C++/CLR泛型與C++模板之間的對(duì)比

Visual Studio 2005把泛型編程的類(lèi)型參數(shù)模型引入了微軟.NET框架組件。C++/CLI支持兩種類(lèi)型參數(shù)機(jī)制--通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)（CLR）泛型和C++模板。本文將介紹兩者之間的一些區(qū)別--特別是參數(shù)列表和類(lèi)型約束模型之間的區(qū)別。

　　參數(shù)列表又回來(lái)了

　　參數(shù)列表與函數(shù)的信號(hào)（signature）類(lèi)似：它標(biāo)明了參數(shù)的數(shù)量和每個(gè)參數(shù)的類(lèi)型，并把給每個(gè)參數(shù)關(guān)聯(lián)一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符，這樣在模板定義的內(nèi)部，每個(gè)參數(shù)就可以被唯一地引用。

　　參數(shù)在模板或泛型的定義中起占位符（placeholder）的作用。用戶(hù)通過(guò)提供綁定到參數(shù)的實(shí)際值來(lái)建立對(duì)象實(shí)例。參數(shù)化類(lèi)型的實(shí)例化并非簡(jiǎn)單的文本替代（宏擴(kuò)展機(jī)制就是使用文本替代的）。相反地，它把實(shí)際的用戶(hù)值綁定到定義中的相關(guān)的形式參數(shù)上。

　　在泛型中，每個(gè)參數(shù)都表現(xiàn)為Object類(lèi)型或衍生自O(shè)bject的類(lèi)型。在本文后面你可以看到，這約束了你可能執(zhí)行的操作類(lèi)型或通過(guò)類(lèi)型參數(shù)聲明的對(duì)象。你可以通過(guò)提供更加明確的約束來(lái)調(diào)整這些約束關(guān)系。這些明確的約束引用那些衍生出實(shí)際類(lèi)型參數(shù)的基類(lèi)或接口集合。

　　模板除了支持類(lèi)型參數(shù)之外，還支持表達(dá)式和模板參數(shù)。此外，模板還支持默認(rèn)的參數(shù)值。這些都是按照位置而不是名稱(chēng)來(lái)分解的。在兩種機(jī)制之下，類(lèi)型參數(shù)都是與類(lèi)或類(lèi)型名稱(chēng)關(guān)鍵字一起引入的。

　　參數(shù)列表的額外的模板功能

　　模板作為類(lèi)型參數(shù)的補(bǔ)充，允許兩種類(lèi)型的參數(shù)：非類(lèi)型（non-type）參數(shù)和模板參數(shù)。我們將分別簡(jiǎn)短地介紹一下。

　 　非類(lèi)型參數(shù)受常數(shù)表達(dá)式的約束。我們應(yīng)該立即想到它是數(shù)值型或字符串常量。例如，如果選擇提供固定大小的堆棧，你就可能同時(shí)指定一個(gè)非類(lèi)型的大小參數(shù)和 元素類(lèi)型參數(shù)，這樣就可以同時(shí)按照元素類(lèi)別和大小來(lái)劃分堆棧實(shí)例的類(lèi)別。例如，你可以在代碼1中看到帶有非類(lèi)型參數(shù)的固定大小的堆棧。

　　代碼1：帶有非類(lèi)型固定大小的堆棧

template <class elemType, int size> public ref class tStack { 　array<elemType> ^m_stack; 　int top; 　public: 　　tStack() : top( 0 ) 　　{ m_stack = gcnew array<elemType>( size ); } };

　　此外，如果模板類(lèi)設(shè)計(jì)者可以為每個(gè)參數(shù)指定默認(rèn)值，使用起來(lái)就可能方便多了。例如，把緩沖區(qū)的默認(rèn)大小設(shè)置為1KB就是很好的。在模板機(jī)制下，可以給參數(shù)提供默認(rèn)值，如下所示：

// 帶有默認(rèn)值的模板聲明 template <class elemType, int size = 1024> public ref class FixedSizeStack {};

　　用戶(hù)可以通過(guò)提供明確的第二個(gè)值來(lái)重載默認(rèn)大小值：

// 最多128個(gè)字符串實(shí)例的堆棧 FixedSizeState<String^, 128> ^tbs = gcnew FixedSizeStack<String^, 128>;

