C++/CLI
| 编程范型 | 结构化, 指令式, 面向对象 |
|---|---|
| 语言家族 | C |
| 设计者 | Microsoft |
| 实现者 | Microsoft |
| 发行时间 | 2005年 |
| 系统平台 | 通用语言架构 |
| 网站 | docs |
| 启发语言 | |
| C++, C++托管扩展, C# | |
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
[编辑]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
[编辑]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，但行为有很大的测试区别）。
数据类型
[编辑]基本数据类型
[编辑]| C++/CLI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 | 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; |
句柄（Handle）代替了指针
[编辑]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
[编辑]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
[编辑]数组现在需要用cli命名空间内的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
[编辑] #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
[编辑]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）
[编辑]C++/CLI里的一个“跟踪引用”也是一个句柄，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)
[编辑]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(); }
}
}
