CLR 參考類別物件的宣告

發行項
08/12/2011

從 Managed Extensions for C++ 升級為 Visual C++ 2010 之後，宣告和產生參考類別型別之物件的語法已變更。

在 Managed Extensions 中，會使用 ISO-C++ 指標語法宣告參考類別型別物件，而且可以選擇將 __gc 關鍵字放在星號 (*) 左邊。例如，下列是在 Managed Extensions 語法中的各種參考類別型別物件宣告：

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(myArr, localArray, myArr->Length);
   }
};

在新語法中，您會使用新的宣告式語彙基元 (Token) (^) 宣告參考類別型別物件。這個語彙基元的正式名稱是「追蹤控制代碼」(Tracking Handle)，但是通常會非正式地叫做「帽型符號」(Hat) (追蹤這個形容詞表示參考型別位於 CLR 堆積中，因此在記憶體回收堆積壓縮期間可以無障礙地移動位置)。追蹤控制代碼在執行階段會無障礙地進行更新。在實值型別語意中會討論下列兩個相似的概念：「追蹤參考」(%) 和「內部指標」(interior_ptr<>)。

要從重複使用 ISO-C++ 指標語法中移出宣告式語法，主要的原因如下：

使用指標語法不允許將多載運算子直接套用到參考物件。相反地，您必須使用運算子的內部名稱來呼叫該運算子，例如使用 rV1->op_Addition(rV2)，而不是比較容易了解的 rV1+rV2。
記憶體回收堆積上儲存的物件不允許進行一些指標作業，例如轉型和指標算術。追蹤控制代碼的概念比較能夠表達 CLR 參考型別的本質。

不需要而且不支援追蹤控制代碼上的 __gc 修飾詞 (Modifier)。物件本身的用法不變，一樣是透過指標成員選取運算子 (->) 存取成員。例如，下列是將之前的 Managed Extensions 程式碼範例轉譯成新語法：

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(myArr, localArray, myArr->Length);   }
};

CLR 堆積上的物件動態配置

在 Managed Extensions 中，是否存在兩個 new 運算式以便在原生和 Managed 堆積之間配置，在過去多數是一目了然的。在幾乎任何情況下，編譯器都能夠利用內容來判斷要從原生或 Managed 堆積配置記憶體。例如：

Button *button1 = new Button; // OK: managed heap
int *pi1 = new int;           // OK: native heap
Int32 *pi2 = new Int32;       // OK: managed heap

當您不想要內容堆積配置時，您可以用 __gc 或 __nogc 關鍵字指示編譯器。在新語法中，會藉由引入 gcnew 關鍵字使兩個新運算式的個別本質變成明確。例如，之前的三種宣告在新語法中看起來如下所示：

Button^ button1 = gcnew Button;        // OK: managed heap
int * pi1 = new int;                   // OK: native heap
Int32^ pi2 = gcnew Int32; // OK: managed heap

下列是在上面區段中宣告的 Form1 成員的 Managed Extensions 初始化：

void InitializeComponent() {
   components = new System::ComponentModel::Container();
   button1 = new System::Windows::Forms::Button();
   myDataGrid = new DataGrid();

   button1->Click += 
      new System::EventHandler(this, &Form1::button1_Click);
}

下列是重新轉型至新語法的相同初始化。請注意，如果參考型別是 gcnew 運算式的目標，則不需要帽型符號。

void InitializeComponent() {
   components = gcnew System::ComponentModel::Container;
   button1 = gcnew System::Windows::Forms::Button;
   myDataGrid = gcnew DataGrid;

   button1->Click += 
      gcnew System::EventHandler( this, &Form1::button1_Click );
}

沒有物件的追蹤參考

在新語法中，0 不再代表 Null 位址，而被視為整數，與 1、10 或 100 一樣。新的特殊語彙基元 (Token) 代表追蹤參考的 Null 值。例如，在 Managed Extensions 中，會初始化參考型別而不定址任何物件，如下所示：

// OK: we set obj to refer to no object
Object * obj = 0;

// Error: no implicit boxing
Object * obj2 = 1;

在新語法中，實值型別的任何初始化或指派至 Object 都會產生該實值型別的隱含 Boxing。在新語法中，obj 和 obj2 都會初始化，以分別指向值為 0 和 1 的 Boxed Int32 物件。例如：

