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Colecciones con C++/WinRT

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Internamente, una colección de Windows Runtime tiene muchas partes móviles complicadas. Pero cuando quieres pasar un objeto de colección a una función de Windows Runtime o implementar tus propias propiedades de la colección y los tipos de colección, existen funciones y clases base en C++/WinRT para ayudarte. Estas características te quitan la complejidad de las manos y te ahorran una gran sobrecarga en tiempo y esfuerzo.

IVector es la interfaz de Windows Runtime que implementa cualquier colección de elementos de acceso aleatorio. Si tuvieras que implementar IVector tú mismo, también tendrías que implementar IIterable, IVectorView e IIterator. Aunque necesites un tipo de colección personalizada, eso es mucho trabajo. Pero si tienes datos en un std::vector (o un std::map, o un std::unordered_map) y lo único que quieres hacer es pasarlos a una API de Windows Runtime, preferirás evitar ese nivel de trabajo, si es posible. Y evitarlo es posible, porque C++/WinRT le ayuda a crear colecciones de forma eficaz y con poco esfuerzo.

Consulta también Controles de elementos XAML; enlazar a una colección C++/WinRT

Funciones auxiliares en colecciones

Colección de uso general, vacía

En esta sección se describe el escenario en el que se quiere crear una colección que inicialmente está vacía; y rellenarla después de crearla.

Para recuperar un nuevo objeto de un tipo que implementa una colección de uso general, puedes llamar a la plantilla de función winrt::single_threaded_vector. El objeto se devuelve como IVector, y esa es la interfaz a través de la que se llama a las funciones y propiedades del objeto devuelto.

Si quieres copiar y pegar los ejemplos de código siguientes directamente en el archivo de código fuente principal de un proyecto de aplicación de consola de Windows (C++/WinRT) , establece primero No utilizar encabezados precompilados en las propiedades del proyecto.

// main.cpp
#include <winrt/Windows.Foundation.Collections.h>
#include <iostream>
using namespace winrt;

int main()
{
    winrt::init_apartment();

    Windows::Foundation::Collections::IVector<int> coll{ winrt::single_threaded_vector<int>() };
    coll.Append(1);
    coll.Append(2);
    coll.Append(3);

    for (auto const& el : coll)
    {
        std::cout << el << std::endl;
    }

    Windows::Foundation::Collections::IVectorView<int> view{ coll.GetView() };
}

Como puedes ver en el ejemplo de código anterior, después de crear la colección puedes anexar elementos, iterar en ellos y, en general, tratar el objeto como lo harías con cualquier objeto de colección de Windows Runtime que hayas recibido de una API. Si necesitas una vista inmutable de la colección, puedes llamar a IVector::GetView, tal y como se muestra. El patrón que se muestra antes (de creación y consumo de una colección) es adecuado para escenarios sencillos en los que quiere pasar datos a una API u obtener datos de ella. Puedes pasar un IVector o un IVectorView, allí donde se espere un IIterable.

En el ejemplo de código anterior, la llamada a winrt::init_apartment inicializa el subproceso en Windows Runtime; de forma predeterminada, en un apartamento multiproceso. La llamada también inicializa COM.

Colección de uso general, preparada a partir de datos

En esta sección se describe el escenario en el que se quiere crear una colección y rellenarla al mismo tiempo.

Puedes evitar la sobrecarga de las llamadas a Append en el ejemplo de código anterior. Puede que ya tengas los datos de origen o quizás prefieras rellenar los datos de origen antes de crear el objeto de colección de Windows Runtime. Aquí te mostramos cómo hacerlo.

auto coll1{ winrt::single_threaded_vector<int>({ 1,2,3 }) };

std::vector<int> values{ 1,2,3 };
auto coll2{ winrt::single_threaded_vector<int>(std::move(values)) };

for (auto const& el : coll2)
{
    std::cout << el << std::endl;
}

Puedes pasar un objeto temporal que contenga los datos a winrt::single_threaded_vector, igual que con coll1, anteriormente. O puedes mover un std::vector (suponiendo que no vuelvas a acceder a él) a la función. En ambos casos, se pasa un rvalue a la función. Esto permite que el compilador sea eficiente y no haya que copiar los datos. Si quieres saber más sobre rvalues, consulta Categorías de valor y referencias a ellas.

