C++/CLI学习笔记1—新的托管类型
C++/CLI学习笔记1—新的托管类型
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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
http://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();