　　否則，由于沒(méi)有提供第二個(gè)參數(shù)，它使用了相關(guān)的默認(rèn)值，如下所示：

// 最多1024個(gè)字符串實(shí)例的堆棧 FixedSizeStack<String^> ^tbs = gcnew FixedSizeStack<String^>;

　　使用默認(rèn)的參數(shù)值是標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)（STL）的一個(gè)基本的設(shè)計(jì)特征。例如，下面的聲明就來(lái)自ISO-C++標(biāo)準(zhǔn)：

// ISO-C++名字空間std中的默認(rèn)類(lèi)型參數(shù)值示例 { 　template <class T, class Container = deque<T> > 　class queue; 　template <class T, class Allocator = allocator<T> > 　class vector; 　// ... }

　　你可以提供默認(rèn)的元素類(lèi)型，如下所示：

// 帶有默認(rèn)的元素類(lèi)型的模板聲明 template <class elemType=String^, int size=1024> public ref class tStack {};

　　從設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)很難證明它的正確性，因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)容器不會(huì)集中在在單個(gè)默認(rèn)類(lèi)型上。

　 　指針也可以作為非類(lèi)型參數(shù)，因?yàn)閷?duì)象或函數(shù)的地址在編譯時(shí)就已知了，因此是一個(gè)常量表達(dá)式。例如，你可能希望為堆棧類(lèi)提供第三個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)指明遇到 特定條件的時(shí)候使用的回調(diào)處理程序。明智地使用typedef可以大幅度簡(jiǎn)化那些表面上看起來(lái)很復(fù)雜的聲明，如下所示：

typedef void (*handler)( ... array<Object^>^ ); template <class elemType, int size, handler cback > public ref class tStack {};

　　當(dāng)然，你可以為處理程序提供默認(rèn)值--在這個(gè)例子中，是一個(gè)已有的方法的地址。例如，下面的緩沖區(qū)聲明就提供了大小和處理程序：

void defaultHandler( ... array<Object^>^ ){ ... } template < class elemType, int size = 1024, handler cback = &defaultHandler > public ref class tStack {};

　　由于默認(rèn)值的位置次序優(yōu)先于命名次序，因此如果不提供明確的大小值（即使這個(gè)大小與默認(rèn)值是重復(fù)的），就無(wú)法提供重載的處理程序的。下面就是可能用到的修改堆棧的方法：

void demonstration() { 　// 默認(rèn)的大小和處理程序 　tStack<String^> ^ts1 = nullptr; 　// 默認(rèn)的處理程序 　tStack<String^, 128> ^ts2 = gcnew tStack<String^, 128>; 　// 重載所有的三個(gè)參數(shù) 　tStack<String^, 512, &yourHandler> ^ts3; }

　　模板支持的第二種額外的參數(shù)就是template模板參數(shù)--也就是這個(gè)模板參數(shù)本身表現(xiàn)為一個(gè)模板。例如：

// template模板參數(shù) template <template <class T> class arena, class arenaType> class Editor { arena<arenaType> m_arena; // ... };

　 　Editor模板類(lèi)列出了兩個(gè)模板參數(shù)arena和arenaType。ArenaType是一個(gè)模板類(lèi)型參數(shù)；你可以傳遞整型、字符串型、自定義類(lèi)型 等等。Arena是一個(gè)template模板參數(shù)。帶有單個(gè)模板類(lèi)型參數(shù)的任何模板類(lèi)都可以綁定到arena。m_arena是一個(gè)綁定到 arenaType模板類(lèi)型參數(shù)的模板類(lèi)實(shí)例。例如：

// 模板緩沖區(qū)類(lèi)
template <class elemType>
public ref class tBuffer {};

void f()
{
　Editor<tBuffer,String^> ^textEditor;
　Editor<tBuffer,char> ^blitEditor;
　// ...
}

類(lèi)型參數(shù)約束

　　如果你把參數(shù)化類(lèi)型簡(jiǎn)單地作為存儲(chǔ)和檢索元素的容器，那么你可以略過(guò)這一部分了。當(dāng)你需要調(diào)用某個(gè)類(lèi)型參數(shù)（例如在比較兩個(gè)對(duì)象，查看它們相等或者其中一個(gè)小于另一個(gè)的時(shí)候，或者通過(guò)類(lèi)型參數(shù)調(diào)用方法名稱(chēng)或嵌套類(lèi)型的時(shí)候）上的操作的時(shí)候，才會(huì)考慮約束的問(wèn)題。例如：

template <class T> ref class Demonstration { 　int method() { 　　typename T::A *aObj; 　　// ... 　} };