Si quieres enlazar un control de elementos XAML a la colección, puedes hacerlo. Pero ten en cuenta que para establecer correctamente la propiedad ItemsControl.ItemsSource, has de establecerla en un valor de tipo IVector de IInspectable (o de un tipo de interoperabilidad tal como IBindableObservableVector).

Este es un ejemplo de código que genera una colección de un tipo adecuado para el enlace y le anexa un elemento. Puedes encontrar el contexto para este ejemplo de código en Controles de elementos XAML; enlazar a una colección C++/WinRT.

auto bookSkus{ winrt::single_threaded_vector<Windows::Foundation::IInspectable>() };
bookSkus.Append(winrt::make<Bookstore::implementation::BookSku>(L"Moby Dick"));

Puedes crear una colección de Windows Runtime a partir de datos y obtener una vista de ellos lista para pasarla a una API, todo ello sin tener que copiar nada.

std::vector<float> values{ 0.1f, 0.2f, 0.3f };
Windows::Foundation::Collections::IVectorView<float> view{ winrt::single_threaded_vector(std::move(values)).GetView() };

En los ejemplos anteriores, la colección que se crea puede enlazarse a un control de elementos XAML; pero la colección no es observable.

Colección observable

Para recuperar un nuevo objeto de un tipo que implementa una colección observable, puedes llamar a la plantilla de función winrt::single_threaded_observable_vector con cualquier tipo de elemento. Pero para hacer una colección observable adecuada para unirse a un control de elementos XAML, utiliza IInspectable como tipo de elemento.

El objeto se devuelve como IObservableVector, y esa es la interfaz a través de la que el usuario (o el control al que está enlazado) llama a las funciones y propiedades del objeto devuelto.

auto bookSkus{ winrt::single_threaded_observable_vector<Windows::Foundation::IInspectable>() };

Para obtener más detalles, y ejemplos de código, sobre cómo enlazar los controles de la interfaz de usuario (UI) con una colección observable, consulta Controles de elementos XAML; enlazar a una colección C++/WinRT.

Colección asociativa (mapa)

Hay versiones de colección asociativa de las dos funciones que hemos analizado.

También puedes preparar estas colecciones con datos pasando a la función un rvaluede tipo std::map o std::unordered_map

auto coll1{
    winrt::single_threaded_map<winrt::hstring, int>(std::map<winrt::hstring, int>{
        { L"AliceBlue", 0xfff0f8ff }, { L"AntiqueWhite", 0xfffaebd7 }
    })
};

std::map<winrt::hstring, int> values{
    { L"AliceBlue", 0xfff0f8ff }, { L"AntiqueWhite", 0xfffaebd7 }
};
auto coll2{ winrt::single_threaded_map<winrt::hstring, int>(std::move(values)) };

Uniproceso

El término "uniproceso" en los nombres de estas funciones indica que no ofrecen ninguna simultaneidad; en otras palabras, no son seguras para subprocesos. La mención de subprocesos no está relacionada con los apartamentos, porque los objetos devueltos desde estas funciones son todos ágiles (ver Objetos ágiles en C++/WinRT). Solo se trata de que los objetos son uniproceso. Y eso es completamente adecuado si tan solo quieres pasar datos de una manera u otra a través de la interfaz binaria de aplicaciones (ABI).

Clases base en colecciones

Si, para una completa flexibilidad, quieres implementar tu propia colección personalizada, querrás evitar hacerlo de la manera más difícil. Por ejemplo, este es el aspecto que tendría una vista vectorial personalizada sin ayuda de las clases base de C++/WinRT.

