超越C++：下一代C++——C++/CLI簡介

　一、緒論

　　當微軟推出VS.NET7實現了可擴展的托管C++后，C++程序員們反映不一。盡管大部分的程序員對于能夠繼續使用C++感到很欣慰，但幾乎所有的人對于托管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++不是那么成功。

　　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標準C++與通用語言，開發一個可擴展語言的標準，這個新的可擴展語言被稱為C++/CLI標準。這個標準將被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--對于CLI類型，你不能使用C++的特色，例如模板；同樣，對于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給我們提供了什么？

　　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，并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還準許將這些特色用于本地非托管的類。

　　3、一流的C++類支持--C++特色，例如模板和析構函數對于拖管和非拖管類繼續有效。實際上，C++/CLI是你可以"表面上"在?；駽++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

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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，因為無論你什么時候使用/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于使用*符號來聲明拖管引用或非拖管指針，在C++/CLI里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，相當于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；句柄在基于GC或內存緊張的情況下，可以指向不同的內存位置。

　　4、對于指針，程序開發人員必須"顯式"地刪除，否則會面臨泄露的危險，而對于句柄，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的優點在于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于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并在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，它并沒有涉及到int類型的整數值。

　　當你對一種數值類型進行加箱操作時，返回的對象記住了最初的數值類型。

void _tmain() { 　int z = 44; 　float f = 33.567; 　Object^ o1 = z; 　Object^ o2 = f; 　Console::WriteLine(o1->GetType()); 　Console::WriteLine(o2->GetType()); } // Output // System.Int32 // System.Single

　　因此不能對不同類型的對象進行去箱操作。

void _tmain() { 　int z = 44; 　float f = 33.567; 　Object^ o1 = z; 　Object^ o2 = f; 　int y = *reinterpret_cast<int^>(o2);//System.InvalidCastException 　float g = *reinterpret_cast<float^>(o1);//System.InvalidCastException }

　　如果你非嘗試這么做，那么你將得到一個System.InvalidCastException。讓我們來探討一下完美的類型安全性，如果你要看內部代碼，你將看到微軟的內部箱在實際中的運用。例如：

void Box2() { 　float y=45; 　Object^ o1 = y; }

　　編譯后的代碼是：

.maxstack 1 .locals (float32 V_0, object V_1) ldnull stloc.1 ldc.r4 45. stloc.0 ldloc.0 box [mscorlib]System.Single stloc.1 ret

　　根據微軟的內部文檔，箱操作將未加工的類型轉換為一個具體類型的實例，這項工作的完成通過創建一個新的對象并將數據拷貝到這個新分配的對象。

　　十、寫在后面的話

　　為什么很多人已經可以使用C、C++、.NET來開發程序但還在積極學習C++/CLI呢，我想有四個方面的原因：

　　1、從編譯器直到內層都還在支持C++代碼；

　　2、C++/CLI對于其他標準來說無意是具有毀滅性地；

　　3、與生俱來的內部支持勝過所有其他CLI語言

　　4、所有在MFC中出現的下劃線都已不再存在。

原文轉自：http://www.kjueaiud.com

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