托管c++.doc

1、什么是托管C+？在回答这个问题，首先要搞清楚什么是“托管”(Managed)。托管是.NET的一个专门概念，它是融于通用语言运行时(CLR)中的一种新的编程理念，因此我们完全可以把“托管”视为“.NET”。那么什么是“通用语言运行时”？通用语言运行时是.NET 框架应用程序的执行引挚。它提供了许多服务，其中包括：代码管理(装入和执行)、类型安全性验证、元数据(高级类型信息)访问、为管理对象管理内存、管理代码，COM对象和预生成的DLLs(非管理代码和数据)的交互操作性、对开发人员服务的支持等等。也就是说，使用托管C+意味着，我们的代码可以被CLR所管理，并能开发出具有最新特性如垃圾自动收集、程序间相互访问等的.NET框架应用程序。由托管概念所引发的C+应用程序包括托管代码、托管数据和托管类三个组成部分。(1)托管代码：.Net环境提供了许多核心的运行(RUNTIME)服务，比如异常处理和安全策略。为了能使用这些服务，必须要给运行环境提供一些信息代码(元数据)，这种代码就是托管代码。所有的C#、VB.NET、JScript.NET默认时都是托管的，但Visual C+默认时不是托管的，必须在编译器中使用命令行选项(/CLR)才能产生托管代码。(2)托管数据：与托管代码密切相关的是托管数据。托管数据是由公共语言运行的垃圾回收器进行分配和释放的数据。默认情况下，C#、Visual Basic 和 JScript.NET 数据是托管数据。不过，通过使用特殊的关键字，C# 数据可以被标记为非托管数据。Visual C+数据在默认情况下是非托管数据，即使在使用 /CLR 开关时也不是托管的。(3)托管类：尽管Visual C+数据在默认情况下是非托管数据，但是在使用C+的托管扩展时，可以使用“_gc”关键字将类标记为托管类。就像该名称所显示的那样，它表示类实例的内存由垃圾回收器管理。另外，一个托管类也完全可以成为 .NET 框架的成员，由此可以带来的好处是，它可以与其他语言编写的类正确地进行相互操作，如托管的C+类可以从Visual Basic类继承等。但同时也有一些限制，如托管类只能从一个基类继承等。需要说明的是，在托管C+应用程序中既可使用托管类也可以使用非托管类。这里的非托管类不是指标准C+类，而是使用托管C+语言中的_nogc关键字的类。2、用托管C+可以开发.NET框架的项目类型使用托管C+应该是C+程序员编写.NET框架应用程序最好的一种选择，通过集成在Visual Studio.NET开发环境的托管C+向导，我们可以创建以下几种开发.NET框架的项目类型：(1) 托管C+应用程序:用来创建一个支持托管扩展的单独C+应用程序，使用它还可创建任何类型的应用程序，包括.NET框架客户应用程序。(2) 托管C+类库:用来创建一个支持托管扩展的C+DLL，使用它可以生成一个能被.NET框架应用程序调用的托管类型的组件。(3) 托管C+空项目：用来创建一个空的托管项目，该项目只含有支持托管扩展的正确编译和链接的开关选项。使用它能将一个已有的C+源文件进入到一个托管环境中。(4) 托管C+ Web服务：用于创建两个项目，一个是C+托管扩展项目，另一个是部署项目。3、托管C+与标准C+的主要区别尽管托管C+是从标准C+建立而来的，但它与标准C+有着本质上的区别，这主要体现在以下几个方面：(1) 广泛采用“名称空间”(namespace)名称空间是类型的一种逻辑命名方案，.NET使用该命名方案用于将类型按相关功能的逻辑类别进行分组，利用名称空间可以使开发人员更容易在代码中浏览和引用类型。当然，我们也可将名称空间理解成是一个“类库名”。尽管很早Microsoft就在Visual C+中支持名称空间的编程方式，但是很少引起Visual C+程序员的普遍关注。现在在托管C+程序中，我们必须使用这一方式，即使用#using和using关键字。例如下面的简单程序代码是在控制台上输出“Hello World”：#usingusingnamespaceSystem;int main(void)Console:WriteLine(SHello World);return 0;代码中，#using是用来将一个元数据文件输入到托管C+程序中，这些文件可以是包含托管数据和结构的MSIL (Microsoft intermediate language，微软中间语言)文件，如DLL、EXE、OBJ文件等。mscorlib.dll是.NET框架的一个核心类库，包含主要的名称空间System。程序的第二行代码“usingnamespaceSystem;”用来使用System名称空间。System是.NET框架根名称空间，包含最基本的类型，如用于数据流的输入/输出的System:IO等。