　　這段代碼成功地聲明了aObj，它同時(shí)還約束了能夠成功地綁定到你的類(lèi)模板的類(lèi)型參數(shù)。例如，如果你編寫(xiě)下面的代碼，aObj的聲明就是非法的（在這種特定的情況下），編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)誤信息：

int demoMethod() { 　Demonstration<int> ^demi = gcnew Demonstration<int>( 1024 ); 　return dm->method(); }

　 　當(dāng)然，其特定的約束是，這個(gè)類(lèi)型參數(shù)必須包含一個(gè)叫做A的類(lèi)型的嵌套聲明。如果它的名字叫做B、C或Z都沒(méi)有關(guān)系。更普通的約束是類(lèi)型參數(shù)必須表示一個(gè) 類(lèi)，否則就不允許使用T::范圍操作符。我使用int類(lèi)型參數(shù)同時(shí)違反了這兩條約束。例如，Visual C++編譯器會(huì)生成下面的錯(cuò)誤信息：

error C2825: 'T': must be a class or namespace when followed by '::'

　 　C++模板機(jī)制受到的一條批評(píng)意見(jiàn)是：缺乏用于描述這種類(lèi)型約束的形式語(yǔ)法（請(qǐng)注意，在參數(shù)化類(lèi)型的原始設(shè)計(jì)圖紙中，Bjarne Stroustrup論述了曾經(jīng)考慮過(guò)提供顯式約束語(yǔ)法，但是他對(duì)這種語(yǔ)法不太滿(mǎn)意，并選擇了在那個(gè)時(shí)候不提供這種機(jī)制）。也就是說(shuō)，在一般情況下，用戶(hù) 在閱讀源代碼或相關(guān)的文檔，或者編譯自己的代碼并閱讀隨后的編譯器錯(cuò)誤消息的時(shí)候，才能意識(shí)到模板有隱含約束。

　　如果你必須提供一個(gè)與模板不匹配的類(lèi)型參數(shù)該怎么辦呢？一方面，我們能做的事情很少。你編寫(xiě)的任何類(lèi)都有一定的假設(shè)，這些假設(shè)表現(xiàn)為某些使用方面的約束。很難設(shè)計(jì)出適合每種情況的類(lèi)；設(shè)計(jì)出適合每種情況和每種可能的類(lèi)型參數(shù)的模板類(lèi)更加困難。

　　另一方面，存在大量的模板特性為用戶(hù)提供了"迂回"空間。例如，類(lèi)模板成員函數(shù)不會(huì)綁定到類(lèi)型參數(shù)，直到在代碼中使用該函數(shù)為止（這個(gè)時(shí)候才綁定）。因此，如果你使用模板類(lèi)的時(shí)候，沒(méi)有使用那些使類(lèi)型參數(shù)失效的方法，就不會(huì)遇到問(wèn)題。

　 　如果這樣也不可行，那么還可以提供該方法的一個(gè)專(zhuān)門(mén)的版本，讓它與你的類(lèi)型參數(shù)關(guān)聯(lián)。在這種情況下，你需要提供Demonstration< int>::方法的一個(gè)專(zhuān)用的實(shí)例，或者，更為普遍的情況是，在提供整數(shù)類(lèi)型參數(shù)的時(shí)候，提供整個(gè)模板類(lèi)的專(zhuān)門(mén)的實(shí)現(xiàn)方式。

　　一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)你提到參數(shù)化類(lèi)型可以支持多種類(lèi)型的時(shí)候，你一般談到的是參數(shù)化的被動(dòng)使用--也就是說(shuō)，主要是類(lèi)型的存儲(chǔ)和檢索，而不是積極地操作（處理）它。

