C++：最强大的.NET语言之对象构造

简介

　　Visual C++开发小组花了大量的时间用于听取用户的意见，在对 .NET和C++经过仔细考量之后，决定在Visual C++ 2005中重新设计对通用语言运行时库（CLR）的支持，此项重新的设计被称为"C++/CLI"，它将为使用及编写CLR类型提供更自然的语法。在本文中，主要探讨了新的语法，并将之与C#和托管C++这两个CLR平台上极其相近的语言进行比较，在文中也会适当地以图表给出其与本地C++的相似之处。

　　通用语言运行时库（CLR）包括了一组规范，其是Microsoft .NET的基础，也是CLI的Microsoft版本实现。C++/CLI语言设计的目标是为了对CLI提供更自然的C++支持，而Visual C++ 2005的编译器则在CLR上实现了C++/CLI。

　　当在仔细研究了Visual C++ 2005编译器和C++/CLI语言设计之后，就会发现它们传达了两条重要的讯息；首先，Visual C++把自己定位于在CLR平台上的最低级编程语言，（看起来似乎没有必要使用其他语言了--包括MSIL）；其次，.NET编程应与本地C++编程一样自然。

　　本文针对C++程序员，但并不想说服你放弃C#或者Visual Basic .NET。如果你非常喜欢C++，并想继续使用传统C++提供的全部功能，而又想要C#般的编程效率，那本文正适合你。另外，本文并不是CLR或 .NET Framework的简介，而把重点放在Visual C++ 2005是怎样使你可以编写 .NET Framework上更优雅和高效的代码。

　　对象构造

　　CLR定义了两种类型：值类型和引用类型。值类型被设计用于可进行高效地分配和访问，它们与C++的内置类型大体相似，你也能创建属于你自己的类型，这就是Bjarne Stroustrup所称的具体类型；另一方面，引用类型被设计用于提供面向对象编程所需的特性，可用于创建有着层次结构的类：例如派生类和虚拟函数。另外在CLR中，引用类型自始至终都提供了额外的运行时特性，如自动内存管理--通常称为垃圾回收。同时，对引用类型和值类型，CLR也提供了精确的运行时类信息，这种特性通常被称为反射。

　　值类型分配在堆栈上；而引用类型通常分配在托管堆中--这是由CLR垃圾回收机制所管理的堆。如果你在C++中编写汇编代码，如平时那样，可在CRT堆中分配本地C++类型，在将来，Visual C++开发小组甚至允许你在托管堆中分配本地C++类型，毕竟，垃圾回收对本地类型来说，也是一个极具吸引力的主题。

　　本地C++允许选择在何处创建一个特定的对象，任何类型都可分配在堆栈或CRT堆中。

// 分配在堆栈上 std::wstring stackObject; // 分配在CRT堆中 std::wstring* heapObject = new std::wstring;

　　如上所示，在何处分配对象是独立于类型的，主动权完全掌握在程序员的手中。另外，堆栈与堆的分配语法也是易于区别的。

　　另一方面，C#通常是在堆栈上创建值类型，而在托管堆中创建引用类型。下例中使用的System.DateTime类型，被声明为值类型。

// 分配在堆栈上 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，声明对象的方式并没有指出对象分配在堆栈上或托管堆中，其完全取决于程序编写者和运行时库。

　　C++的托管扩展--简称为托管C++，可在本地C++代码中混合托管代码。为了遵循C++标准，C++被加入了扩展，以提供对CLR的全面支持。不幸的是，正是因为有太多的扩展，所以如果要用C++来编写大量的托管代码，就成了一件异常痛苦的事。

//分配在堆栈上 DateTime stackObject(2003, 1, 18); //分配在托管堆中 IO::MemoryStream __gc* heapObject = __gc new IO::MemoryStream;

　　在C++程序员看来，在堆栈上分配一个值类型看起来非常正常，而在托管堆中的分配方式，看起来就有点怪：__gc是托管C++扩展中的一个关键字，有意思的是，在某些情况下，托管C++能推断你的意思，所以上述例子可重写为不带__gc关键字。

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

　　这样看起来更像本地C++代码了--但heapObject并不是一个真正的C++指针。C++程序员通常倾向于在指针中保存一个不变的数值，但垃圾回收器会在任何时候，在内存中移动对象。另一个不足之处是，不能仅仅依靠查看代码，就能确定对象是分配在本地还是托管堆中，必须知道程序编写者是怎样定义一个类型的。

　　C++/CLI为此引入了句柄的概念，以便把CLR对象引用与C++指针区别开来。少了C++指针含义的重载，语言中也少了很多歧义，另外，通过句柄，对CLR也能提供更加自然的支持，例如，你能在C++中，直接对引用类型使用操作符重载，因为此时句柄已经能支持操作符重载了。由于C++禁止指针操作符重载，如果没有"托管"指针，这几乎不可能实现。

//分配在堆栈上 DateTime stackObject(2003, 1, 18); //分配在托管堆中 IO::MemoryStream^ heapObject = gcnew IO::MemoryStream;

　　相对于值类型声明来说，和以前没什么不同，但对引用类型声明来说，变化却很明显，操作符 ^ 把变量声明为对一个CLR引用类型的句柄。当垃圾回收器在内存中移动被引用的对象时，同时也会自动更新句柄的值。另外，它们是可重绑定的，这允许它们可像C++指针那样指向不同的对象。另外需注意的一件事是，操作符gcnew已经代替了操作符new，清楚地指明了对象被分配在托管堆中。对托管类型，操作符new已经不能被重载（此处并非语带双关），只能把对象分配在CRT堆中，除非你提供自己重写的new操作符。

　　简而言之：本地C++指针已经与CLR对象引用大不相同了。

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