// causes the implicit boxing of both 0 and 1
Object ^ obj = 0;
Object ^ obj2 = 1;

為了執行明確的初始化追蹤控制代碼、指派追蹤控制代碼，以及比較追蹤控制代碼與 Null，因此引入新關鍵字 nullptr。原本範例的正確修訂如下所示：

// OK: we set obj to refer to no object
Object ^ obj = nullptr;

// OK: we initialize obj2 to a Int32^
Object ^ obj2 = 1;

這樣多少都使得將現有程式碼移植至新語法更為複雜。例如，請參考下列實值類別宣告：

__value struct Holder {
   Holder( Continuation* c, Sexpr* v ) {
      cont = c;
      value = v;
      args = 0;
      env = 0;
   }

private:
   Continuation* cont;
   Sexpr * value;
   Environment* env;
   Sexpr * args __gc [];
};

此處，args 和 env 都是 CLR 參考型別。在建構函式 (Constructor) 中將這兩個成員初始化為 0，這樣的做法在轉換至新語法時會不太一樣。這兩個成員必須變更為 nullptr：

value struct Holder {
   Holder( Continuation^ c, Sexpr^ v )
   {
      cont = c;
      value = v;
      args = nullptr;
      env = nullptr;
   }

private:
   Continuation^ cont;
   Sexpr^ value;
   Environment^ env;
   array<Sexpr^>^ args;
};

同樣地，將那些成員和 0 相較以進行測試的做法，也必須變成和 nullptr 相較。下列是 Managed Extensions 語法：

Sexpr * Loop (Sexpr* input) {
   value = 0;
   Holder holder = Interpret(this, input, env);

   while (holder.cont != 0) {
      if (holder.env != 0) {
         holder=Interpret(holder.cont,holder.value,holder.env);
      }
      else if (holder.args != 0) {
         holder = 
         holder.value->closure()->
         apply(holder.cont,holder.args);
      }
   }

   return value;
}

以下是修訂，其中將出現的每個 0 都取代成 nullptr。轉譯工具在這項轉換中助益良多，就算不是針對每次出現但也已經自動化大部分的項目，包括使用 NULL 巨集。

Sexpr ^ Loop (Sexpr^ input) {
   value = nullptr;
   Holder holder = Interpret(this, input, env);

   while ( holder.cont != nullptr ) {
      if ( holder.env != nullptr ) {
         holder=Interpret(holder.cont,holder.value,holder.env);
      }
      else if (holder.args != nullptr ) {
         holder = 
         holder.value->closure()->
         apply(holder.cont,holder.args);
      }
   }

   return value;
}

nullptr 會轉換為任何指標或追蹤控制代碼型別，但不會提升至整數型別。例如，在下列初始化設定中，nullptr 只能當做前兩個項目的初始值。

// OK: we set obj and pstr to refer to no object
Object^ obj = nullptr;
char*   pstr = nullptr; // 0 would also work here

// Error: no conversion of nullptr to 0 …
int ival = nullptr;

同樣地，指定方法的多載集合，如下所示：

void f( Object^ ); // (1)
void f( char* );   // (2)
void f( int );     // (3)

使用 nullptr 常值 (Literal) 的引動過程，如下所示，

// Error: ambiguous: matches (1) and (2)
f(  nullptr );

為模稜兩可，因為 nullptr 同時符合追蹤控制代碼和指標，而且兩種型別的偏好程度相同 (這種情況會需要明確轉型以解除模稜兩可的情況)。

使用 0 的引動過程完全符合執行個體 (3)：

// OK: matches (3)
f( 0 );

因為 0 屬於整數型別。如果沒有 f(int)，呼叫會透過標準轉換明確地符合 f(char*)。比對規則認定完全相符的優先順序高於標準轉換。如果缺少完全相符，則標準轉換優於實值型別的隱含 Boxing。這就是不會模稜兩可的原因。

請參閱

參考

Classes and Structs (Managed)

^ (Handle to Object on Managed Heap)

nullptr

概念

Managed 型別 (C++/CL)

共用方式為

CLR 參考類別物件的宣告

CLR 堆積上的物件動態配置

沒有物件的追蹤參考

請參閱

參考

概念

其他資源