ТИПЫ ДАННЫХ

Любые данные, т. е. константы, переменные, свойства, значения функций или выражения, в Object Pascal характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, которые может иметь тот или иной объект, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Кроме того, тип определяет также и формат внутреннего представления данных в памяти ПК.

Object Pascal характеризуется разветвленной структурой типов данных (рис. 7.1). В языке предусмотрен механизм создания новых типов, благодаря чему общее количество используемых в программе типов может быть сколь угодно большим.

В этой и четырех последующих главах приводится подробное описание всех типов.

К простым типам относятся порядковые, вещественные типы и тип дата-время.

Тип дата-время предназначен для хранения даты и времени. Фактически для этих целей он использует вещественный формат.

7.1.1. Порядковые типы

К порядковым типам относятся (см. рис. 7.1) целые, логические, символьный, перечисляемый и тип-диапазон. К любому из них применима функция Ord(x), которая возвращает порядковый номер значения выражения X.

pred(x) - возвращает предыдущее значение порядкового типа (значение, которое соответствует порядковому номеру

succ (X) - возвращает следующее значение порядкового типа, которое соответствует порядковому номеру ord (X) +1, т. е.

Ord(Succ(X)) = Ord(X) + 1.

то функция PRED(C) вернет символ '4', а функция SUCC(C) - символ '6'.

Если представить себе любой порядковый тип как упорядоченное множество значений, возрастающих слева направо и занимающих на числовой оси некоторый отрезок, то функция pred(x) не определена для левого, a succ (X) - для правого конца этого отрезка.

При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться “вложенностью” типов, т. е. везде, где может использоваться word, допускается использование Byte (но не наоборот), в Longint “входит” Smallint, который, в свою очередь, включает в себя Shortint.

Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен в табл. 7.2. Буквами b, s, w, i, l обозначены выражения соответственно типа Byte, Shortint, Word, Integer И Longint,

х - выражение любого из этих типов; буквы vb, vs, vw, vi, vl, vx обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр.

Например, при прогоне следующей программы на экране появится значение 0:

Если активизировать переключатель project | options | Compiler I Range checking и повторить компиляцию с помощью Project | Build All, компилятор вставит в программу код проверки переполнения и при прогоне программы возникнет исключительная ситуация, которую при желании можно соответствующим образом обработать. Замечу, что, если изменить программу следующим образом:

переполнения не произойдет, т. к. 32-разрядный компилятор версий Delphi 32 автоматически преобразует операнды выражения k+i к 4-байтным величинам.

Логические типы. К логическим относятся типы Boolean, ByteBool, Bool, wordBool и LongBool. В стандартном Паскале определен только тип Boolean, остальные логические типы введены в Object Pascal для совместимости с Windows: типы Boolean и ByteBool занимают по одному байту каждый, Bool и WordBool - по 2 байта, LongBool - 4 байта. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант False (ложь) или True (истина). Для них справедливы правила:

Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе цикла счетного типа, например:

begin

Однако необходимо помнить, что в Delphi 32 для Boolean значение

Ord (True) = +1, В ТО Время как для других типов (Bool, WordBool И Т.Д.)

L: Bool;

begin

for L := False to True do ShowMessage ('--);

end; __

Символы с кодами 0...31 относятся к служебным кодам. Если эти коды используются в символьном тексте программы, они считаются пробелами.

К типу char применимы операции отношения, а также встроенные функции:

Сhr (в) - функция типа char; преобразует выражение в типа Byte в символ и возвращает его своим значением;

UpCase(CH) - функция типа char; возвращает прописную букву, если сн - строчная латинская буква, в противном случае возвращает сам символ сн (для кириллицы возвращает исходный символ).

Перечисляемый тип. Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками, например:

Применение перечисляемых типов делает программы нагляднее. Если, например, в программе используются данные, связанные с месяцами года, то такой фрагмент программы:

ТипМесяц=(янв,фев,мар,апр,май,июн,июл,авг,сен,окт,ноя,дек);

был бы, согласитесь, очень наглядным. Увы! В Object Pascal нельзя использовать кириллицу в идентификаторах, поэтому мы вынуждены писать так:

type

month: TypeMonth;

if month = aug then

Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение в списке получает порядковый номер О, второе - 1 и т. д. Максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений, поэтому фактически перечисляемый тип задает некоторое подмножество целого типа word и может рассматриваться как компактное объявление сразу группы целочисленных констант со значениями 0, 1 и т. д.

