【windows8开发】深入浅出C++/CX

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什么是C++ /CX? 首先要明白它跟C++ 0x/11以及C++ /CLR是完全不同的东西。C++ 0x/11是目前最新的C++标准库，而C++ /CX其实是微软在Win8开发平台下，对C++语言的一种扩展。C++ /CLR是微软为了C++能在.Net下运行，针对CLR，虽然也是对C++的扩展，但它编译后是托管于CLR的，属于Managed C++。而C++ /CX则属于Native C++，它不使用CLR也没有垃圾回收机制。虽然C++ /CX有些新语法特性是直接从/CLR借鉴过来的，但是从底层实现上来看，它们是完全不同的两种扩展。
本文会简单介绍C++ /CX在语法上的一些扩展。


1.值类型value和引用类型ref


value和ref都是用来定义class的，所以有如下的语法：

1. ref class Object{};
   
2. value class Object{};

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两者有什么不同？其实引用类型ref类似于Java里面的引用概念，而值类型value就是我们通常理解的C++类型。那又为什么要增加这样的关键字来进行区分呢？原因是不管统一成ref类型还是value类型都有一定缺陷。

值类型value的话，在栈上分配空间，效率较高，但是它不支持多态，所以比如作为函数返回值使用时，有时会存在部分拷贝的问题。其实标准C++里面都是值类型value，别说有指针什么呢，指针本身不过是个整型的地址值，它还是值类型的，也别跟我说什么函数参数传递有传值和传址呢，即使传址，所传递的指针本身还是以值的形式传递的。

而引用类型ref，支持多态，但是它是在堆上分配空间，效率较低，而且会带来额外引用计数上的开销。

所以C++ /CX决定把两者区分开来，让开发者根据实际情况是选择。比如没必要支持多态的我们可以考虑使用value类型，比如希望交给系统管理引用计数的我们可以考虑使用ref类型。


2. public类
C++ /CX里有这样的定义：

1. public ref class Object {};
   
2. public value class Object {};

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用public来定义类，作用其实显而易见，所有准备对外公开的类必须设为public，比如组件里对外公布的类，如果不定义为public的话，外部是访问不到指定类型的。另外Native C++类(标准C++里的类)不能被定义为public，只有ref和value类型的类才可以设定为public，所以下面的代码编译会报错：

1. public class Object {};    // compiler error

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另外还归纳出以下2点：
1. 标准C++方式的类不能被使用在public类的public属性成员中。
2. public ref类型类的public属性成员中，除非使用property，否则不能声明类成员变量。3. public value类型的类的public属性成员中，不能声明类成员变量以外的成员，如函数等。


3. ^符号
C++ /CX中，就是用^来表示当前数据类型是ref引用类型。比如有如下class：

1. ref class SomeObj {
   
2. public:
   
3.      void SomeFunc();
   
4. };

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那么在新建这个类对象时，由于是ref引用类型，所以会通过如下方式创建对象：

1. SomeObj^ obj = ref new SomeObj();

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访问类具体成员对象时使用“->”

1. obj->SomeFunc();

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^的变量代表它是引用类型的，系统会负责他们的引用计数，当引用计数为0时，它们会被销毁。


4. property
可以在public属性中用property关键字来公开类的成员变量，比如：

1. ref class SomeObj {
   
2. public:
   
3.      property int propertyX;
   
4. };

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可能你会觉得上面的写法跟不加property貌似没有什么区别，在使用确实上是一样的，但是用property的方式其实是会去自动生成针对m_propX的默认get(),set()函数，类似下面这样：

1. ref class SomeObj {
   
2. public:
   
3.    property int propertyX{
   
4.        int get() { return mX; }
   
5.        void set(int x) { mX = x; };
   
6.    }
   
7. private:
   
8.    int mX;
   
9. };

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那property关键字的使用到底有什么实际意义呢？
首先，如果是public定义的类，那么它的public属性中只能通过property才能定义成员变量，如下这样的定义编译会出错：

1. public ref class SomeObj {
   
2. public:
   
3.      int mX; // compiler error
   
4. };

