通過P/Invoke調用C/C++編寫的DLL

如果你需要調用的外部程序是一個DLL（動態鏈接庫），尤其是用C/C++編寫的DLL，你可以使用P/Invoke（Platform Invocation Services）來直接調用DLL中的函數。P/Invoke允許你在C#代碼中聲明和調用非托管函數。

以下是一個使用P/Invoke調用DLL函數的示例：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    // 聲明DLL中的函數，假設函數名為"AddNumbers"，接受兩個整數參數并返回一個整數結果
    [DllImport("MyMathLibrary.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern int AddNumbers(int a, int b);
    
    static void Main()
    {
        int result = AddNumbers(5, 10);
        Console.WriteLine("The sum is: " + result);
    }
}

在這個示例中，我們使用DllImport屬性來指定要調用的DLL和其中的函數。然后，我們可以像調用普通的C#方法一樣調用這個函數。

結論

C#提供了多種靈活的方式來調用外部程序，無論是可執行文件還是DLL。System.Diagnostics.Process類是最直接和常用的方法，適用于啟動和控制外部可執行文件。對于需要并發執行的任務，可以結合使用System.Threading.Tasks和異步編程技術。如果需要調用C/C++編寫的DLL中的函數，可以使用P/Invoke機制。選擇哪種方法取決于你的具體需求和外部程序的類型。