C++/CLI可以說是標准C++語言一種新的"方言"，它是Microsoft為充分利用CLI（Common Language Infrastructure）平台而開發出來的。那麼，它在語言方面有何新穎獨到之處呢，下面，就讓我們一起開始奇妙的C++/CLI語言之旅（文中所有示例代碼，均以Visual Studio.NET 2005 Professional編譯通過，所有的講解內容，也均以Visual Studio.NET 2005環境為基礎）。
程序集與元數據
傳統的C++編譯模式包括把單獨的源文件編譯為目標文件（obj），再把目標文件與庫函數鏈接在一起，以生成可執行程序。而CLI模式卻大不相同，它涉及到程序集的創建與使用。
簡單來說，在不計輸入源文件數目的基礎上，程序集即為單次編譯的輸出。如果輸出帶有一個進入點函數（例如main函數），它即為一個.exe文件；如果沒有，它則為一個.dll文件。任何引用外部程序集而生成的編譯，必須要訪問所依賴的程序集，此時也沒有類似傳統鏈接時用到的頭文件機制，而是通過編譯器在所依賴的程序集內部查找，來訪問所需的外部信息。
程序集包含了元數據，其描述了包含在那裡的類型與函數，還有CIL（Common Intermediate Language）指令--Microsoft稱其為"MSIL"。元數據與指令能通過獨立的VES（Virtual Execution System）來執行。
CLI類型
例1是一個模擬二維點的類。此處不得不提到命名空間，所有的CLI標准庫類型都屬於System命名空間，或嵌套在其內部的某個命名空間之下，例如System::Object和System::String，還有System::IO、 System::Text、System::Runtime::CompilerOptions等等。標記1可避免在程序中一直使用namespace限定詞。
例1：
/*1*/
using namespace System;
/*2*/
public ref class Point
{
int x;
int y;
public:
//定義用於讀寫X與Y實例屬性
/*3a*/ property int X
{
/*3b*/ int get() { return x; }
/*3c*/ void set(int val) { x = val; }
}
/*4a*/ property int Y
{
/*4b*/ int get() { return y; }
/*4c*/ void set(int val) { y = val; }
}
//定義實例構造函數
/*5a*/ Point()
{
/*5b*/ X = 0;
/*5c*/ Y = 0;
}
/*6a*/ Point(int xor, int yor)
{
/*6b*/ X = xor;
/*6c*/ Y = yor;
}
//定義實例方法
/*7a*/ void Move(int xor, int yor)
{
/*7b*/ X = xor;
/*7c*/ Y = yor;
}
/*8a*/ virtual bool Equals(Object^ obj) override
{
/*8b*/ if (obj == nullptr)
{
return false;
}
/*8c*/ if (this == obj) //我們在測試自己嗎？
{
return true;
}
/*8d*/ if (GetType() == obj->GetType())
{
/*8e*/ Point^ p = static_cast<Point^>(obj);
/*8f*/ return (X == p->X) && (Y == p->Y);
}
return false;
}
/*9*/ virtual int GetHashCode() override
{
return X ^ (Y << 1);
}
/*10a*/ virtual String^ ToString() override
{
/*10b*/ return String::Concat("(", X, ",", Y, ")");
}
};
在標記2中，我們定義了一個稱為Point的引用類（ref class），一個引用類是一個CLI引用類型，當兩者一起使用時，ref與class（中間有空格）表示了一個新的關鍵詞。
public前綴表明了類型在它的父類程序集之外可見--即可訪問（只有兩種類型的可見性，public和private，類型默認為private），另外，只有類型才能有可見性屬性，非成員函數、全局變量及文件范圍內的typedef都不能在它們的父類程序集之外訪問。
與C++程序員預想的一樣，除了默認的成員可訪問性，一個引用結構（ref struct）與引用類基本上一模一樣，在這，我們把兩者都稱為引用類。
每個引用類都有一個基類，如果沒有顯式指定，那麼默認的基類即為System::Object，一個引用類有且只能有一個基類。
我們先不管Point在內部是怎麼表示的，考慮到它有X與Y屬性，我們在此使用了笛卡爾坐標，實現起來非常簡單；如果它使用極坐標，那麼就復雜多了。
作為成員的標量屬性，也對實例提供了類似字段的訪問性，在標記3(a)中，用int類型定義了一個X屬性，property符號是一個上下文關鍵字，而不是一個全局保留的關鍵字，它的用法只限於在這個上下文中。
