一、緒論
當微軟推出VS.NET7實現了可擴展的托管C++後,C++程序員們反映不一。盡管大部分的程序員對於能夠繼續使用C++感到很欣慰,但幾乎所有的人對於托管C++提供的晦澀語法感到很痛苦。微軟明顯從反饋中感覺到托管C++不是那麼成功。
2003年10月6日,ECMA(歐洲計算機制造商協會)宣布成立專家組,負責結合ISO標准C++與通用語言,開發一個可擴展語言的標准,這個新的可擴展語言被稱為C++/CLI標准。這個標准將被VS.NET2005的C++編譯器支持。
二、老語法存在的問題
1、晦澀繁瑣的語法和文法--這兩個"雙重底線"問題加重了閱讀的負擔。
2、二流的CLI支持--相對與C#與VB.NET,MC++使用不方便的工作區來提供CLI支持,例如,它沒有一個一一對應的結構來列舉.NET的集合。
3、C++與.NET粗陋地結合--對於CLI類型,你不能使用C++的特色,例如模板;同樣,對於C++類型,你不能使用CLI的特色,例如碎片帳集。
4、令人混淆的指針--非托管的C++的指針及托管的引用指針都使用*語法,這非常令人混淆,因為-gc指針與托管指針在本質和行為上完全不同。
5、MFC編譯器不能產生可校驗的代碼。
三、C++/CLI給我們提供了什麼?
1、優雅流暢的語法和文法--C++/CLI為C++開發人員書寫托管代碼提供了一種非常自然的感覺,並且它提供了非托管代碼到托管代碼的平滑過度。以前所謂的"雙重底線"問題現在已經蕩然無存。
2、一流的CLI支持--CLI特色,例如屬性、碎片集合和屬類得到了直接支持,此外,C++/CLI還准許將這些特色用於本地非托管的類。
3、一流的C++類支持--C++特色,例如模板和析構函數對於拖管和非拖管類繼續有效。實際上,C++/CLI是你可以"表面上"在棧或C++本地堆上聲明一個.NET類型唯一的.NET語言。
4、在.NET與C++之間的溝壑上架起了一座橋梁--C++開發人員在抨擊BCL時不再象離開水的魚。
5、C++/CLI編譯器產生的可執行文件完全是可校驗的。
四、"Hello World"小程序
using namespace System;
void _tmain()
{
Console::WriteLine("Hello World");
}
上述代碼除了不需要引用mscorlib.dll庫外,與老的語法沒有太大的區別,因為無論你什麼時候使用/clr進行編輯,編譯器都可以暗中進行引用(現在默認的是/clr:newSyntax)。
五、句柄
與老的語法主要的混淆是我們習慣於使用*符號來聲明拖管引用或非拖管指針,在C++/CLI裡微軟引入了句柄的概念。
void _tmain()
{
//The ^ punctuator represents a handle
String^ str = "Hello World";
Console::WriteLine(str);
}
^符號代表一個托管對象(聲明時看上去象個帽子),按照CLI的規定,句柄代表一個拖管對象的引用。句柄在CLI中是新的語法,相當於C++中的-gc指針。句柄與指針不再混淆,在本質上兩者完全不同。
六、句柄與指針是怎樣區分開來的?
1、指針聲明時使用*符號,而句柄使用^符號。
2、句柄是針對拖管堆上對象的拖管引用,而指針僅僅指向內存中的一個地址。
3、指針很穩定,GC循環不會影響到它;句柄在基於GC或內存緊張的情況下,可以指向不同的內存位置。
4、對於指針,程序開發人員必須"顯式"地刪除,否則會面臨洩露的危險,而對於句柄,是否進行顯式刪除則完全根據程序人員的愛好了。
5、句柄一定要指向一個具體的類型,即所謂的類型安全性,而指針明顯不是這樣,你決不可以將一個句柄指向Void^類型。
6、正如new操作符返回一個指針一樣,gcnew返回一個句柄。
七、CLR對象示例
void _tmain()
{
String^ str = gcnew String("Hello World");
Object^ o1 = gcnew Object();
Console::WriteLine(str);
}
關鍵字gcnew用來實例化一個CLI對象,而且它返回一個指向在CLR堆上的對象的句柄,gcnew的優點在於它可以方便的讓我們區分拖管和非拖管的實例對象。
大部分情況下,gcnew關鍵字和^操作符提供了你用來進行BCL的一切手段,但是很明顯你需要創建和聲明屬於自己的拖管類和接口。
八、聲明類型
CLR類型有一個形容詞前綴用來說明類型的種類,下面是C++/CLI中的類型聲明示例:
1、 CLR types
o Reference types
§ ref class RefClass{...};
§ ref struct RefClass{...};
2、 Value types
§ value class ValClass{...};
§ value struct ValClass{...};
o Interfaces
§ interface class IType{...};
§ interface struct IType{...};
o Enumerations
§ enum class Color{...};
§ enum struct Color{...};
3、 Native types
o class Native{...};
o struct Native{...};
示例:
using namespace System;
interface class IDog
{
void Bark();
};
ref class Dog : IDog
{
public:
void Bark()
{
Console::WriteLine("Bow wow wow");
}
};
void _tmain()
{
Dog^ d = gcnew Dog();
d->Bark();
}
上述程序中的代碼與老的C++語言相比看上去非常簡潔,在以往的C++代碼中,至少要用到-gc和-interface這兩個關鍵詞。
九、裝箱/拆箱操作
在C++/CLI中,加箱是隱含的,而且類型是安全的,一個二進制的拷貝被執行並在CLR堆上形成一個對象,去箱是顯式的,僅僅需要使用reinterpret_cast操作符來解除引用。
void _tmain()
{
int z = 44;
Object^ o = z; //implicit boxing
int y = *reinterpret_cast<int^>(o); //unboxing
Console::WriteLine("{0} {1} {2}",o,z,y);
z = 66;
Console::WriteLine("{0} {1} {2}",o,z,y);
}
// 輸出結果如下:
// 44 44 44
// 44 66 44
在上述代碼中,"o"對象是一個加箱的拷貝,從第二個語句Console::WriteLine.的輸出可以很明顯地看到,它並沒有涉及到int類型的整數值。