Использование перечисляемых типов повышает надежность программ благодаря возможности контроля тех значений, которые получают соответствующие переменные. Пусть, например, заданы такие перечисляемые типы:

type

С точки зрения мощности и внутреннего представления все три типа эквивалентны:

Однако если определены переменные

то допустимы операторы

но недопустимы

Как уже упоминалось, между значениями перечисляемого типа и множеством целых чисел существует однозначное соответствие, задаваемое функцией Ord(X). В Object Pascal допускается и обратное преобразование: любое выражение типа Word можно преобразовать в значение перечисляемого типа, если только значение целочисленного выражения не превышает мощности этого типа. Такое преобразование достигается применением автоматически объявляемой функции с'именем перечисляемого типа. Например, для рассмотренного выше объявления типов эквивалентны следующие присваивания:

Разумеется, присваивание

будет недопустимым, т. к. перечисляемому типу нельзя присвоить целое значение.

Переменные любого перечисляемого типа можно объявлять без предварительного описания этого типа, например:

Тип-диапазон задается границами своих значений внутри базового типа:

<мин.знач.>..<макс.знач.>

Тип-диапазон не обязательно описывать в разделе type, а можно указывать непосредственно при объявлении переменной, например:

var

При определении типа-диапазона нужно руководствоваться следующими правилами:

• два символа “..” рассматриваются как один символ, поэтому жду ними недопустимы пробелы;
• левая граница диапазона не должна превышать его правую границу.

Тип-диапазон наследует все свойства своего базового типа, но с ограничениями, связанными с его меньшей мощностью. В частности, если определена переменная

days = (то,tu,we,th,fr,sa,su);

to ord(w) вернет значение 5, в то время как pred(W) приведет к ошибке.

В стандартную библиотеку Object Pascal включены две функции, поддерживающие работу с типами-диапазонами:

High(X) - возвращает максимальное значение типа-диапазона, к которому принадлежит переменная х;

7.1.2. Вещественные типы

В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа.

Мантисса m имеет длину от 23 (для single) до 63 (для Extended) двоичных разрядов, что и обеспечивает точность 7...8 для single и 19...20 для Extended десятичных цифр. Десятичная точка (запятая) подразумевается перед левым (старшим) разрядом мантиссы, но при действиях с числом ее положение сдвигается влево или вправо в соответствии с двоичным порядком числа, хранящимся в экспоненциальной части, поэтому действия над вещественными числами называют арифметикой с плавающей точкой (запятой).

Отметим, что арифметический сопроцессор всегда обрабатывает числа в формате Extended, а три других вещественных типа в этом случае получаются простым усечением результатов до нужных размеров и применяются в основном для экономии памяти.

Например, если “машинное эпсилон” (см. пример п. 5.4.3) вычисляется с помощью такой программы:

Epsilon := 1;

while l+Eps4.1on/2 > 1 do

Epsilon := Epsilon/2;

IbOutput.Caption := FloatToStr(Epsilon)

то независимо от объявления типа RealType (он может быть single, Real, Double или Extended) на печать будет выдан результат

1.08420217248550Е-0019

что соответствует типу Extended. Происходит это по той причине, что все операнды вещественного выражения 1+Epsilon/2 в операторе while перед вычислением автоматически преобразуются к типу Extended. Чтобы получить правильный результат, программу необходимо изменить следующим образом:

Epsilon := 1;

until Epsl = 1;

IbOutput.Caption := FloatToStr(2*Epsilon)

Для работы с вещественными данными могут использоваться встроенные математические функции, представленные в табл. 7.5. В этой таблице Real означает любой вещественный тип, integer - любой целый тип.

Начиная с версии 2 в Delphi включен модуль Match, который существенно расширяет перечисленный в табл. 7.5 набор встроенных математических функций. Особенностью реализации содержащихся в нем почти 70 функций и процедур является их оптимизация для работы с арифметическим сопроцессором класса Pentium, так что все они производят необходимые вычисления за рекордно малое время.

Исходный текст содержится в файле файле Source\Rtl\Sys\Match.pas каталога размещения Delphi. В прил. 3 перечисляются подпрограммы модуля Match.