對於get與set存取程序，在一個屬性中即可有任意一個，也可兩者兼有。在標記3(b)中，get返回既定屬性的值；而在標記3(c)中，set使用編程者提供的值來設置即定的屬性值。這兩個存取程序分別以名字get與set定義為單獨的函數，必須接受或返回相應的聲明類型值，在本例中，為int（注意，這兩個名字不是關鍵字）。存取程序也能具有不同的可訪問性，但可能會妨礙到語言間的互操作性（interop），因為其他CLI語言可能不支持。
在標記5(b)與5(c)代表的默認構造函數中，是使用set的簡單例子--X與Y均被設置為零，注意，不能使用X=Y=0來代替，因為set為一個void返回類型，所以子表達式Y=0不能出現在另一個表達式中。
對一個引用類來說，相等性是通過函數Equals來實現的，而不是重載==操作符，如標記8(a)所示。因為Point重載了System::Object::Equals，所以Point::Equals必須被聲明為virtual，再次提醒的是，override符號也是一個上下文關鍵字，而不是一個保留關鍵字。而這個函數重載了Object中的一個函數，所以需要接受一個Object作為參數，而不是一個Point。
實際上，參數帶有類型Object^，其表示"Object的句柄"，並指向托管堆（垃圾回收）中的一個對象。句柄在此是一個C++/CLI術語，CLI實際上把它稱為"引用"，但C++已經有引用了，這是兩回事。
有經驗的C++類設計人員可能會留意到，在這個類的定義中，缺乏了兩個重要的東西：函數未const限定；且參數不是作為一個const句柄傳遞的。為什麼會這樣呢？因為引用類的成員函數不會用const來限定，CLI也沒有概念上的const函數；把參數聲明為一個const句柄將會使它成為另一種類型，這樣它就不再能被System::Object::Equals重載了（const類型的句柄是允許的，但它們只能被用在一個C++/CLI上下文之內，而不能與任何CLI標准庫函數一起使用的，因為目前CLI中還未有const這個概念，未來版本的C++/CLI有可能會全面支持const，但其他語言仍不會支持const）。
在標記8(b)中，我們把obj與nullptr作一比較。nullptr關鍵字表示常量空值，當使用在一個句柄上下文中時，它表示空句柄--沒有指向任何對象的句柄；當使用在一個指針上下文中時，它表示空指針--沒有包含任何地址的指針。
為防止自身比較，在標記8(c)中，把obj與this作一對比。在一個非引用類（指本地類）中，this是一個實例函數調用時指向對象的指針，可帶有const限定符；在一個引用類中，則是實例函數調用時指向對象的句柄--此處要再次提醒大家，不允許帶有const限定符。也可以通過類似以指針訪問成員時的指向操作符 ->，來訪問類中成員，只不過此處使用的是句柄。
Equals是為了確保其比較的兩個對象有著相同的類型，所以在標記8(d)中調用了System::Object::GetType，其返回一個代表當前實例運行時類型的System::Type句柄，如果兩個System::Type對象引用指向同一對象，則它們代表了同一類型。此處，我們比較的是兩個句柄，而不是兩個類型對象。
一旦你獲知兩個對象為同一類型，就可以安全地把Object句柄向上轉換為一個Point句柄，進而執行數據比較，而不用擔心發生錯誤的類型匹配這樣的異常，在此，使用了static_cast。
為使哈希表（散列表）數據結構工作正常，在對象中必須有一個名為GetHashCode的函數。基本上，如果一個類型定義了Equals，它也應該同時定義GetHashCode，其是重載System::Object的版本，如標記9。
與相等性比較類似，值的格式化是通過一個重載System::Object的函數實現的，如標記10(a)，而不是重載<<操作符。這個函數稱為ToString，它的功能是創建並返回一個當前實例的字符串，它調用了System::String::Concat連接三個字符串及兩個int，實現了所需功能。
毫無疑問，不可能對任一參數及類型的搭配，Concat都能有一個適當的重載版本，那麼，Concat是怎樣處理這些參數的呢？本例中使用的重載版本如下： static String^ Concat(... array<Object^>^ list);
圓括號中的參數聲明（其必須有一托管的數組類型），表明可接受任意數量給定元素類型的參數，即，它是一個類型安全的varargs--參數數組，參數列表為一指向對象句柄托管數組的句柄。
那麼這兩個int--X與Y，是怎樣轉換為Object^的呢？其實，在基本數據類型對Object^的表達式中，都存在著一個隱式轉換，這個過程稱為"裝箱"，也就是包含基本數據類型值的對象，在托管堆上的分配。逆過程稱為"解箱"，這需要顯式轉換。
最後提一下命名約定。CLI指定了類、函數、屬性必須以PascalCase模式來編寫，也就是說，每個單詞的首字母必須大寫，而CLI標准庫也遵循這條原則。
一個簡單的示例程序
例2是一個使用了Point類的簡單程序，下面以此為例簡單講解各方面的含義：
例2：
using namespace System;
int main()
{
/*1*/ Point^ p1 = gcnew Point;
/*2*/ Console::WriteLine("p1 = {0}, p1's HashCode = {1}", p1, p1->GetHashCode());