...
using namespace winrt;
using namespace Windows::Foundation::Collections;
...
struct MyVectorView :
    implements<MyVectorView, IVectorView<float>, IIterable<float>>
{
    // IVectorView
    float GetAt(uint32_t const) { ... };
    uint32_t GetMany(uint32_t, winrt::array_view<float>) const { ... };
    bool IndexOf(float, uint32_t&) { ... };
    uint32_t Size() { ... };

    // IIterable
    IIterator<float> First() const { ... };
};
...
IVectorView<float> view{ winrt::make<MyVectorView>() };

En su lugar, resulta mucho más fácil derivar la vista vectorial personalizada desde la plantilla de estructura winrt::vector_view_base y simplemente implementar la función get_container para exponer el contenedor que contiene los datos.

struct MyVectorView2 :
    implements<MyVectorView2, IVectorView<float>, IIterable<float>>,
    winrt::vector_view_base<MyVectorView2, float>
{
    auto& get_container() const noexcept
    {
        return m_values;
    }

private:
    std::vector<float> m_values{ 0.1f, 0.2f, 0.3f };
};

El contenedor devuelto por get_container debe proporcionar la interfaz begin y end que winrt::vector_view_base espera. Como se muestra en el ejemplo anterior, std::vector la proporciona. Pero puedes devolver cualquier contenedor que cumpla el mismo contrato, incluido tu propio contenedor personalizado.

struct MyVectorView3 :
    implements<MyVectorView3, IVectorView<float>, IIterable<float>>,
    winrt::vector_view_base<MyVectorView3, float>
{
    auto get_container() const noexcept
    {
        struct container
        {
            float const* const first;
            float const* const last;

            auto begin() const noexcept
            {
                return first;
            }

            auto end() const noexcept
            {
                return last;
            }
        };

        return container{ m_values.data(), m_values.data() + m_values.size() };
    }

private:
    std::array<float, 3> m_values{ 0.2f, 0.3f, 0.4f };
};

Estas son las clases base que C++/WinRT ofrece para ayudarte a implementar colecciones personalizadas.

winrt::vector_view_base

Vea los ejemplos de código anteriores.

winrt::vector_base

struct MyVector :
    implements<MyVector, IVector<float>, IVectorView<float>, IIterable<float>>,
    winrt::vector_base<MyVector, float>
{
    auto& get_container() const noexcept
    {
        return m_values;
    }

    auto& get_container() noexcept
    {
        return m_values;
    }

private:
    std::vector<float> m_values{ 0.1f, 0.2f, 0.3f };
};

winrt::observable_vector_base

struct MyObservableVector :
    implements<MyObservableVector, IObservableVector<float>, IVector<float>, IVectorView<float>, IIterable<float>>,
    winrt::observable_vector_base<MyObservableVector, float>
{
    auto& get_container() const noexcept
    {
        return m_values;
    }

    auto& get_container() noexcept
    {
        return m_values;
    }

private:
    std::vector<float> m_values{ 0.1f, 0.2f, 0.3f };
};

winrt::map_view_base

struct MyMapView :
    implements<MyMapView, IMapView<winrt::hstring, int>, IIterable<IKeyValuePair<winrt::hstring, int>>>,
    winrt::map_view_base<MyMapView, winrt::hstring, int>
{
    auto& get_container() const noexcept
    {
        return m_values;
    }

private:
    std::map<winrt::hstring, int> m_values{
        { L"AliceBlue", 0xfff0f8ff }, { L"AntiqueWhite", 0xfffaebd7 }
    };
};

winrt::map_base

struct MyMap :
    implements<MyMap, IMap<winrt::hstring, int>, IMapView<winrt::hstring, int>, IIterable<IKeyValuePair<winrt::hstring, int>>>,
    winrt::map_base<MyMap, winrt::hstring, int>
{
    auto& get_container() const noexcept
    {
        return m_values;
    }

    auto& get_container() noexcept
    {
        return m_values;
    }

private:
    std::map<winrt::hstring, int> m_values{
        { L"AliceBlue", 0xfff0f8ff }, { L"AntiqueWhite", 0xfffaebd7 }
    };
};

winrt::observable_map_base

struct MyObservableMap :
    implements<MyObservableMap, IObservableMap<winrt::hstring, int>, IMap<winrt::hstring, int>, IMapView<winrt::hstring, int>, IIterable<IKeyValuePair<winrt::hstring, int>>>,
    winrt::observable_map_base<MyObservableMap, winrt::hstring, int>
{
    auto& get_container() const noexcept
    {
        return m_values;
    }

    auto& get_container() noexcept
    {
        return m_values;
    }

private:
    std::map<winrt::hstring, int> m_values{
        { L"AliceBlue", 0xfff0f8ff }, { L"AntiqueWhite", 0xfffaebd7 }
    };
};

API importantes