在对托管C+程序开发的不断深入，我们不久就会发现，许多类型的引用都要在程序的前面使用#using和using来进行。(2) 基本数据类型的变化我们知道，标准C+语言的数据类型是非常丰富的。而托管C+的数据类型更加丰富，不仅包含了标准C+中的数据类型，而且新增了 _int64(64位整型)、Decimal(96位十进制数)、String*(字符串类型)和Object*(对象类型)等类型，表1-1列出它们各自数据类型。类型描述标准C+类型名托管C+类型名长度(位)布尔型boolbool8字符型charsigned char8无符号字符型unsigned charchar8短整型short intshort16无符号短整型unsigned short intunsigned short16整型intint 或 long32无符号整型unsigned intunsigned int 或 long32长整型long intlong32无符号长整型unsigned long intunsigned long32单精度浮点型floatfloat32双精度浮点型doubledouble64长双精度浮点型long double-64Unicode字符-wchar_t1664位整型-_int6464无符号64位整型-unsigned _int646496位十进制值-Decimal96对象类型-Object*32字符串类型-String*-需要注意的是，String和Object在定义一个变量时，注意要有星号(“*”)，但这个变量不是指针变量，这与标准C+的含义是不一样的。例如上面的代码可以改为：#usingusingnamespaceSystem;int main(void)String* hello = SHello World;Console:WriteLine(hello);return 0;(3) 新增三个托管C+类型：_gc class、_value class和_gc interface一个_gc类或结构意味着该类或结构的生命周期是由.NET开发平台自动管理及垃圾自动收集，用户不必自已去调用delete来删除。定义一个_gc类或结构和标准C+基本相似，所不同的是在class或struct前加上_gc，例如下面的代码：_gc class G public:int k;int sum(int);G:sum(int i) return i*(i + 1)/2;int main()G * g = new G;Console:WriteLine(g-sum(4); / 结果输出10return 0;但要注意：A. 一个_gc类不能从一个非托管类中继承，且不能包含从它派生的非托管类。但一个_gc类最多可以从一个托管类中继承。B. 一个_gc类不能定义成一个友元类或包含一个友元成员函数。所谓友元函数，是用来让外部函数访问类中的私有和保护类型成员。C. 一个_gc类不能声明或定义以及重载new或delete操作以及不能包含using等声明。_value类是用来使用具有短生命期的小型数据项，它不同于_gc类。_gc类数据分配在CLR堆中，而_value类对象是在运行栈或称为NDP(.NET Developer Platform，.NET开发者平台)堆中创建的，从而避免了垃圾回收器不断分配和释放空间而带来的开销。一个_value类可以声明成为一个局部变量、参数和返回值，也可嵌入到一个_gc类中或是作为一个静态变量或在C+堆中分配的变量。例如下面的代码：#usingusingnamespaceSystem;_value struct V int i; ;_gc struct G V v; ; / 嵌入到_gc类中V f(V v) / 定义一个全局函数，其值存储在运行栈中v.i += 1; / 不影响原来形参v的值return v; / 返回V结构类型的值int main(void)V v1 = 10; / 在运行栈中声明并初始化V v2 = f(v1); / 调用f函数，此时v1中的i为10，而v2中的i为11G *pG = new G; / 为G实例分配堆空间pG-v = v1; / pG的v中的i为10pG-v.i += v2.i; / pG的v中的i为10+11=21Console:WriteLine(v1.i); / 输出结果为10Console:WriteLine(v2.i); / 输出结果为11Console:WriteLine(pG-v.i); / 输出结果为21return 0;除此之外，所有的_gc对象都是从类System:Object 派生而来，因而能够很容易使用作用在_gc类中的集合和映射功能。