C++：最強大的.NET語言之對象構造 
 
 
文章錄入：7747.Net    責任編輯：7747.Net  更新時間：2006-9-21 10:38:07 1219 
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簡介

　　Visual C++開發小組花了大量的時間用于聽取用戶的意見，在對 .NET和C++經過仔細考量之后，決定在Visual C++ 2005中重新設計對通用語言運行時庫（CLR）的支持，此項重新的設計被稱為"C++/CLI"，它將為使用及編寫CLR類型提供更自然的語法。在本文中，主要探討了新的語法，并將之與C#和托管C++這兩個CLR平臺上極其相近的語言進行比較，在文中也會適當地以圖表給出其與本地C++的相似之處。

　　通用語言運行時庫（CLR）包括了一組規范，其是Microsoft .NET的基礎，也是CLI的Microsoft版本實現。C++/CLI語言設計的目標是為了對CLI提供更自然的C++支持，而Visual C++ 2005的編譯器則在CLR上實現了C++/CLI。

　　當在仔細研究了Visual C++ 2005編譯器和C++/CLI語言設計之后，就會發現它們傳達了兩條重要的訊息；首先，Visual C++把自己定位于在CLR平臺上的最低級編程語言，（看起來似乎沒有必要使用其他語言了--包括MSIL）；其次，.NET編程應與本地C++編程一樣自然。

　　本文針對C++程序員，但并不想說服你放棄C#或者Visual Basic .NET。如果你非常喜歡C++，并想繼續使用傳統C++提供的全部功能，而又想要C#般的編程效率，那本文正適合你。另外，本文并不是CLR或 .NET Framework的簡介，而把重點放在Visual C++ 2005是怎樣使你可以編寫 .NET Framework上更優雅和高效的代碼。 

　　對象構造

　　CLR定義了兩種類型：值類型和引用類型。值類型被設計用于可進行高效地分配和訪問，它們與C++的內置類型大體相似，你也能創建屬于你自己的類型，這就是Bjarne Stroustrup所稱的具體類型；另一方面，引用類型被設計用于提供面向對象編程所需的特性，可用于創建有著層次結構的類：例如派生類和虛擬函數。另外在CLR中，引用類型自始至終都提供了額外的運行時特性，如自動內存管理--通常稱為垃圾回收。同時，對引用類型和值類型，CLR也提供了精確的運行時類信息，這種特性通常被稱為反射。 

　　值類型分配在堆棧上；而引用類型通常分配在托管堆中--這是由CLR垃圾回收機制所管理的堆。如果你在C++中編寫匯編代碼，如平時那樣，可在CRT堆中分配本地C++類型，在將來，Visual C++開發小組甚至允許你在托管堆中分配本地C++類型，畢竟，垃圾回收對本地類型來說，也是一個極具吸引力的主題。

　　本地C++允許選擇在何處創建一個特定的對象，任何類型都可分配在堆棧或CRT堆中。

// 分配在堆棧上
std::wstring stackObject; 

// 分配在CRT堆中
std::wstring* heapObject = new std::wstring; 

　　如上所示，在何處分配對象是獨立于類型的，主動權完全掌握在程序員的手中。另外，堆棧與堆的分配語法也是易于區別的。

　　另一方面，C#通常是在堆棧上創建值類型，而在托管堆中創建引用類型。下例中使用的System.DateTime類型，被聲明為值類型。

// 分配在堆棧上
System.DateTime stackObject = new System.DateTime(2003, 1, 18); 

// 分配在托管堆中
System.IO.MemoryStream heapObject = new System.IO.MemoryStream(); 

　　如上例所示，聲明對象的方式并沒有指出對象分配在堆棧上或托管堆中，其完全取決于程序編寫者和運行時庫。

　　C++的托管擴展--簡稱為托管C++，可在本地C++代碼中混合托管代碼。為了遵循C++標準，C++被加入了擴展，以提供對CLR的全面支持。不幸的是，正是因為有太多的擴展，所以如果要用C++來編寫大量的托管代碼，就成了一件異常痛苦的事。

//分配在堆棧上
DateTime stackObject(2003, 1, 18);

//分配在托管堆中
IO::MemoryStream __gc* heapObject = __gc new IO::MemoryStream; 

　　在C++程序員看來，在堆棧上分配一個值類型看起來非常正常，而在托管堆中的分配方式，看起來就有點怪：__gc是托管C++擴展中的一個關鍵字，有意思的是，在某些情況下，托管C++能推斷你的意思，所以上述例子可重寫為不帶__gc關鍵字。

//分配在托管堆中
IO::MemoryStream* heapObject = new IO::MemoryStream; 

　　這樣看起來更像本地C++代碼了--但heapObject并不是一個真正的C++指針。C++程序員通常傾向于在指針中保存一個不變的數值，但垃圾回收器會在任何時候，在內存中移動對象。另一個不足之處是，不能僅僅依靠查看代碼，就能確定對象是分配在本地還是托管堆中，必須知道程序編寫者是怎樣定義一個類型的。

　　C++/CLI為此引入了句柄的概念，以便把CLR對象引用與C++指針區別開來。少了C++指針含義的重載，語言中也少了很多歧義，另外，通過句柄，對CLR也能提供更加自然的支持，例如，你能在C++中，直接對引用類型使用操作符重載，因為此時句柄已經能支持操作符重載了。由于C++禁止指針操作符重載，如果沒有"托管"指針，這幾乎不可能實現。

//分配在堆棧上
DateTime stackObject(2003, 1, 18);

//分配在托管堆中
IO::MemoryStream^ heapObject = gcnew IO::MemoryStream; 

　　相對于值類型聲明來說，和以前沒什么不同，但對引用類型聲明來說，變化卻很明顯，操作符 ^ 把變量聲明為對一個CLR引用類型的句柄。當垃圾回收器在內存中移動被引用的對象時，同時也會自動更新句柄的值。另外，它們是可重綁定的，這允許它們可像C++指針那樣指向不同的對象。另外需注意的一件事是，操作符gcnew已經代替了操作符new，清楚地指明了對象被分配在托管堆中。對托管類型，操作符new已經不能被重載（此處并非語帶雙關），只能把對象分配在CRT堆中，除非你提供自己重寫的new操作符。

　　簡而言之：本地C++指針已經與CLR對象引用大不相同了。