　 　作為模板的設(shè)計(jì)人員，你必須知道自己的實(shí)現(xiàn)對(duì)類(lèi)型參數(shù)的隱含約束條件，并且努力去確保這些條件不是多余的。例如，要求類(lèi)型參數(shù)提供等于和小于操作是合理 的；但是要求它支持小于或等于或XOR位運(yùn)算符就不太合理了。你可以通過(guò)把這些操作分解到不同的接口中，或者要求額外的、表示函數(shù)、委托或函數(shù)對(duì)象的參數(shù) 來(lái)放松對(duì)操作符的依賴(lài)性。例如，代碼2顯示了一個(gè)本地C++程序員使用內(nèi)建的等于操作符實(shí)現(xiàn)的搜索方法。

　　代碼2：不利于模板的搜索實(shí)現(xiàn)

template <class elemType, int size=1024> ref class Container { 　array<elemType> ^m_buf; 　int next; 　public: 　　bool search( elemType et ) 　　{ 　　　for each ( elemType e in m_buf ) 　　　　if ( et == e ) 　　　　　return true; 　　　　return false; 　　} 　　Container() 　　{ 　　　m_buf = gcnew array<elemType>(size); 　　　next = 0; 　　} 　　void add( elemType et ) 　　{ 　　　if ( next >= size ) 　　　　throw gcnew Exception; 　　　　m_buf[ next++ ] = et; 　　} 　　elemType get( int ix ) 　　{ 　　　if ( ix < next ) 　　　　return m_buf[ ix ]; 　　　throw gcnew Exception; 　　} 　　// ... 　};

　 　在這個(gè)搜索函數(shù)中沒(méi)有任何錯(cuò)誤。但是，它不太利于使用模板，因?yàn)轭?lèi)型參數(shù)與等于操作符緊密耦合了。更為靈活的方案是提供第二個(gè)搜索方法，允許用戶(hù)傳遞一 個(gè)對(duì)象來(lái)進(jìn)行比較操作。你可以使用函數(shù)成員模板來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。函數(shù)成員模板提供了一個(gè)額外的類(lèi)型參數(shù)。請(qǐng)看一看代碼3。

　　代碼3：使用模板

template <class elemType, int size=1024> ref class Container { 　// 其它的都相同 ... 　// 這是一個(gè)函數(shù)成員模板... 　// 它可以同時(shí)引用包含的類(lèi)參數(shù)和自有參數(shù)... 　template <class Comparer> 　bool search( elemType et, Comparer comp ) 　{ 　　for each ( elemType e in m_buf ) 　　　if ( comp( et, e ) ) 　　　　return true; 　 　　　return false; 　} 　// ... };

　　現(xiàn)在用戶(hù)可以選擇使用哪一個(gè)方法來(lái)搜索內(nèi)容了：緊密耦合的等于操作符搜索效率較高，但是不適合于所有類(lèi)型；較靈活的成員模板搜索要求傳遞用于比較的類(lèi)型。

　　哪些對(duì)象適用這種比較目的？函數(shù)對(duì)象就是普通的用于這種目的的C++設(shè)計(jì)模式。例如，下面就是一個(gè)比較兩個(gè)字符串是否相等的函數(shù)對(duì)象：

class EqualGuy { 　public: 　　bool operator()( String^ s1, String^ s2 ) 　　{ 　　　return s1->CompareTo( s2 ) == 0; 　　} };

　　代碼4中的代碼顯示了你如何調(diào)用這兩個(gè)版本的搜索成員函數(shù)模板和傳統(tǒng)的版本。

　　代碼4：兩個(gè)搜索函數(shù)

int main() { 　Container<String^> ^sxc = gcnew Container<String^>; 　sxc->add( "Pooh" ); 　sxc->add( "Piglet" ); 　// 成員模板搜索 ... 　if ( sxc->search( "Pooh", EqualGuy() ) ) 　　Console::WriteLine( "found" ); 　else Console::WriteLine( "not found" ); 　　// 傳統(tǒng)的等于搜索 ... 　　if ( sxc->search( "Pooh" ) ) 　　　Console::WriteLine( "found" ); 　　else Console::WriteLine( "not found" ); }

　　一旦有了模板的概念，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)使用模板幾乎沒(méi)有什么事情不是實(shí)現(xiàn)。至少感覺(jué)是這樣的。
泛型約束

