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C++/CLI学习笔记1—新的托管类型

感谢Stanley B. Lippman为我们提供了一篇非常优秀的关于C++/CLI的介绍:

Translation Guide: Moving Your Programs from Managed Extensions for C++ to C++/CLI

https://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnvs05/html/TransGuide.asp

尽管我的英文不是很好,有时候没有办法理解Lippman先生的原意,但我还是非常欣赏这篇文章,因为写得非常深入与详细。

我很想做些笔记,加深理解,所以就办抄半简地写了这些中文帖子。我觉得自己已经开始喜欢上C++/CLI了,希望大家也一样喜欢他。

Managed C++中令人印象深刻的就是__gc这样的形式—在开始有两个下滑线。其实,原先这样设计的目的,也是为了Managed C++和标准C++尽量相同--毕竟标准C++中可没有什么“托管”的概念。但从几年来的结果来看,似乎效果非常不理想。大家已经忘了Visual Studio.NET中还有C++。所以,在C++/CLI中,其实是对标准C++作了一个扩展。尽管多了一些从来没有看到过的操作符,但没有了__gc这样的关键词,而且看惯了新的操作符以后,会发现这样其实更加自然,也更接近标准C++。其实,这也正是C++/CLI设计的目的之一吧。

我们来看看C++/CLI中是怎样来定义托管类型的:

如果要创建一个对于在托管堆中对象的应用(reference class),我们可以使用下面的两个关键词:

ref class

ref struct

其中,struct意味着默认情况下它的成员的访问级别为public,而class意味着默认情况下它的成员的访问级别为private。

如果要创建值类型(value class),那么可以使用下面的关键词:

value class

value struct

同样,对于接口,关键词为interface class。

所以,我们就可以看到这样的定义:

public ref class Block { ... };

public value class Vector { ... };

public interface class IMyFile { ... };

如果我们需要指定一个抽象(Abstract)的类,那么语法为:

public ref class Shape abstract {};

public ref class Shape2D abstract : public Shape{};

也可以指定为Sealed类型,以及Sealed和Abstract共用:

public ref class String sealed {};

public ref class State abstract sealed{};

创建了托管类型的对象,就要有指向他们的指针。这里是刚开始学习C++/CLI的时候,让人有些不习惯的地方,因为定义了一个全新的操作符^。

我们可以先来看看原来的_gc *和新的^的一些具体例子,然后再来感觉那个更好一些:

public __gc class Form1 : public System::Windows::Forms::Form {

private:

   System::ComponentModel::Container __gc *components;

   Button __gc *button1;

   DataGrid __gc *myDataGrid;

   DataSet __gc *myDataSet;

  

void PrintValues( Array* myArr )

{

    System::Collections::IEnumerator* myEnumerator =

myArr->GetEnumerator();

          Array *localArray = myArr->Copy();

          // ...

      }

   };

public ref class Form1: public System::Windows::Forms::Form{

private:

   System::ComponentModel::Container^ components;

   Button^ button1;

  DataGrid^ myDataGrid;

   DataSet^ myDataSet;

void PrintValues( Array^ myArr )

{

          System::Collections::IEnumerator^ myEnumerator =

                myArr->GetEnumerator();

          Array ^localArray = myArr->Copy();

             // ...

      }

   };

是不是^更加自然呢?

可能会有人问:为什么不使用C++中原来的指针符号*呢?呵呵,因为这是托管代码啊!如果对象定义在非托管堆上,当然使用*了,但如果定义在托管堆上,就不能再简单地使用*了。我们可以看看下面的例子:

Button^ button1 = gcnew Button; // OK: managed heap

int * pi1 = new int; // OK: native heap

interior_ptr<Int32> pi2 = gcnew Int32; // OK: managed heap

这里说明两点:

1. 在C++/CLI中,同时使用gcnew,来说明对象是创建在托管堆上的。

2. 关于interior_ptr,留待后面解释。

同时,在C++/CLI中,数字0不再代表空地址,而仅仅代表数字0。空地址有一个关键字:nullptr。所以,下面的代码就是把0给boxing了,再传给指针obj:

Object^ obj=0;

而只有下面的语句,才真正把一个空指针给指针obj:

Object^ obj=nullptr;

顺便,谈谈boxing。boxing就是说,当你想把一个值(value)当作一个对象(object)的时候,发生的事情。例如上面的语句中,就是把一个值0变成了一个object对象。具体在后台发生的事情为:

1. 首先,这个值会被压入堆栈。

2. CLR接着会把这个值弹出堆栈,然后分配一块空间,来存储这个值以及对象头信息。

3. 接着,一个新创建的对象的引用,会被压入堆栈中。

4. 最后,把这个引用对象弹出堆栈,存储在本地变量中。

可见,代价非常大。所以,一般情况下,不要随便使用boxing(当然还有unboxing),因为对性能影响太大。

CLI数组的定义

C++/CLI中,数组定于为:

void PrintValues( array<Object^>^ myArr );

void PrintValues( array<int,3>^ myArr );

同时,还可以使用gcnew定义的时候,直接赋值:

array<Object^>^ myArray =

      gcnew array<Object^>(4){ 1, 1, 2, 3 }

而且,还可以定义返回类型为CLI数组的函数:

array<Int32>^ f();

array<int>^ GetArray();