C++/CLI
| 編程範型 | 結構化, 指令式, 物件導向 |
|---|---|
| 語言家族 | C |
| 設計者 | Microsoft |
| 實作者 | Microsoft |
| 釋出時間 | 2005年 |
| 目前版本 | |
| 系統平台 | 通用語言架構 |
| 網站 | docs |
| 受影響於 | |
| C++, C++寄存擴充, C# | |
C++/CLI（CLI: Common Language Infrastructure）在電腦語言中是一門由微軟設計，用來代替C++寄存擴充（Managed C++，下文使用MC++指代）的語言。這門語言在相容原有的C++標準的同時，重新簡化了受控代碼擴充的語法，提供了更好的代碼可讀性。和微軟.NET的其他語言一樣，微軟向ECMA提交了C++/CLI的標準化請求，並且被ECMA通過成為正式的標準[1]。C++/CLI現在可以被Visual C++ 2005和更高版本的編譯器支援。C++/CLI的部分特性已經申請了專利。
語法改變[編輯]
C++/CLI是一門獨立的語言（比如新的關鍵字），而不是像C++寄存擴充一樣是C++的超集[2]。（C++寄存擴充有一些不標準的關鍵字如__gc和__value）。所以，C++/CLI對於這些語法有較大的改變，尤其是去除了一些意義不明確的關鍵字，增加了一些對.NET的特性的語言級別的支援[2]。
關鍵字[編輯]
有歧義的語法，像MC++的不同版本用新的運算子gcnew區分：在C++/CLI，.NET參照類型的建立需要要使用新的關鍵字gcnew，以和本地類型區分開[2]。 C++/CLI增加了新的泛型概念（書寫方式與C++的模板相似，但行為有很大的測試區別）。
資料類型[編輯]
基本資料類型[編輯]
| C++/CLI基本類型 | System命名空間中對應的類 | C#類型 | 註釋/用法 |
|---|---|---|---|
| bool | System::Boolean | bool | bool dirty = false; |
| char或signed char | System::SByte | sbyte | char sp = ' '; |
| unsigned char | System::Byte | byte | unsigned char ch = '\0'; |
| wchar_t | System::Char | char | wchar_t wch = ch; |
| short | System::Int16 | short | short s = ch; |
| unsigned short | System::UInt16 | ushort | unsigned short s = 0xffff; |
| int或long | System::Int32 | int | int ival = s; |
| unsigned int或unsigned long | System::UInt32 | uint | unsigned int ui = 0xffffffff; |
| long long | System::Int64 | long | long long etime = ui; |
| unsigned long long | System::UInt64 | ulong | unsigned long long mtime = etime; |
| float | System::Single | float | float f = 3.14f; |
| double或long double | System::Double | double | double d = 3.14159; |
控制代碼（Handle）代替了指標[編輯]
回到MC++，有兩類指標：用__nogc標識的指標是傳統意義上的C++指標，而用__gc標識的指標為.NET中的參照。但在C++/CLI里，唯一的指標就是傳統意義上的C++指標，而.NET參照類型使用一個「控制代碼」來取得，使用新的語法「類名^」代替了MC++的「類名*」。新的句法使得寄存和非受控代碼混合開發更加方便；它指明了對象將會被垃圾回收器自動銷毀還是手動銷毀。
範例代碼：
// 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);
}
};
寄存類型的定義[編輯]
在CLR中，寄存類型是分為參照類型（class）和值類型（struct）的，在C++/CLI中的分別定義方式如下：
參照類型：
public ref class MyClass
{
};
值類型：
public value class MyClass
{
};
陣列[編輯]
陣列現在需要用cli命名空間內的array類別宣告，語法和STL的vector類似[2]。
C++/CLI中新增了array<T> ^的方式定義陣列。
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[編輯]
#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;
}
不定參數[編輯]
對於C#中的不定參數的語法：
void foo(params string[] args)
在C++/CLI中對應的版本為：
void foo(... array<String^>^ args)
跟蹤參照（Tracking reference）[編輯]
C++/CLI里的一個「跟蹤參照」也是一個控制代碼，但它是傳地址而不是傳值。等同於在C#中加了「ref」關鍵字，或Visual Basic .NET的「ByRef」。C++/CLI使用「^%」語法來定義一個跟蹤參照。與傳統C++中的「*&」語法相似。
下面的範例了「跟蹤參照」的使用。如果把「^%」改成「^」（也就是使用普通的控制代碼），10個字串將不會被修改，而只會生成那些字串的副本，這些都是因為那些參照已經不是傳地址而是傳值。
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;
}
上面的代碼範例了用戶如何用C++/CLI做一些其他.NET語言不能做的事情，比如C#就不允許在foreach循環中這樣做。例如foreach(ref string s in arr)在C#中是非法的。
解構(Finalizer/Destructor)[編輯]
C++/CLI的另一個變化就是使用「!類名（）」來聲明一個寄存類型的「解構方法」（在垃圾回收器回收對象之前的不確定的時間由CLR呼叫），而原來的「~類名（）」是用來定義「傳統的解構函式」（能被用戶自己呼叫）。另外，下面的例子說明了如何在C++/CLI中寄存對象如何自動呼叫「傳統解構函式」。
在一個典型的.NET程式中（例如直接使用CLI）編程，可以由用戶自己呼叫的「解構方法」是用實現IDisposable介面，通過編寫Dispose方法來實現顯式釋放資源；而不確定的「解構方法」是通過多載Finalize函數來實現的。
// 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(); }
}
}