　　與模板不同，泛型定義支持形式約束語(yǔ)法，這些語(yǔ)法用于描述可以合法地綁定的類(lèi)型參數(shù)。在我詳細(xì)介紹約束功能之前，我們簡(jiǎn)短地考慮一下為什么泛型選擇了提供約束功能，而模板選擇了不提供這個(gè)功能。我相信，最主要的原因是兩種機(jī)制的綁定時(shí)間之間差異。

　　模板在編譯的過(guò)程中綁定，因此無(wú)效的類(lèi)型會(huì)讓程序停止編譯。用戶(hù)必須立即解決這個(gè)問(wèn)題或者把它重新處理成非模板編程方案。執(zhí)行程序的完整性不存在風(fēng)險(xiǎn)。

　　另一方面，泛型在運(yùn)行時(shí)綁定，在這個(gè)時(shí)候才發(fā)現(xiàn)用戶(hù)指定的類(lèi)型無(wú)效就已經(jīng)太遲了。因此通用語(yǔ)言結(jié)構(gòu)（CLI）需要一些靜態(tài)（也就是編譯時(shí)）機(jī)制來(lái)確保在運(yùn)行時(shí)只會(huì)綁定有效的類(lèi)型。與泛型相關(guān)的約束列表是編譯時(shí)過(guò)濾器，也就是說(shuō)，如果違反的時(shí)候，會(huì)阻止程序的建立。

　 　我們來(lái)看一個(gè)例子。圖5顯示了用泛型實(shí)現(xiàn)的容器類(lèi)。它的搜索方法假設(shè)類(lèi)型參數(shù)衍生自Icomparable，因此它實(shí)現(xiàn)了該接口的CompareTo方 法的一個(gè)實(shí)例。請(qǐng)注意，容器的大小是在構(gòu)造函數(shù)中由用戶(hù)提供的，而不是作為第二個(gè)、非類(lèi)型參數(shù)提供的。你應(yīng)該記得泛型不支持非類(lèi)型參數(shù)的。

　　代碼5：作為泛型實(shí)現(xiàn)的容器

generic <class elemType> public ref class Container { 　array<elemType> ^m_buf; 　int next; 　int size; 　 public: 　bool search( elemType et ) 　{ 　　for each ( elemType e in m_buf ) 　　　if ( et->CompareTo( e )) 　　　　return true; 　　　return false; 　} 　Container( int sz ) 　{ 　　m_buf = gcnew array<elemType>(size = sz); 　　next = 0; 　} 　// add() 和 get() 是相同的 ... };

　　該泛型類(lèi)的實(shí)現(xiàn)在編譯的時(shí)候失敗了，遇到了如下所示的致命的編譯診斷信息：

error C2039: 'CompareTo' : is not a member of 'System::Object'

　 　你也許有點(diǎn)糊涂了，這是怎么回事？沒(méi)有人認(rèn)為它是System::Object的成員啊。但是，在這種情況下你就錯(cuò)了。在默認(rèn)情況下，泛型參數(shù)執(zhí)行最嚴(yán) 格的可能的約束：它把自己的所有類(lèi)型約束為Object類(lèi)型。這個(gè)約束條件是對(duì)的，因?yàn)橹辉试SCLI類(lèi)型綁定到泛型上，當(dāng)然，所有的CLI類(lèi)型都多多少少 地衍生自O(shè)bject。因此在默認(rèn)情況下，作為泛型的作者，你的操作非常安全，但是可以使用的操作也是有限的。

　　你可能會(huì)想，好吧，我減小靈活性，避免編譯器錯(cuò)誤，用等于操作符代替CompareTo方法，但是它卻引起了更嚴(yán)重的錯(cuò)誤：

error C2676: binary '==' : 'elemType' does not define this operator or a conversion to a type acceptable to the predefined operator

　 　同樣，發(fā)生的情況是，每個(gè)類(lèi)型參數(shù)開(kāi)始的時(shí)候都被Object的四個(gè)公共的方法包圍著：ToString、GetType、GetHashCode和 Equals。其效果是，這種在單獨(dú)的類(lèi)型參數(shù)上列出約束條件的工作表現(xiàn)了對(duì)初始的強(qiáng)硬約束條件的逐步放松。換句話(huà)說(shuō)，作為泛型的作者，你的任務(wù)是按照泛 型約束列表的約定，采用可以驗(yàn)證的方式來(lái)擴(kuò)展那些允許的操作。我們來(lái)看看如何實(shí)現(xiàn)這樣的事務(wù)。

