C++/CLI
C++/CLI(CLI: Common Language Infrastructure)在计算机语言中是一门由微软设计,用来代替C++托管扩展(Managed C++,下文使用MC++指代)的语言。这门语言在兼容原有的C++标准的同时,重新简化了托管代码扩展的语法,提供了更好的代码可读性。和微软.NET的其他语言一样,微软向ECMA提交了C++/CLI的标准化请求,并且被ECMA通过成为正式的标准[1]。C++/CLI现在可以被Visual C++ 2005和更高版本的编译器支持。C++/CLI的部分特性已经申请了专利。
语法改变
C++/CLI是一门独立的语言(比如新的关键字),而不是像C++托管扩展一样是C++的超集[2]。(C++托管扩展有一些不标准的关键字如__gc和__value)。所以,C++/CLI对于这些语法有较大的改变,尤其是去除了一些意义不明确的关键字,增加了一些对.NET的特性的语言级别的支持[2]。
关键字
有歧义的语法,像MC++的不同版本用新的操作符gcnew区分:在C++/CLI,.NET引用类型的创建需要要使用新的关键字gcnew,以和本地类型区分开[2]。 C++/CLI增加了新的泛型概念(书写方式与C++的模板相似,但行为有很大的測試区别)。
数据类型
基本数据类型
C++基本类型 | System命名空间中对应的类 | C#类型 | 注释/用法 |
---|---|---|---|
bool | System::Boolean | bool dirty = false; | |
char或signed char | System::SByte | char sp = ' '; | |
unsigned char | System::Byte | unsigned char ch = '\0'; | |
wchar_t | System::Char | wchar_t wch = ch; | |
short | System::Int16 | short s = ch; | |
unsigned short | System::UInt16 | unsigned short s = 0xffff; | |
int或long | System::Int32 | int ival = s; | |
unsigned int或unsigned long | System::UInt32 | unsigned int ui = 0xffffffff; | |
long long | System::Int64 | long long etime = ui; | |
unsigned long long | System::UInt64 | unsigned long long mtime = etime; | |
float | System::Single | float f = 3.14f; | |
double或long double | System::Double | double d = 3.14159; | |
示例 | 示例 | 示例 | 示例 |
句柄(Handle)代替了指针
回到MC++,有两类指针:用__nogc标识的指针是传统意义上的C++指针,而用__gc标识的指针为.NET中的引用。但在C++/CLI里,唯一的指针就是传统意义上的C++指针,而.NET引用类型使用一个“句柄”来获取,使用新的语法“类名^”代替了MC++的“类名*”。新的句法使得托管和非托管代码混合开发更加方便;它指明了对象将会被垃圾回收器自动销毁还是手动销毁。
范例代码:
// C++托管扩展
#using <mscorlib.dll>
using namespace System::Collections;
__gc class referencetype
{
protected:
String* stringVar;
int intArr __gc[];
ArrayList* doubleList;
public:
referencetype(String* str,int* pointer,int number) // 哪个是托管的?
{
doubleList = new ArrayList();
System::Console::WriteLine(str->Trim() + number.ToString());
}
};
// C++/CLI
#using <mscorlib.dll>
using namespace System::Collections::Generic;
ref class referencetype
{
protected:
String^ stringVar;
array<int> intArr;
List<double>^ doubleList;
public:
referencetype(String^ str,int* pointer,int number) // 不会再分不清了吧?
{
doubleList = gcnew List<double>();
System::Console::WriteLine(str->Trim() + number);
}
};
托管类型的定义
在CLR中,托管类型是分为引用类型(class)和值类型(struct)的,在C++/CLI中的分别定义方式如下:
引用类型:
public ref class MyClass { };
值类型:
public value class MyClass { };
数组
数组现在需要用cli名字空间内的array类声明,语法和STL的vector类似[2]。
C++/CLI中新增了array<T> ^的方式定义数组。
array<int> ^a = gcnew array<int>(100) { 1, 2, 3 };
或者使用它的完整版:
cli::array<int> ^a = gcnew cli::array<int> {1, 2, 3};
System::String
#include <string> using namespace std; using namespace System; using namespace System::Runtime::InteropServices;
string cast_to_string(String^ str) { IntPtr ip = Marshal::StringToHGlobalAnsi(str); const char* ch = static_cast<const char*>(ip.ToPointer()); string stdStr = ch; Marshal::FreeHGlobal(ip);
return stdStr; }
不定参数
对于C#中的不定参数的语法:
void foo(params string[] args)
在C++/CLI中对应的版本为:
void foo(... array<String^>^ args)
跟踪引用(Tracking reference)
C++/CLI里的一个“跟踪引用”也是一个控制代碼,但它是传地址而不是传值。等同于在C#中加了“ref”关键字,或Visual Basic .NET的“ByRef”。C++/CLI使用“^%”语法来定义一个跟踪引用。与传统C++中的“*&”语法相似。
下面的示例了“跟踪引用”的使用。如果把“^%”改成“^”(也就是使用普通的句柄),10个字符串将不会被修改,而只会生成那些字符串的副本,这些都是因为那些引用已经不是传地址而是传值。
int main()
{
array<String^>^ arr = gcnew array<String^>(10);
int i = 0;
for each(String^% s in arr)
s = gcnew String(i++.ToString());
return 0;
}
上面的代码示例了用户如何用C++/CLI做一些其他.NET语言不能做的事情,比如C#就不允许在foreach循环中这样做。例如foreach(ref string s in arr)
在C#中是非法的。
析构(Finalizer/Destructor)
C++/CLI的另一个变化就是使用“!类名()”来声明一个托管类型的“析构方法”(在垃圾回收器回收对象之前的不确定的时间由CLR调用),而原来的“~类名()”是用来定义“传统的析构函数”(能被用户自己调用)。另外,下面的例子说明了如何在C++/CLI中托管对象如何自动调用“传统析构函数”。
在一个典型的.NET程序中(例如直接使用CLI)编程,可以由用户自己调用的“解构方法”是用实现IDisposable接口,通过编写Dispose方法来实现显式释放资源;而不确定的“解构方法”是通过重载Finalize函数来实现的。
// C++/CLI
ref class MyClass // :IDisposable (编译器自动实现IDisposable接口)
{
public:
MyClass(); // 建构函数
~MyClass(); // (确定的) 析构函数 (编译器使用IDisposable.Dispose来实现)
protected:
!MyClass(); // 解构方法 (不确定的) (编译器通过重载virtual void Finalize来实现)
public:
static void Test()
{
MyClass _auto; // 这不是个控制代碼,它将调用MyClass的默认建構函数
// 使用_auto对象
// 函数返回前自动调用_auto的析构函数(IDisposable.Dispose,由~MyClass()定义)来释放资源
// 以上代码等效于:
MyClass^ user = gcnew MyClass();
try { /* 使用_auto对象 */ }
finally { delete user; /* 由编译器调用_auto.Dispose() */ }
}
};
// C#
class MyClass : IDisposable
{
public MyClass() {} // 构造函数
~MyClass() {} // 析构方法 (不确定的) (编译器通过重载virtual void Finalize来实现),与C++/CLI的!MyClass()等效
public void Dispose() {} // Dispose方法
public static void Test()
{
using(MyClass auto = new MyClass())
{ /* 使用auto对象 */ }
// 因为使用了using句法,编译器自动调用auto.Dispose()
// 以上代码等效于:
MyClass user = new MyClass();
try { /* 使用user对象 */ }
finally { user.Dispose(); }
}
}