完美的C++：C++/CLI

什么是C++/CLI呢？C++当然指的是Bjarne Stroustrup在BELL实验室发明的C++语言，它实现了运行时取得速度和尺寸最佳化的静态对象模型，然而它除了堆分配外不支持程序的动态修改，它准许无限地接近底层设备，但在程序运行过程中几乎无法操作活动类型，也无法操作与程序相关联的底层结构。Herb Sutter，C++/CLI的主要构造者之一，称C++是一门“混凝土”式的语言。

     CLI指的是通用语言结构，一种支持动态组件编程模型的多重结构，在许多情况下，这代表了一个与C++对象模型完全颠倒了的模式。一个时实的软件层，有效地执行系统，在底层操作系统与程序之间运行。操作底层的设备受到一定的限制，操作执行程序中的活动类型及与程序相关联的下部结构得到了支持。反斜杠（/）代表C++和CLI的捆绑，这个捆绑带来的细节问题是本文主要讨论的问题。

     所以，“什么是C++/CLI”问题的最初、最接近答案是：它是静态C++对象模型到CLI的动态组件对象编程模型的捆绑。简而言之，它就是你如何用C++在.NET中编程，而不是C#或Visual Basic.NET。象C#和CLI本身一样，C++/CLI正在ECMA（欧洲计算机制造商协会）主持下进行标准化，以最终符合ISO标准。

     实时通用语言（CLR）是CLI的微软版本，它非常适用于微软的Windows操作系统，相似地，Visual C++2005是C++/CLI的实现。

     作为第二个近似的答案，我认为C++/CLI是.NET编程模式与C++的结合，正如以前将模板与C++结合起来产生的泛型编程。所有这种结合中，企业所拥有的C++的投资以及开发人员使用C++的经验将得到保存，而这恰恰是使用C++/CLI进行开发的重要基础。

学习C++/CLI的方法

　　在设计C++/CLI语言中涉及三个方面问题，这同样贯彻于所有的其他程序开发语言：一是语言级的语法向底层通用类型系统（简称CTS）的映射；二是向程序开发人员提供的CLI的底层细节结构的级别选择；三是超越CLI的直接支持，提供额外的功能性函数的选择。

　　第一条对于所有的CLI语言来说都大致相同，第二条和第三条对于不同的CLI语言来说是不同的，相互区别的。根据你需要解决什么样的问题，你将选择这种或那种语言，也有可能混合使用多种CLI语言。学习C++/CLI涉及到了解它在设计过程中的所有这些涉及方面。

　　从C++/CLI到CTS的映射？

　　使用C++/CLI编程时间了解底层的CTS非常重要。CTS包括以下三种常用类的类型：

　　1、多态引用类型，这正是对于所有继承类所要使用的。

　　2、非多态值类型，这用于实时高效的具体类型，例如数值类型。

　　3、抽象的接口类型，这用于定义一个操作集，也可以用于实现接口的引用或值类型集合。

　　这个设计方面的问题，即将CTS映射到语言内建的数据类型集合，通常同样贯穿于所有的CLI语言，虽然不同的CLI语言语法不同。所以，在C#中你可能这么写：

abstract class Shape { ... } // C#
　　来定义了一个Shape基类，从该类将导出几何对象，然而在C++/CLI你将这么写： ref class Shape abstract { ... }; // C++/CLI
　　上述代码说明了底层的C++/CLI引用类型。这两种声明在内层代表的意思是一样的。相似地，在C#中你这么写： struct Point2D { ... } // C#
　　来定义一个具体的Point2D 类，然而在C++/CLI中这么写： value class Point2D { ... }; // C++/CLI
　　C++/CLI支持的类型集合代表了CTS与本地设备的综合，这决定了你的语法选择，例如： class native {};
value class V {};
ref class R {};
interface class I {};
　　CTS也支持与本地列举类型稍微不同的列举类类型。当然，对于上述两者CTS是都支持的。例如： enum native { fail, pass };
enum class CLIEnum : char { fail, pass};
　　相似地，CTS支持它本身的数组类型，并且它再一次将其与本地数组在行为上区分开来。同时，微软再次为这两种类型提供了支持。 int native[] = { 1,1,2,3,5,8 };
array<int>^ managed = { 1,1,2,3,5,8 };
　　那种认为一种CLI语言比其他CLI语言在向底层的CTS映射中表现的更出色或更完美都是不确切的，相反，每种不同的CLI语言代表着对CTS底层对象模型的不同理解，在下一节你将更清楚地看到这一点。

　　CLI的细节

　　设计一个CLI语言时第二个必须要考虑的问题是将CLI的底层执行模式融入到语言的细节级别。这种语言用于解决什么问题？这种语言是否有必须的工具来解决这些问题？这种语言可能吸引什么样的程序开发人员？

　　例如，值类型存在于托管堆上，在很多情况下值类型可以看到它们自身的存在。

　　1、通过隐含的加箱操作，当一个值类型的实例被分配给一个对象或当一个虚拟的方法通过一个值类型来调用；

　　2、当这个值类型被当作应用引用类类型的成员时；

　　3、当这个值类型 被当作CLI数组成员时；

　　需要指出的是，这种情况下开发人员是否被允许操作值类型的地址是CLI语言设计时必须应该予以考虑的问题。