　　我們用約束子句來(lái)引用約束列表，使用非 保留字"where"實(shí)現(xiàn)。它被放置在參數(shù)列表和類(lèi)型聲明之間。實(shí)際的約束包含一個(gè)或多個(gè)接口類(lèi)型和/或一個(gè)類(lèi)類(lèi)型的名稱(chēng)。這些約束顯示了參數(shù)類(lèi)型希望實(shí) 現(xiàn)的或者衍生出類(lèi)型參數(shù)的基類(lèi)。每種類(lèi)型的公共操作集合都被添加到可用的操作中，供類(lèi)型參數(shù)使用。因此，為了讓你的elemType參數(shù)調(diào)用 CompareTo，你必須添加與Icomparable接口關(guān)聯(lián)的約束子句，如下所示：

generic <class elemType> where elemType : IComparable public ref class Container { 　// 類(lèi)的主體沒(méi)有改變 ... };

　 　這個(gè)約束子句擴(kuò)展了允許elemType實(shí)例調(diào)用的操作集合，它是隱含的Object約束和顯式的Icomparable約束的公共操作的結(jié)合體。該泛 型定義現(xiàn)在可以編譯和使用了。當(dāng)你指定一個(gè)實(shí)際的類(lèi)型參數(shù)的時(shí)候（如下面的代碼所示），編譯器將驗(yàn)證實(shí)際的類(lèi)型參數(shù)是否與將要綁定的類(lèi)型參數(shù)的約束相匹 配：

int main() { 　// 正確的：String和int實(shí)現(xiàn)了IComparable 　Container<String^> ^sc; 　Container<int> ^ic; 　//錯(cuò)誤的：StringBuilder沒(méi)有實(shí)現(xiàn)IComparable 　Container<StringBuilder^> ^sbc; }

　　編譯器會(huì)提示某些違反了規(guī)則的信息，例如sbc的定義。但是泛型的實(shí)際的綁定和構(gòu)造已經(jīng)由運(yùn)行時(shí)完成了。

　　接著，它會(huì)同時(shí)驗(yàn)證泛型在定義點(diǎn)（編譯器處理你的實(shí)現(xiàn)的時(shí)候）和構(gòu)造點(diǎn)（編譯器根據(jù)相關(guān)的約束條件檢查類(lèi)型參數(shù)的時(shí)候）是否違反了約束。無(wú)論在那個(gè)點(diǎn)失敗都會(huì)出現(xiàn)編譯時(shí)錯(cuò)誤。

　　約束子句可以每個(gè)類(lèi)型參數(shù)包含一個(gè)條目。條目的次序不一定跟參數(shù)列表的次序相同。某個(gè)參數(shù)的多個(gè)約束需要使用逗號(hào)分開(kāi)。約束在與每個(gè)參數(shù)相關(guān)的列表中必須唯一，但是可以出現(xiàn)在多個(gè)約束列表中。例如：

generic <class T1, class T2, class T3> where T1 : IComparable, ICloneable, Image where T2 : IComparable, ICloneable, Image where T3 : ISerializable, CompositeImage public ref class Compositor { 　// ... };

　 　在上面的例子中，出現(xiàn)了三個(gè)約束子句，同時(shí)指定了接口類(lèi)型和一個(gè)類(lèi)類(lèi)型（在每個(gè)列表的末尾）。這些約束是有額外的意義的，即類(lèi)型參數(shù)必須符合所有列出的 約束，而不是符合它的某個(gè)子集。我的同事Jon Wray指出，由于你是作為泛型的作者來(lái)擴(kuò)展操作集合的，因此如果放松了約束條件，那么該泛型的用戶(hù)在選擇類(lèi)型參數(shù)的時(shí)候就得增加更多的約束。

　　T1、T2和T3子句可以按照其它的次序放置。但是，不允許跨越兩個(gè)或多個(gè)子句指定某個(gè)類(lèi)型參數(shù)的約束列表。例如，下面的代碼就會(huì)出現(xiàn)違反語(yǔ)法錯(cuò)誤：

generic <class T1, class T2, class T3> // 錯(cuò)誤的：同一個(gè)參數(shù)不允許有兩個(gè)條目 where T1 : IComparable, ICloneable where T1 : Image public ref class Compositor { 　// ... };