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其次，通过property可以控制成员变量的访问权限，比如只读，可读可写等，如下代码就把propertyX设置为只读了：

1. ref class SomeObj {
   
2. public:
   
3.      property int propertyX{
   
4.           int get() { return mX; }
   
5.      }
   
6. private:
   
7.    int mX;
   
8. };

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同时我们还可以自己定义成员变量的读操作或写操作，如下代码把写操作控制为只会被设置为非0的值：

1. ref class SomeObj {
   
2. public:
   
3.      property int propertyX{
   
4.         int get() { return mX; }
   
5.         void set(int x) {
   
6.             if (x != 0) mX = x;
   
7.         };
   
8.      }
   
9. private:
   
10.      int mX;
    
11. };
    

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5. 委托delegate和事件event
先看delegate的一个实例：

1. delegate void EventHandler(int x);
   
2. ref class WinRTObj sealed
   
3. {
   
4. public:
   
5.      WinRTObj() {
   
6.           eHandler = ref new EventHandler([this](int x) {
   
7.                this->mX = x;
   
8.           });
   
9.      }
   
10.      void FireEvent(int x) {
    
11.           eHandler(x);
    
12.      }
    
13.      EventHandler^ eHandler;
    
14. private:
    
15.      int mX;
    
16. };

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delegate声明的EventHandler其实功能就类似于函数指针，在WinRTObj类中我们定义了EventHandler^类型的成员变量，并在构造函数中初始化，new EventHandler时的参数是一个Lambda表达式的匿名函数，所以在FireEvent中调用eHandler(x)时，其实就会去运行这个匿名函数。


我们再把event应用到上面这个例子中，看看event有什么功能：

1. delegate void EventHandler(int x);
   
2. ref class WinRTObj sealed
   
3. {
   
4. public:
   
5.      WinRTObj() {
   
6.           eHandler += ref new EventHandler([this](int x) {
   
7.                this->mX = x;
   
8.           });
   
9.      }
   
10.      void FireEvent(int x) {
    
11.           eHandler(x);
    
12.      }
    
13.      event EventHandler^ eHandler;
    
14. private:
    
15.      int mX;
    
16. };

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上面的代码我们只是在声明eHandler时用了event关键字，同时在构造函数创建eHandler时，把"="改成了"+="。那么event增加了什么特性呢？从"+="可以看出，我们可以通过"+="向eHandler添加多个委托，如下所示：

1. WinRTObj() {
   
2.      eHandler += ref new EventHandler([this](int x) {
   
3.    this->mX = x;
   
4.      });
   
5.      eHandler += ref new EventHandler([this](int x) {
   
6.    // ......
   
7.      });
   
8.      eHandler::add(ref new EventHandler([this](int x) {
   
9.    // ......
   
10.      }));
    
11.      auto temp = eHandler::add(ref new EventHandler([this](int x) {
    
12.      
    
13.    // ......
    
14.      }));
    
15.      eHandler::remove(temp);
    
16. }

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从上面的代码可以看出，除了用"+="来添加委托外，我们还可以用add方法，同时也可以用remove方法删除已经绑定的委托。

现在大家应该明白delegate结合event的具体作用了吧。

6. partial类

partial关键字也是用来修饰class，它可以让类可以再多个地方定义同一个类，在编译的时候会自动合并。比如：

1. partial ref class N
   
2. {
   
3. public:
   
4.    int Method1();
   
5.    static int sData1;
   
6. };
   
7. ref class N
   
8. {   
   
9. public:
   
10.      void Method2();
    
11.      int mData2;
    
12. };

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有什么用呢？其实在实际开发的代码中应该很少会用到，之所以需要partial，是因为Metro UI的界面是用XAML画的，VS会把XAML传变为实际代码，因为这些UI代码跟本身开发的UI逻辑代码等是属于同一个类，所以XAML转变的那部分会被定义为partial，然后编译的时候会被自动合并。


好了，关于C++ /CX的特性就说这么多，其实这些以外/CX还有很多新特性，比如内置类型，C++模板，枚举，异常等方面都有一些新的扩展。还是那句话，本文只是个说明的引子，更全的资料参照MSDN吧。