然而_value类型并没有与这个基类所共享，因而不能直接将_value作为函数中的Object*实参。为了解决这个问题，.NET允许我们使用_box关键字将一个_value类型视为一个_gc对象。此时_value 类型被封装成一个_gc类桩子(Stub)，并被复制到NDP堆中。由于在托管C+中，box不具备隐式转换的功能，因此在转换时必须指明转换的类型。托管C+中的_gc接口最能体现COM接口的思想，它的定义和声明是非常简单的，它除了关键字不同外，与一个_gc类的声明极为相似。例如下面的代码定义了一个接口IMyBase，其中包含了一个f的方法：_gc _interface Ibase void f();需要说明的是，接口中所有的方法默认时都是纯虚的且都是公有的，我们不需要在方法之前使用virtual关键字或在方法之后加上“= 0”。其次，在一个_gc接口中不能包含数据成员以及静态成员，也不能包含任何类的声明。下面举一个示例来说明_gc接口的使用：#usingusingnamespaceSystem;_gc _interface Ibase1 int f(int);_gc _interface Ibase2 int f(int);_gc struct C: Ibase1, Ibase2 int f(int i) / 接口方法的实现return 2*i-1;int main(void)C* c = new C;Console:WriteLine(c - f(1).ToString(); / 输出结果为1Console:WriteLine(_try_cast(c)-f(2).ToString();/ 输出结果为3Console:WriteLine(_try_cast(c)-f(3).ToString();/ 输出结果为5return 0;代码中，_try_cast用来将某个对象转换成一个指定类型，并当类型转换失败时自动处理由此产生的异常。ToString用来将对象描述成一个字符串。(4) 简化属性操作在_gc类中可以使用.NET的属性，这个属性简化了属性函数的调用操作，这与标准C+中的属性不一样。在标准C+中分别通过get_和put_成员函数来设置或获取相关属性的值。现在，托管C+中的属性操作就好比是对一个属性变量进行操作，例如下列代码：#usingusingnamespaceSystem;_gc class G public:_property int get_Size() Console:WriteLine(Sget_属性);return nSize;_property void set_Size(int i) Console:WriteLine(Sset_属性);nSize = i;private:int nSize;int main() G * pG = new G;pG-Size = 10; / 调用set_Sizeint i = pG-Size; / 调用get_SizeConsole:WriteLine(i);程序结果为：set_属性get_属性10需要说明的是，托管C+使用_property关键字来定义一个属性的成员函数。从代码中可以看出设置和获取属性的成员函数名称中分别使用了 set_和get_，这样编译器会自动生成一个伪成员变量Size，这个变量名是set_和get_成员函数后面的名称。注意不要再在get_成员函数代码中使用这个伪成员变量Size，它会引起该函数的递归调用。(5) 托管C+的委派在C/C+中，一个函数的地址就是内存地址。这个地址不会带有任何其它附加信息，如函数的参数个数、参数类型、函数的返回值类型以及这个函数的调用规范等。总之，C/C+的回调函数不具备类型安全性。而.NET框架在回调函数的基础增加了提供类型安全的机制，称为委派。托管C+的委派方法不像C#那么复杂，它简化了委派绝大部分的内部机制，因而使得它的使用变成非常简单容易。例如下面的代码：#usingusingnamespaceSystem;_delegate int GetDayOfWeek(); / 委派方法的声明_gc class MyCalendarpublic:MyCalendar() : m_nDayOfWeek(4) int MyGetDayOfWeek() Console:WriteLine(非静态方法);return m_nDayOfWeek;static int MyStaticGetDayOfWeek() Console:WriteLine(静态方法);return 6;private:int m_nDayOfWeek;int main(void)GetDayOfWeek * pGetDayOfWeek