　 　類(lèi)約束類(lèi)型必須是未密封的（unsealed）參考類(lèi)（數(shù)值類(lèi)和密封類(lèi)都是不允許的，因?yàn)樗鼈儾辉试S繼承）。有四個(gè)System名字空間類(lèi)是禁止出現(xiàn)在 約束子句中的，它們分別是：System::Array、System::Delegate、 System::Enum和System::ValueType。由于CLI只支持單繼承（single inheritance），約束子句只支持一個(gè)類(lèi)類(lèi)型的包含。約束類(lèi)型至少要像泛型或函數(shù)那樣容易訪問(wèn)。例如，你不能聲明一個(gè)公共泛型并列出一個(gè)或多個(gè)內(nèi) 部可視的約束。

　　任何類(lèi)型參數(shù)都可以綁定到一個(gè)約束類(lèi)型。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

generic <class T1, class T2> where T1 : IComparable<T1> where T2 : IComparable<T2> public ref class Compositor { 　// ... };

　　約束是不能繼承的。例如，如果我從Compositor繼承得到下面的類(lèi)，Compositor的T1和T2上的Icomparable約束不會(huì)應(yīng)用在 BlackWhite_Compositor類(lèi)的同名參數(shù)上：

generic <class T1, class T2> public ref class BlackWhite_Compositor : Compositor { 　// ... };

　　當(dāng)這些參數(shù)與基類(lèi)一起使用的時(shí)候，這就有幾分設(shè)計(jì)方面的便利了。為了保證Compositor的完整性，BlackWhite_Compositor必須把Compositor約束傳播給那些傳遞到Compositor子對(duì)象的所有參數(shù)。例如，正確的聲明如下所示：

generic <class T1, class T2> where T1 : IComparable<T1> where T2 : IComparable<T2> public ref class BlackWhite_Compositor : Compositor { 　// ... };

　　包裝

　　你已經(jīng)看到了，在C++/CLI下面，你可以選擇CLR泛型或C++模板?，F(xiàn)在你所擁有的知識(shí)已經(jīng)可以根據(jù)特定的需求作出明智的選擇了。在兩種機(jī)制下，超越元素的存儲(chǔ)和檢索功能的參數(shù)化類(lèi)型都包含了每種類(lèi)型參數(shù)必須支持操作的假設(shè)。

　 　使用模板的時(shí)候，這些假設(shè)都是隱含的。這給模板的作者帶來(lái)了很大的好處，他們對(duì)于能夠?qū)崿F(xiàn)什么樣的功能有很大的自由度。但是，這對(duì)于模板的使用者是不利 的，他們經(jīng)常面對(duì)某些可能的類(lèi)型參數(shù)上的沒(méi)有正式文檔記載的約束集合。違反這些約束集合就會(huì)導(dǎo)致編譯時(shí)錯(cuò)誤，因此它對(duì)于運(yùn)行時(shí)的完整性不是威脅，模板類(lèi)的 使用可以阻止失敗出現(xiàn)。這種機(jī)制的設(shè)計(jì)偏好傾向于實(shí)現(xiàn)者。

　　使用泛型的時(shí)候，這些假設(shè)都被明顯化了，并與約束子句中列舉的基本類(lèi)型 集合相關(guān)聯(lián)。這對(duì)泛型的使用者是有利的，并且保證傳遞給運(yùn)行時(shí)用于類(lèi)型構(gòu)造的任何泛型都是正確的。據(jù)我看來(lái)，它在設(shè)計(jì)的自由度上有一些約束，并且使某些模 板設(shè)計(jì)習(xí)慣稍微難以受到支持。對(duì)這些形式約束的違反，無(wú)論使在定義點(diǎn)還是在用戶(hù)指定類(lèi)型參數(shù)的時(shí)候，都會(huì)導(dǎo)致編譯時(shí)錯(cuò)誤。這種機(jī)制的設(shè)計(jì)偏好傾向于消費(fèi) 者。

posted on 2007-10-05 01:56 旅途 閱讀(272) 評(píng)論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類(lèi): C/C++