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接口
某些时候,让不相关的类分享一组公有成员,以便产生相同的行为,是非常有用的。一个最基本的方法可能是通过一个公共的基类来定义它们,但这种方法太受局限,因为它要求这些类通过继续而互相关联,另外,它们也许还有着各自的基类,且CLI类型只支持单一类继续。
C++/CLI提供了一种方法,可利用多个类实现一组通用的功能,这就是我们通称的"接口",而一个接口则是一组成员函数的声明。要注重,这些函数只是声明,没有定义,也就是说,一个接口定义了一个由抽象函数组成的类型--这些函数实际上是纯虚函数,且在适当的时候,这些函数由客户类来实现。一个接口可答应不相关的类用同一名称和类型,实现同一功能,而无须要求这些类分享公共基类。在例1中演示了怎样定义一个接口。
例1:
using namespace System;
public interface class ICollection
{
void Put(Object^ o); //隐式public abstract
Object^ Get(); //隐式public abstract
};
一个接口的定义看上去非常像一个类,除了用interface取代了ref或value,所有的函数都没有函数体,且均隐式为public和abstract。按照通常的约定,一个接口名带有起始字母I,后再接一个大写字母。(接口类与接口结构是等价的。)与类相似,一个接口也能有public或private访问可见性。
一个接口能有一个或多个"基接口",在这种情况下,它将继续这些接口中的所有抽象函数,例如,在例2中,接口I2显式继续自I1,而I3显式继续自I1与I2,并通过I2隐式继续自I1。
例2:
interface class I1 { /* ... */ };
interface class I2 : I1 { /* ... */ };
interface class I3 : I1, I2 { /* ... */ };
一个类可像从基类继续时那样,来实现一个接口,见例3。
例3:
public ref class List : ICollection
{
public:
void Put(Object^ o)
{
// ...
}
Object^ Get()
{
// ...
}
// ...
};
一个类能实现一个以上的接口,在这种情况下,必须使用逗号来分隔接口列表,顺序倒不是很重要。当然,一个类在实现一个或多个接口时,也能显式地带有一个基类,在这种情况下,基类通常(但不是必须)写在最前面。
假如一个类实现了一个接口,但没有定义接口中所有的函数,这个类就必须声明为abstract。当然了,任何从抽象类继续而来的类也是抽象类,除非定义了之前的这些抽象函数。
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接口不提供多重继续,与此相比,一个CLI类也只能有一个基类,然而,接口却提供某种与多重类继续相似的功能,但概念与之完全不同,例如,一个类不能从接口中继续函数定义;接口继续体系是独立于类继续体系的--实现同一接口的类也许会、但也许不会通过类继续体系相互关联。
例4演示了一个类:Queue,其与List无关联(但除了这个外,两者都是从Object继续而来的),两者都实现了同一接口。
例4:
public ref class Queue : ICollection
{
public:
void Put(Object^ o)
{
// ...
}
Object^ Get()
{
// ...
}
// ...
};
现在,可用它来编写处理参数为List或Queue的函数了,如例5。
例5:
ref class Item { /* ... */ };
void ProcessCollection(ICollection^ c);
int main()
{
List^ myList = gcnew List;
Queue^ myQueue = gcnew Queue;
ProcessCollection(myList);
ProcessCollection(myQueue);
}
void ProcessCollection(ICollection^ c)
{
Item^ x = gcnew Item();
/*1*/ c-Put(x);
/*2*/ x = static_castItem^(c-Get());
}
在标号1与2中,为访问底层的List或Queue,使用了一个指向接口的句柄c,由此,你可传递给ProcessCollection一个指向任意对象的句柄,只要它的类实现了这个接口,或者它是从实现了这个接口的类继续而来的。
例6演示了一个包含只读属性X、只写属性Y、读写属性Z的接口,对读写属性来说,get与set声明的顺序并不重要。
例6:
public interface class IProperties
{
property int X { int get(); }
property String^ Y { void set(String^ value); }
property Object^ Z { Object^ get(); void set(Object^ value); }
};
一个接口的成员,可以为静态数据成员、实例或静态函数、静态构造函数、实例或静态属性、实例或静态事件、操作符函数、或任意的嵌套类型。
一般来说,我们会用for each语句来枚举集合中的所有元素,要对集合中的每个元素逐个进行操作,可使用如下语法:
for each (表达式形式的类型标识符)
嵌入语句
表达式类型必须为一个"集合类型",假如要成为一个集合类型,这个类型必须实现接口System::Collections::IEnumerable,如例7中所定义。
例7:
public interface class IEnumerable
{
IEnumerator^ GetEnumerator();
};
正如大家所见,GetEnumerator返回一个指向IEnumerator的句柄,如例8中所定义。
例8:
public interface class IEnumerator
{
bool MoveNext();
void Reset();
property Object^ Current { Object^ get(); }
};
System::Array为一个集合类型,因为所有的CLI数组类型都继续自System::Array,所以,任何数组类型表达式都可以作为for each语句中的表达式。在例9的标号1中,for each用于遍历一个int数组,标号2中的处理过程也一样,但直接使用了枚举器。
例9:
using namespace System;
using namespace System::Collections;
int main()
{
arrayint^ ary = gcnew arrayint{10, 20, 30, 40};
/*1*/ for each (int i in ary)
{
Console::Write(" {0}", i);
}
Console::WriteLine();
/*2*/ IEnumerator^ ie = ary-GetEnumerator();
while (ie-MoveNext())
{
Console::Write(" {0}", static_castint(ie-Current));
}
Console::WriteLine();
}
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就像函数能用一个或多个类型表示符来定义一样,类型也可以这样来定义。假如有这样一种情况,某种类型建模了一个"数组",其可使用下标来访问每个元素,这样的类型往往被称为"向量",实现一个向量之后,可以保存一组int、一组double、或一组用户自定义类型的元素。然而,正是因为每种类型实现的代码对类型中的元素来说,都是唯一的,因此,可使用泛型机制来定义一个向量类型,并创建特定类型的实例。例10就是这样的一个例子。
例10:
generic typename T
public ref class Vector
{
int length;
/*1*/ arrayT^ vector;
public:
property int Length
{
int get() { return length; }
private:
void set(int value) { length = value; }
}
/*2*/ property T default[int]
{
T get(int index) { return vector[index]; }
void set(int index, T value) { vector[index] = value; }
}
Vector(int vectorLength, T initValue)
{
Length = vectorLength;
vector = gcnew arrayT(Length);
for (int i = 0; i Length; ++i)
{
/*3*/ this[i] = initValue;
}
/*4*/ //for each (T element in vector)
//{
// element = initValue;
/