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Classes e estruturas ref (C++/CX)

  • Artigo

O C++/CX oferece suporte às classes ref e estruturas ref definidas pelo usuário, bem como às classes de valor e estruturas de valor definidas pelo usuário. Essas estruturas de dados são os contêineres principais pelos quais o C++/CX oferece suporte ao sistema de tipos do Windows Runtime. O conteúdo é emitido para metadados de acordo com determinadas regras específicas e isso permite que ele seja transmitido entre componentes do Windows Runtime e aplicativos da Plataforma Universal do Windows que são escritos em C++ ou em outras linguagens.

Uma classe ou estrutura ref apresenta estes recursos essenciais:

  • Ela deve ser declarada em um namespace, no escopo do namespace, e dentro dele ela pode ter acessibilidade pública ou privada. Somente os tipos públicos são emitidos para metadados. As definições de classes públicas aninhadas não são permitidas, incluindo classes enum públicas aninhadas. Para obter mais informações, confira Namespaces e visibilidade do tipo.

  • Pode conter como membros C++/CX, incluindo classes ref, classes de valor, estruturas ref, estruturas de valor, ou estruturas de valor anuláveis. Também pode conter tipos escalares como float64, bool etc. Pode conter também tipos C++ padrão, como std::vector ou uma classe personalizada, desde que não sejam públicos. As construções C++/CX podem ter acessibilidade public, protected, internal, private ou protected private. Todos os membros public ou protected são emitidos para metadados. Os tipos C++ padrão devem ter acessibilidade private, internalou protected private , o que os impede de serem emitidos em metadados.

  • Ela pode implementar uma ou mais classes de interface ou estruturas da interface.

  • Ela pode ser herdada de uma classe base, e as classes base em si têm restrições adicionais. A herança em hierarquias de classe ref pública tem mais restrições que a herança em classes ref privadas.

  • Ela não pode ser declarada como genérica. Se ela tiver acessibilidade privada, pode ser um modelo.

  • Seu tempo de vida é gerenciado pela contagem de referência automática.

Declaração

O fragmento de código a seguir declara a classe ref Person . Observe que o tipo padrão do C++ std::map é usado nos membros privados e que a interface IMapView do Windows Runtime é usada na interface pública. Observe também que o "^" é anexado às declarações de tipos de referências.

// #include <map>
namespace WFC = Windows::Foundation::Collections;
namespace WFM = Windows::Foundation::Metadata;

[WFM::WebHostHidden]
ref class Person sealed
{
public:
    Person(Platform::String^ name);
    void AddPhoneNumber(Platform::String^ type, Platform::String^ number);
    property WFC::IMapView<Platform::String^, Platform::String^>^ PhoneNumbers
    { 
        WFC::IMapView<Platform::String^, Platform::String^>^ get();
    }
private:
    Platform::String^ m_name;
    std::map<Platform::String^, Platform::String^> m_numbers;
};

Implementação

Este exemplo de código mostra uma implementação da classe ref Person :

#include <collection.h>
using namespace Windows::Foundation::Collections;
using namespace Platform;
using namespace Platform::Collections;

Person::Person(String^ name): m_name(name) { }
void Person::AddPhoneNumber(String^ type, String^ number)
{
    m_numbers[type] = number;
}
IMapView< String^, String^>^ Person::PhoneNumbers::get()
{
    // Simple implementation. 
    return ref new MapView< String^, String^>(m_numbers);
}

Uso

O exemplo de código a seguir mostra como o código do cliente usa a classe ref Person .

using namespace Platform;

Person^ p = ref new Person("Clark Kent");
p->AddPhoneNumber("Home", "425-555-4567");
p->AddPhoneNumber("Work", "206-555-9999");
String^ workphone = p->PhoneNumbers->Lookup("Work");

Você também pode usar a semântica de pilha para declarar uma variável de classe ref local. Esse tipo de objeto se comporta como uma variável com base na pilha, mesmo que a memória ainda esteja alocada dinamicamente. Uma diferença importante é que você não pode atribuir uma referência de rastreamento (%) a uma variável que é declarada com semântica de pilha; isso garante que a contagem de referência será diminuída para zero quando a função for encerrada. Este exemplo mostra uma classe ref básica Urie uma função que a usa com semântica de pilha:

void DoSomething()
{
    Windows::Foundation::Uri docs("http://docs.microsoft.com");
    Windows::Foundation::Uri^ devCenter = docs.CombineUri("/windows/");
    // ... 
} // both variables cleaned up here.

