C++/CLI

C++/CLI

C++當然指的是Bjarne Stroustrup在BELL實驗室發明的C++語言,它實現了運行時取得速度和尺寸最佳化的靜態對象模型,然而它除了堆分配外不支持程式的動態修改,它準許無限地接近底層設備,但在程式運行過程中幾乎無法操作活動類型,也無法操作與程式相關聯的底層結構。Herb Sutter,C++/CLI的主要構造者之一,稱C++是一門“混凝土”式的語言。

C++/CLICLI:Common Language Infrastructure)是一門用來代替C++託管擴展(下文使用MC++指代)新的語言規範。重新簡化了C++託管擴展的語法,提供了更好的代碼可讀性。和微軟.NET的其他語言一樣,微軟向ECMA提交了C++/CLI的標準。C++/CLI現在可以在Visual C++ 2005上開發。C++/CLI的部分特性已經申請了專利

1 語法改變

C++/CLI是一門獨立的語言(比如新的關鍵字),而不是像C++託管擴展一樣是C++的超集 (C++託管擴展有一些不標誌的關鍵字如__gc和__value)。所以,C++/CLI對於這些語法有較大的改變,尤其是去除了一些意義不明確的關鍵字,增加了一些.NET的特性.
很多不一致的語法,像MC++的不同版本用法的操作符new()被區分開:在C++/CLI,.NET引用類型的創建要使用新的關鍵字gcnew。並且C++/CLI增加了新的泛型概念(與C++ templates相似,但還是有很大的區別)。
1.1 句柄(Handle)
回到MC++,有兩類指針: 用__nogc標識的指針是傳統意義上的C++指針,而用__gc標識的指針為.NET中的引用。但在C++/CLI里,唯一的指針就是傳統意義上的C++指針,而.NET引用類型使用一個“句柄”來獲取,使用新的語法“類名^”代替了MC++的“類名*”。新的句法使得託管和非託管代碼混合開發更加方便;它指明了對象將會被垃圾回收器自動銷毀還是手動銷毀。
範例代碼:

// C++託管擴展

#using <mscorlib.dll>
using namespace System::Collections;
__gc class referencetype
{
protected:
String* stringVar;
int intArr __gc【】;
ArrayList* doubleList;
public:
referencetype(String* str,int* pointer,int number) // 哪個是託管的?
{
doubleList = new ArrayList();
System::Console::WriteLine(str->Trim() + number.ToString());
}
};
// C++/CLI
#using <mscorlib.dll>
using namespace System::Collections::Generic;
ref class referencetype
{
protected:
String^ stringVar;
array<int> intArr;
List<double>^ doubleList;
public:
referencetype(String^ str,int* pointer,int number) // 不會再分不清了吧?
{
doubleList = gcnew List<double>();
System::Console::WriteLine(str->Trim() + number);
}
};
1.2 跟蹤引用(Tracking reference)
C++/CLI里的一個“跟蹤引用”也是一個句柄,但它是傳地址而不是傳值。等同於在C#中加了“ref”關鍵字,或Visual Basic .NET的“ByRef”。C++/CLI使用“^%”語法來定義一個跟蹤引用。與傳統C++中的“*&”語法相似。
下面的示例了“跟蹤引用”的使用。如果把“^%”改成“^”(也就是使用普通的句柄),10個字元串將不會被修改,而只會生成那些字元串的副本,這些都是因為那些引用已經不是傳地址而是傳值。
int main()
{
array<String^>^ arr = gcnew array<String^>(10);
int i = 0;
for each(String^% s in arr)
s = gcnew String(i++.ToString());
return 0;
}
上面的代碼示例了用戶如何用C++/CLI做一些其他.NET語言不能做的事情,比如C#就不允許在foreach循環中這樣做。例如foreach(ref string s in arr)在C#中是非法的。
1.3 析構(Finalizer/Destructor)
C++/CLI的另一個變化就是使用“!類名()”來聲明一個託管類型的“析構方法”(在垃圾回收器回收對象之前的不確定的時間由CLR調用),而原來的“~類名()”是用來定義“傳統的析構函式”(能被用戶自己調用)。另外,下面的例子說明了如何在C++/CLI中託管對象如何自動調用“傳統析構函式”。
在一個典型的.NET程式中(例如直接使用CIL)編程,可以由用戶自己調用的“析構方法”是用實現IDisposable接口,通過編寫Dispose方法來實現顯式釋放資源;而不確定的“析構方法”是通過重載Finalize函式來實現的。
// C++/CLI
ref class MyClass // :IDisposable (編譯器自動實現IDisposable接口)
{
public:
MyClass();// 構造函式
~MyClass(); // (確定的) 析構函式 (編譯器使用IDisposable.Dispose來實現)
protected:
!MyClass(); // 析構方法 (不確定的) (編譯器通過重載virtual void Finalize來實現)
public:
static void Test()
{
MyClass auto; // 這不是個句柄,它將調用MyClass的默認構造函式
// 使用auto對象
// 函式返回前自動調用auto的析構函式(IDisposable.Dispose,由~MyClass()定義)來釋放資源
// 以上代碼等效於:
MyClass^ user = gcnew MyClass();
try{/* 使用auto對象 */ }
finally{delete user; /* 由編譯器調用auto.Dispose() */ }
}
};
// C#
class MyClass : IDisposable
{
public MyClass() {} // 構造函式
~MyClass() {} // 析構方法 (不確定的) (編譯器通過重載virtual void Finalize來實現),與C++/CLI的!MyClass()等效
public void Dispose() {} // Dispose方法
public static void Test()
{
using(MyClass auto = new MyClass())
{ /* 使用auto對象 */ }
// 因為使用了using句法,編譯器自動調用auto.Dispose()
// 以上代碼等效於:
MyClass user = new MyClass();
try { /* 使用user對象 */ }
finally { user.Dispose(); }
}
}

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