一、緒論
當(dāng)微軟推出VS.NET7實(shí)現(xiàn)了可擴(kuò)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(duì)于能夠繼續(xù)使用C++感到很欣慰，但幾乎所有的人對(duì)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(jì)算機(jī)制造商協(xié)會(huì)）宣布成立專家組，負(fù)責(zé)結(jié)合ISO標(biāo)準(zhǔn)C++與通用語言，開發(fā)一個(gè)可擴(kuò)展語言的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)新的可擴(kuò)展語言被稱為C++/CLI標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)"雙重底線"問題加重了閱讀的負(fù)擔(dān)。
2、二流的CLI支持--相對(duì)與C#與VB.NET，MC++使用不方便的工作區(qū)來提供CLI支持，例如，它沒有一個(gè)一一對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)來列舉.NET的集合。
3、C++與.NET粗陋地結(jié)合--對(duì)于CLI類型，你不能使用C++的特色，例如模板；同樣，對(duì)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?yàn)?gc指針與托管指針在本質(zhì)和行為上完全不同。
5、MFC編譯器不能產(chǎn)生可校驗(yàn)的代碼。
三、C++/CLI給我們提供了什么？
1、優(yōu)雅流暢的語法和文法--C++/CLI為C++開發(fā)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(xiàn)在已經(jīng)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(zhǔn)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(gòu)函數(shù)對(duì)于拖管和非拖管類繼續(xù)有效。實(shí)際上，C++/CLI是你可以"表面上"在棧或C++本地堆上聲明一個(gè).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(fā)人員在抨擊BCL時(shí)不再象離開水的魚。
5、C++/CLI編譯器產(chǎn)生的可執(zhí)行文件完全是可校驗(yàn)的。
四、"Hello World"小程序
using namespace System;
void _tmain()
{
Console::WriteLine("Hello World");
}
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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(qū)別，因?yàn)闊o論你什么時(shí)候使用/clr進(jìn)行編輯，編譯器都可以暗中進(jìn)行引用（現(xiàn)在默認(rèn)的是/clr:newSyntax）。
五、句柄
與老的語法主要的混淆是我們習(xí)慣于使用*符號(hào)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(hào)代表一個(gè)托管對(duì)象（聲明時(shí)看上去象個(gè)帽子），按照CLI的規(guī)定，句柄代表一個(gè)拖管對(duì)象的引用。句柄在CLI中是新的語法，相當(dāng)于C++中的-gc指針。句柄與指針不再混淆，在本質(zhì)上兩者完全不同。
六、句柄與指針是怎樣區(qū)分開來的？
1、指針聲明時(shí)使用*符號(hào)，而句柄使用^符號(hào)。
2、句柄是針對(duì)拖管堆上對(duì)象的拖管引用，而指針僅僅指向內(nèi)存中的一個(gè)地址。
3、指針很穩(wěn)定，GC循環(huán)不會(huì)影響到它；句柄在基于GC或內(nèi)存緊張的情況下，可以指向不同的內(nèi)存位置。
4、對(duì)于指針，程序開發(fā)人員必須"顯式"地刪除，否則會(huì)面臨泄露的危險(xiǎn)，而對(duì)于句柄，是否進(jìn)行顯式刪除則完全根據(jù)程序人員的愛好了。
5、句柄一定要指向一個(gè)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(gè)句柄指向Void^類型。
6、正如new操作符返回一個(gè)指針一樣，gcnew返回一個(gè)句柄。
七、CLR對(duì)象示例
void _tmain()
{
String^ str = gcnew String("Hello World");
Object^ o1 = gcnew Object();
Console::WriteLine(str);
}
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關(guān)鍵字gcnew用來實(shí)例化一個(gè)CLI對(duì)象，而且它返回一個(gè)指向在CLR堆上的對(duì)象的句柄，gcnew的優(yōu)點(diǎn)在于它可以方便的讓我們區(qū)分拖管和非拖管的實(shí)例對(duì)象。
大部分情況下，gcnew關(guān)鍵字和^操作符提供了你用來進(jìn)行BCL的一切手段，但是很明顯你需要?jiǎng)?chuàng)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(gè)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(jiǎn)潔，在以往的C++代碼中，至少要用到-gc和-interface這兩個(gè)關(guān)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(gè)二進(jìn)制的拷貝被執(zhí)行并在CLR堆上形成一個(gè)對(duì)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(" ",o,z,y);
z = 66;
Console::WriteLine(" ",o,z,y);
}
// 輸出結(jié)果如下：
// 44 44 44
// 44 66 44
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在上述代碼中，"o"對(duì)象是一個(gè)加箱的拷貝，從第二個(gè)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(shù)值。
當(dāng)你對(duì)一種數(shù)值類型進(jìn)行加箱操作時(shí)，返回的對(duì)象記住了最初的數(shù)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
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因此不能對(duì)不同類型的對(duì)象進(jìn)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
}
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如果你非嘗試這么做，那么你將得到一個(gè)System.InvalidCastException。讓我們來探討一下完美的類型安全性，如果你要看內(nèi)部代碼，你將看到微軟的內(nèi)部箱在實(shí)際中的運(yùn)用。例如：
void Box2()
{
float y=45;
Object^ o1 = y;
}
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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
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根據(jù)微軟的內(nèi)部文檔，箱操作將未加工的類型轉(zhuǎn)換為一個(gè)具體類型的實(shí)例，這項(xiàng)工作的完成通過創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象并將數(shù)據(jù)拷貝到這個(gè)新分配的對(duì)象。
十、寫在后面的話
為什么很多人已經(jīng)可以使用C、C++、.NET來開發(fā)程序但還在積極學(xué)習(xí)C++/CLI呢，我想有四個(gè)方面的原因：
1、從編譯器直到內(nèi)層都還在支持C++代碼；
2、C++/CLI對(duì)于其他標(biāo)準(zhǔn)來說無意是具有毀滅性地；
3、與生俱來的內(nèi)部支持勝過所有其他CLI語言
4、所有在MFC中出現(xiàn)的下劃線都已不再存在。