Gerenciamento de memória

Aloque uma classe ref na memória dinâmica usando a palavra-chave ref new .

MyRefClass^ myClass = ref new MyRefClass();

O operador handle-to-object ^ é conhecido como um hat e é basicamente um ponteiro inteligente do C++. A memória para a qual aponta é destruída automaticamente quando o último hat sai do escopo ou é explicitamente definido como nullptr.

Por definição, uma classe ref tem semântica de referência. Quando você atribui uma variável da classe ref, é o identificador que é copiado, não o objeto. No próximo exemplo, após a atribuição, myClass e myClass2 apontam para o mesmo local de memória.

MyRefClass^ myClass = ref new MyRefClass();
MyRefClass^ myClass2 = myClass;

Quando uma classe de referência C++/CX é instanciada, sua memória é inicializada do zero antes que seu construtor seja chamado; no entanto, não é necessário inicializar do zero os membros individuais, incluindo propriedades. Se a classe C++/CX deriva de uma classe de Biblioteca em Windows Runtime (WRL) C++, apenas a parte de classe derivada de C++/CX é inicializada do zero.

Membros

Uma classe ref pode conter os membros de função public, protectede private ; somente os membros public e protected são emitidos nos metadados. Classes aninhadas e classes ref são permitidas, mas não podem ser public. Campos públicos não são permitidos; membros de dados públicos devem ser declarados como propriedades. Os membros de dados internos particulares ou protegidos podem ser campos. Por padrão, em uma classe ref, a acessibilidade de todos os membros é private.

Um estrutura ref é igual a uma classe ref, exceto pelo fato de seus membros terem acessibilidade public por padrão.

Uma classe ou estrutura ref public é emitida nos metadados, mas, para ser usada em outros aplicativos da Plataforma Universal do Windows e componentes do Windows Runtime, ela deve ter pelo menos um construtor público ou protegido. Uma classe ref pública que tem um construtor público também precisa ser declarada como sealed para evitar mais derivação por meio da ABI (interface binária de aplicativo).

Os membros públicos não podem ser declarados como const porque o sistema de tipo do Windows Runtime não oferece suporte a const. Você pode usar uma propriedade estática para declarar um membro de dados públicos com um valor constante.

Ao definir uma classe ou estrutura ref pública, o compilador aplica os atributos necessários à classe e armazena essas informações no arquivo .winmd do aplicativo. No entanto, ao definir uma classe ref pública não lacrada, aplique manualmente o atributo Windows::Foundation::Metadata::WebHostHidden para garantir que a classe não fique visível aos aplicativos da Plataforma Universal do Windows que são escritos em JavaScript.

Uma classe ref pode ter tipos C++ padrão, incluindo tipos const , em qualquer membro private, internalou protected private .

As classes ref públicas que têm parâmetros de tipo não são permitidas. Não são permitidas classes ref genéricas definidas pelo usuário. Uma classe ref privada, interna ou privada protegida pode ser um modelo.

Destruidores

No C++/CX, chamar delete em um destruidor público chama o destruidor independentemente da contagem de referência do objeto. Esse comportamento permite definir um destruidor que execute uma limpeza personalizada de recursos não RAII de uma maneira determinista. No entanto, mesmo nesse caso, o próprio objeto não é excluído da memória. A memória do objeto é liberada apenas quando a contagem de referência atinge o valor zero.

Se o destruidor de uma classe não for público, ele será chamado apenas quando a contagem de referência atingir o valor zero. Se você chamar delete em um objeto com um destruidor privado, o compilador gerará o aviso C4493, informando que a "expressão de exclusão não surte efeito porque o destruidor de <nome do tipo> não tem acessibilidade 'pública' ".

Os destruidores da classe ref só podem ser declarados como se segue:

  • público e virtual (permitido em tipos lacrados ou não lacrados)

  • privado protegido e não virtual (permitido somente em tipos não lacrados)

  • privado e não virtual (permitido somente em tipos lacrados)

Não é permitida nenhuma outra combinação entre as características citadas acima. Se você não declarar explicitamente um destruidor, o compilador vai gerar um destruidor virtual público, caso a classe base do tipo ou algum membro tenha um destruidor público. Caso contrário, o compilador vai gerar um destruidor não virtual privado e protegido para tipos não lacrados ou um destruidor não virtual privado para tipo lacrados.