/*3*/ p1->Move(5, 7);
/*4*/ Console::WriteLine("p1 = {0}, p1's HashCode = {1}", p1, p1->GetHashCode());
/*5*/ Console::WriteLine("p1 Equals Point(9, 1) = {0}",
p1->Equals(gcnew Point(9, 1)));
}
分配托管內存：在標記1中，定義了一個指向Point類型的句柄，並用gcnew操作符返回的位置初始化它，gcnew操作符是一個關鍵字，它為一個新的Point對象在托管堆中，分配了相應的空間，與大家想的一樣，此處還會調用默認的構造函數。在目前的C++/CLI版本中，引用類的對象只能駐留於堆棧或托管堆中，與其他CLI語言不同，C++/CLI可以讓你編寫能被傳遞，並通過復制構造函數或 = 操作符賦值的引用類，還可以重載Clone函數，實現虛擬（深度）賦值。 格式化輸出：CLI提供了一系列的I/O類型--使用功能性注解的函數。最簡單的例子就是System::Console Write和WriteLine（見標記2）的重載版本，其向標准輸出設備輸出文本，WriteLine會跟上一個新行，而Write則不會。
這類函數有許多重載的版本，然而，最常見的形式是接受一個包含文本的格式化字符串，並帶有可選的格式指定符--由花括號進行分隔，其後緊接需要格式化其值的參數。格式指定符 {0} 對應於緊接著格式化字符串傳遞進來的第一個參數；而 {1} 則對應於第二個參數，以此類推。與Concat類似，也有一些接受幾個固定參數的重載版本，或可接受幾個固定參數並同時接受一個可變數目的參數，在本例中，使用了如下的版本：
static void WriteLine(String^ format, Object^ arg0, Object^ arg1);
字符串在此被隱式轉換為String^。因為p1是一個Point^，且Point是從Object繼承而來，所以p1是is關系。GetHashCode返回一個int，因此在被傳遞之前，會被裝箱為Object^。一旦執行到WriteLine，它會調用第二個和第三個參數的ToString函數，並輸出結果字符串。以下是程序的輸出：
p1 = (0,0), p1's HashCode = 0
p1 = (5,7), p1's HashCode = 11
p1 Equals Point(9, 1) = False
垃圾回收：由句柄p1引用的內存駐留於托管堆中，而托管堆則處於垃圾回收器"監視"之下，當一個句柄超出作用域時，其引用的內存就少了一個與此相聯的句柄，繼而當句柄計數為零時，內存就被自動回收了。如果一個句柄在某段時間內並沒有超出作用域，但你已不需要其引用的內存了，就可以設置句柄為nullptr來減少其的引用計數，在此，沒有辦法來顯式釋放一塊托管內存。另外，也可以對句柄調用delete，它會馬上運行析構函數（Dispose函數），但這塊內存仍不會被回收，直到垃圾回收器決定回收它。
編譯程序
如果要把Point與main程序放在兩個不同的程序集中，必須創建兩個項目--為Point類創建Point項目，為應用程序創建Main項目。
要創建Point項目，可在Visual Studio.NET 2005中選擇"文件｜新建｜項目｜空項目"（不要選擇"類庫"）。在"解決方案資源管理器"中找到"源文件"，鼠標右鍵單擊選擇"添加｜新建項"，在對話框左邊的類別欄中選擇"代碼"，接著在右邊選擇"C++文件"，輸入Point名稱，並在打開的文件中粘貼例1中代碼，保存文件。
在"解決方案資源管理器"中，右鍵單擊項目名Point，首先，選擇"屬性｜配置屬性｜常規"，把"配置類型"改為"動態庫（.dll）"，選擇"公共語言運行庫支持"為"公共語言運行庫支持（/clr）"；其次，在"C/C++｜代碼生成"中，把"運行時庫"改為多線程 DLL （/MD）；最後，在"鏈接器｜常規"欄中，把"輸出文件"後綴名從.exe改為.dll。
雖然在選擇"類庫"時，這些都是由Visual Studio.NET 2005自動完成的，但它會生成一大堆你不需要的支持文件。此時，選擇"生成"，就會在Point\debug目錄中找到Point.dll了。
創建Main項目與創建Point項目非常類似，除了這個項目叫做"Main"，且源文件為Main.cpp外。（在此有一個小技巧，你可以運行Visual Stuio.NET的兩個實例，這樣，你就可以同時編輯兩個項目了。）默認情況下，選擇"空項目"會生成一個.exe文件，這正是我們想要的。因為Main.cpp引用了Point類型，所以需要告訴編譯器在哪可以找這個類型的父類程序集：首先，在"解決方案資源管理器"中，右鍵單擊項目名Main，依次選擇選擇"屬性｜配置屬性｜常規"，選擇"公共語言運行庫支持"為"公共語言運行庫支持（/clr）"，點擊對話框的"應用"按鈕；其次，在"通用屬性｜引用｜添加新引用"對話框中，選擇"浏覽"選項頁，定位至Point目錄的Point.dll文件，點擊"確定"退出；最後，在"C/C++｜代碼生成"中，把"運行時庫"改為多線程 DLL （/MD）。此時，選擇"生成"，就會在Main\debug目錄中生成Main.exe了，執行此文件，就可以看到相應的輸出。
