最近学了C++/CLI，也写了一些小玩意儿体验了它的强大，昨天开始筹划将以前的弯管机的模拟程序用C++/CLI重写。

基本思路是将底层3D部分和上层GUI图形界面部分大体分离。最原始的做法是写一个C++的类，然后定义一些接口，然后用C++/CLI写一个Wrapper，然后用C#进行调用。这种做法其实不是很好，增加了很大的工作量，而且在写Wrapper的时候难免有很多重复性的赋值代码。

第二种思路就是直接用C++/CLI开始写，将Native部分和Managed部分合并在一块儿写。当然C++/CLI有一些限制，不能在托管类里面直接嵌套非托管类，只能有非托管类的指针等等。这个限制带来的最大的不好是osg::ref_ptr，也就是OpenSceneGraph里面的智能指针无法使用了，因为他是一个类型，不能直接嵌入到托管类里面，所以类似下面的语法是错误的：

ref class ManagedClass
{
    osg::ref_ptr node;
}

当然这样写是正确的：

ref class ManagedClass
{
    osg::Node* node;
}

但这样就失去了智能指针的保护，很容易造成内存泄露，所以当务之急是需要写一个智能指针来代替osg::ref_ptr，但基本上要保持功能的不变。OpenSceneGraph的引用类都是继承与osg::Object，而osg::Object又是继承于osg::Reference。所以这些引用类都有ref()和unref()方法，用于增加和减少ReferenceCount，当ReferenceCount=0时，就自动delete了。

参考osg::ref_ptr并去掉这个类中不常用的部分，写了一个smart_ptr类，完成了智能指针的任务：

//! OpenSceneGraph managed smart_ptr.
template
public ref class smart_ptr
{
public:
typedef T element_type;

smart_ptr() : _ptr(0) {}
smart_ptr(T* ptr) : _ptr(ptr) { if (_ptr) _ptr->ref(); }
smart_ptr(const smart_ptr% rp) : _ptr(rp._ptr) { if (_ptr) _ptr->ref(); }

~smart_ptr() { if (_ptr) _ptr->unref();  _ptr = 0; }

smart_ptr% operator = (const smart_ptr% rp)
{
if (_ptr==rp._ptr) return *this;
T* tmp_ptr = _ptr;
_ptr = rp._ptr;
if (_ptr) _ptr->ref();
// unref second to prevent any deletion of any object which might
// be referenced by the other object. i.e rp is child of the
// original _ptr.
if (tmp_ptr) tmp_ptr->unref();
return *this;
}

inline smart_ptr% operator = (T* ptr)
{
if (_ptr==ptr) return *this;
T* tmp_ptr = _ptr;
_ptr = ptr;
if (_ptr) _ptr->ref();
// unref second to prevent any deletion of any object which might
// be referenced by the other object. i.e rp is child of the
// original _ptr.
if (tmp_ptr) tmp_ptr->unref();
return *this;
}

//T% operator*()  { return *_ptr; }
T* operator->()  { return _ptr; }
T* get()  { return _ptr; }

bool operator!()    { return _ptr==0; } // not required
bool valid()        { return _ptr!=0; }

T* release() { T* tmp=_ptr; if (_ptr) _ptr->unref_nodelete(); _ptr=0; return tmp; }

private:
T* _ptr;
};

如此这般折腾以后，终于可以在托管类中间使用智能指针了：

public ref class Scene
{
protected:

smart_ptr gc;
smart_ptr root;
smart_ptr viewer;
smart_ptr camera;
....

跨越了智能指针的障碍以后，还有很多问题有待于解决。像osg::Vec3这些常用类只能重写以便于调用。像查找节点FindNode这种函数：

ref class NodeFound
{
public:
String^ name;
smart_ptr osgNode;
};

NodeFound^ FindNode(String^ name)
{
FindNodeVisitor findNodeVisitor;
findNodeVisitor.name=MarshalString(name);
root->accept(findNodeVisitor);
if(findNodeVisitor.node==NULL) throw gcnew Exceptions::NodeNotFoundExpection();

NodeFound^ nodeFound=gcnew NodeFound();
nodeFound->name=name;
nodeFound->osgNode=findNodeVisitor.node;
return nodeFound;

return nullptr;
}

只能定义一个新的结构作为返回值，否则C#语言无法使用，因为它不能解析一个智能指针。……或许，还有别的方法可以用吧，比如用IntPtr这种，但可能又会脱离了智能指针的保护，变的危险起来。