O comportamento será indefinido se você tentar acessar membros de uma classe que já tenha executado seu destruidor; provavelmente, isso causará falha do programa. Chamar delete t em um tipo que não tenha um destruidor público não terá nenhum efeito. Também não terá efeito nenhum chamar delete this em um tipo ou em uma classe base que tenha um destruidor private ou protected private conhecido de dentro da sua hierarquia de tipos.

Quando você declara um destruidor público, o compilador gera o código de forma que a classe ref implemente Platform::IDisposable e o destruidor implemente o método Dispose . Platform::IDisposable é a projeção C++/CX de Windows::Foundation::IClosable. Nunca implemente explicitamente essas interfaces.

Herança

Platform::Object é a classe base universal para todas as classes ref. Todas as classes ref podem ser convertidas implicitamente em Platform::Object e substituir Object::ToString. No entanto, o modelo de herança Windows Runtime não serve como um modelo geral de herança; em C++/CX, isso significa que uma classe ref pública definida pelo usuário não pode servir como uma classe base.

Se você estiver criando um controle de usuário XAML, e o objeto participar do sistema de propriedade de dependência, poderá usar Windows::UI::Xaml::DependencyObject como uma classe base.

Após definir uma classe MyBase não lacrada que é herdada de DependencyObject, outras classes ref públicas ou privadas em seu componente ou aplicativo poderão ser herdadas de MyBase. A herança em classes ref públicas deve ser feita apenas para oferecer suporte às substituições de métodos virtuais, à identidade polimórfica e ao encapsulamento.

Não é necessário que uma classe ref privada seja derivada de uma classe não lacrada existente. Se for necessária uma hierarquia de objetos para modelar a estrutura do seu próprio programa ou para habilitar a reutilização de código, use classes ref privadas ou internas, ou melhor ainda, as classes C++ padrão. É possível expor a funcionalidade da hierarquia de objetos privados por meio de um wrapper de classe ref lacrada pública.

Uma classe ref que tem um construtor público ou protegido no C++/CX deve ser declarada como lacrada. Essa restrição significa que não há como as classes que são escritas em outras linguagens, como C# ou Visual Basic, serem herdadas de tipos que você declara em um componente do Windows Runtime que é escrito no C++/CX.

Veja as regras básicas de herança no C++/CX:

  • As classes ref podem ser herdadas diretamente de, no máximo, uma classe ref base, mas podem implementar qualquer número de interface.

  • Se uma classe tiver um construtor público, ela deverá ser declarada como lacrada para evitar derivação posterior.

  • Você pode criar classes base públicas não lacradas que tenham construtores privados protegidos ou internos, desde que a classe base derive direta ou indiretamente de uma classe base não lacrada existente, como Windows::UI::Xaml::DependencyObject. Não há suporte para a herança de classes ref definidas pelo usuário entre os arquivos .winmd; no entanto, uma classe ref pode ser herdada de uma interface que é definida em outro arquivo .winmd. É possível criar classes derivadas de uma classe ref base definida pelo usuário somente dentro do mesmo componente do Windows Runtime ou aplicativo da Plataforma Universal do Windows.

  • Para classes ref, há suporte somente para herança pública.

    ref class C{};
public ref class D : private C //Error C3628
{};

O exemplo a seguir mostra como expor uma classe ref pública que deriva de outras classes ref em uma hierarquia de heranças.

namespace InheritanceTest2 
{
    namespace WFM = Windows::Foundation::Metadata;

    // Base class. No public constructor.
    [WFM::WebHostHidden]
    public ref class Base : Windows::UI::Xaml::DependencyObject
    {
    internal:
        Base(){}
    protected:
        virtual void DoSomething (){}
        property Windows::UI::Xaml::DependencyProperty^ WidthProperty;
    };

    // Class intended for use by client code across ABI.
    // Declared as sealed with public constructor.
    public ref class MyPublicClass sealed : Base
    {
    public:
        MyPublicClass(){}
        //...
    };
}

Confira também

Sistema de tipos
Classes e estruturas de valor
Referência da linguagem C++/CX
Referência de namespaces