C++：最强大的.NET语言之可访问性

CLR定义了一些用于访问存取的修饰成分，其作用超越了本地C++中类成员函数与变量的对等物（如：public、private、protected），不仅如此，甚至还能定义命名空间或嵌套类型的可访问性。为了让C++/CLI达到作为低级语言的目标，除访问性之外，它还提供了比其他CLR平台高级语言更多的控制。

　　本地C++可访问性与CLR中定义的可访问性相比，其最大不同之处在于：本地C++访问指示符通常用于限制同一程序中从其他代码访问类成员；而CLR定义的类型和成员的可访问性，不只是针对同一程序集中的其他代码，还针对从其他程序集中引用它的代码。

　　一个命名空间，或非嵌套类型，如class或delegate类型，可在类型定义之前，通过加上public或private关键字来指定程序集之外的可见度。

public ref class ReferenceType {};

　　如果显式地指定了可见度，对程序集来说，类型会被假定为私有类型（private）。

　　类成员的访问指示符同样也被扩展，以允许一起使用两个关键字来指定来自内部和外部的访问。在这两个关键字中，限制更多的一者定义了来自程序集外的访问性，而另外一个则定义了程序集内的访问性。如果只用了一个关键字，那它将同时作用于内部与外部的访问性。这种设计思想对定义类型与类成员的可访问性提供了巨大的弹性，以下是示例：

public ref class ReferenceType
{
public:
//程序集内部与外部均可见
private public:
//只对程序集内部可见
protected public:
//对程序集内所有代码可见；对外部继承类型可见
};

　　属性

　　除嵌套类型之外，CLR类型只能包含方法与字段。为了让程序员更清楚地表达代码内涵，可使用元数据来指明某特定的方法将被编程语言当作属性。严格来说，一个CLR属性是它的包含类的一个成员，然而，属性没有分配的存储空间，它只是实现属性的各自方法的一个命名引用，而不同的编译器，碰到源代码中有关属性的语法时，将会生成各自所需的元数据。这就是说，类型的使用者，可在它们的语言中使用属性语法，来访问实现属性的get和set方法。与本地C++相比，C#对属性支持最好。

public string Name
{
get
{
return m_name;
}
set
{
m_name = value;
}
}

　　C#编译器会生成对应的get_Name与set_Name方法，并且也会包含必要的元数据以指明其联系。在托管C++中，引入了关键字__property来指明一个在语义上实现属性的方法。

__property String* get_Name()
{
return m_value;
}
__property String* set_Name(String* value)
{
m_value = value;
}

　　很明显，这不是理想的情况，不但需要使用这个"难看"的__property关键字，而且此处没有任何东西清楚地指明这两个成员函数实际上的联系，这在维护期间，会导致难以捉摸的bug。C++/CLI在对属性的设计上，就显得简明多了，更接近于C#的设计，而且你还会发现，这更强大。

property String^ Name
{
String^ get()
{
return m_value;
}
void set(String^ value)
{
m_value = value;
}
}

　　这是一个非常大的改进，由编译器负责生成get_Name与set_Name方法和在此属性中声明的必要的元数据。更好的是，此属性值可对程序集外部保持只读，而对程序集内部为可写，也可以在紧接着属性名的花括号中使用访问指示符来达到这一目的。

property String^ Name
{
public:
String^ get();
private public:
void set(String^);
}

　　最后一点无关痛痒的事是，在那此不需要对属性中get和set作特殊处理的地方，也可以使用简略表示法。

property String^ Name;

　　再次提醒，编译器会生成get_Name与set_Name方法，但是这个时候，也会提供一个由private String ^ 成员变量支持的默认实现。其好处是，你可在将来某个时刻，用其他某种实现，来替换掉此处的简易属性，并且不会破坏类的接口。

　　代理

　　本地C++中的函数指针，提供了一种异步执行代码的机制，你可以存储一个函数指针，而在以后有需要的时候及时地调用，这通常用于把某算法与实现代码分开来，如在搜索中比较对象。另外，它也可在不同的线程中调用，以实现真实的异步编程。以下是一个ThreadPool类的简单示例，允许你排列一系列的函数指针，并在工作者线程中执行。

class ThreadPool
{
public:

template <typename T>
static void QueueUserWorkItem(void (T::*function)(), T* object)
{
typedef std::pair<void (T::*)(), T*> CallbackType;
std::auto_ptr<CallbackType> p(new CallbackType(function, object));

if (::QueueUserWorkItem(ThreadProc<T>,
p.get(),
WT_EXECUTEDEFAULT))
{
//ThreadProc负责删除pair.
p.release();
}
else
{
AtlThrowLastWin32();
}
}

private:

template <typename T>
static DWORD WINAPI ThreadProc(PVOID context)
{
typedef std::pair<void (T::*)(), T*> CallbackType;
std::auto_ptr<CallbackType> p(static_cast<CallbackType*>(context));
(p->second->*p->first)();
return 0;
}

ThreadPool();
};

　　在C++中使用线程池是简单兼自然的。

class Service
{
public:

void AsyncRun()
{
ThreadPool::QueueUserWorkItem(Run, this);
}

void Run()
{
//其他代码
}
}

　　很明显，ThreadPool类是非常受限的，它只能接受特定的函数指针，这只是示例本身而不是C++本身的局限性。

　　当C++程序员想要实现或得到用于异步编程的丰富库函数时，带着有此内置支持的CLR来了。"代理"与函数指针非常类似，除了针对的目标及方法属于的类型（其不能决定是否一个代理可以绑定于一个给定的方法）；只要类型匹配，方法就能被代理，并在以后调用，与上面使用C++模板来实现允许接受任何类成员函数的例子比较，这在思想上是相似的。当然，代理还提供了更多且极其有用的间接函数调用的机制，以下是在C++/CLI中定义一个代理类型的示例：

delegate void Function();

　　使用代理也非常直截了当。

ref struct ReferenceType
{
void InstanceMethod() {}
static void StaticMethod() {}
};

//创建代理并绑定到成员函数的实例
Function^ f = gcnew Function(gcnew ReferenceType, ReferenceType::InstanceMethod);

//也可绑定到静态成员函数，并结合几个代理形成代理链
f += gcnew Function(ReferenceType::StaticMethod);

//调用函数
f();

　　结束语

　　关于C++/CLI，真是说上几天也说不完，新的语言设计提供了空前的威力和绝无仅有的"优雅"语法，并且可在不牺牲简洁性、编程效率、执行效率的情况下，完全地使用C++来编写丰富的 .NET应用程序。