7.1.3. Тип дата-время

Тип дата-время определяется стандартным идентификатором TDateTime и предназначен для одновременного хранения и даты, и времени. Во внутреннем представлении он занимает 8 байт и подобно currency представляет собой вещественное число с фиксированной дробной частью: в целой части числа хранится дата, в дробной - время. Дата определяется как количество суток, прошедших с 30 декабря 1899 года, а время - как часть суток, прошедших с 0 часов, так что значение 36444,837 соответствует дате 11.10.1999 и времени 20:05. Количество суток может быть и отрицательным, однако значения меньшие -693594 (соответствует дате 00.00.0000 от Рождества Христова) игнорируются функциями преобразования даты к строковому типу.

Над данными типа TDateTime определены те же операции, что и над вещественными числами, а в выражениях этого типа могут участвовать константы и переменные целого и вещественного типов.

Для работы с датой и временем используются подпрограммы, перечисленные в табл. 7.6.

Более полный перечень функций преобразования даты и времени в строку символов и обратно указан в п. 7.3.1.

IbOutput.Caption := DateToStr(Date + 21);

Time + StrToTime('1:30')

ИЛИ

Time+1.5/24

С помощью показанного ниже обработчика bbRunciick учебной программы вы сможете ввести в строке ввода любое вещественное число и посмотреть его интерпретацию как значение типа

begin

except

edinput.SelectAll ;

Exit

IbOutput. Caption := ForrnatDateTime

('dd.mm.yyyy hh:mm:ss', k);

end;

В целях совместимости со стандартным Паскалем в Object Pascal разрешается перед описанием структурированного типа ставить зарезервированное слово packed, предписывающее компилятору по возможности экономить память, отводимую под объекты структурированного типа; но компилятор фактически игнорирует это указание: “упаковка” данных в Object Pascal осуществляется автомата- ;

чески везде, где это возможно.

7.2.1. Массивы

Массивы в Object Pascal во многом схожи с аналогичными типами данных в других языках программирования. Отличительная особенность массивов заключается в том, что все их компоненты суть данные одного типа (возможно, структурированного). Эти компоненты можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием его порядкового номера, например:

digit = array [0..9] of Char;

m : matrix;

d : digit;

i : integer;

Здесь <имя типа> - правильный идентификатор; array, of - зарезервированные слова {массив, из); <сп.инд.типов> - список из одного или нескольких индексных типов, разделенных запятыми; квадратные скобки, обрамляющие список, - требование синтаксиса;

<тип> - любой тип Object Pascal.

В качестве индексных типов в Object Pascal можно использовать любые порядковые типы, имеющие мощность не более 2 Гбайт (т. е. Кроме LongWord И Int64)

Определить переменную как массив можно и непосредственно при описании этой переменной, без предварительного описания типа массива, например:

a,b : array [1..10] of Real;

Обычно в качестве индексного типа используется тип-диапазон, в котором задаются границы изменения индексов. Так как тип <тип>, идущий в описании массива за словом of, - любой тип Object Pascal, то он может быть, в частности, и другим массивом, например:

mat = array [0..5] of array [-2..2] of array [Char] of Byte;

Глубина вложенности структурированных типов вообще, а следовательно, и массивов - произвольная, поэтому количество элементов в списке индексных типов (размерность массива) не ограничено, однако суммарная длина внутреннего представления любого массива не может быть больше 2 Гбайт. В памяти ПК элементы массива следуют друг за другом так, что при переходе от младших адресов к старшим наиболее быстро меняется самый правый индекс массива.

Если, например,

а[1,1] := 1;

а[2,2] := 4;

В Object Pascal можно одним оператором присваивания передать все элементы одного массива другому массиву того же типа, например:

a,b : array [1..5] of Single;

После этого присваивания все пять элементов массива а получат те же значения, что и в массиве в. Замечу, что объявление

а := b;

вызовет сообщение об ошибке.

Над массивами не определены операции отношения. Нельзя, например, записать

a,b : array [1..5] of Single;

eq : Boolean;

end.

В версии Delphi 4 впервые введены так называемые динамические массивы. При объявлении таких массивов в программе не следует указывать границы индексов:

В этом примере динамический массив а имеет одно измерение, массив в - два и массив с - три измерения. Распределение памяти и указание границ индексов по каждому измерению динамических массивов осуществляется в ходе выполнения программы путем инициации массива с помощью функции setLength. В ходе выполнения такого оператора:

SetLength(А,3);

одномерный динамический массив а будет инициирован, т. е. получит память, достаточную для размещения трех целочисленных значений. Нижняя граница индексов по любому измерению динамического массива всегда равна 0, поэтому верхней границей индексов для а станет 2.

Фактически идентификатор динамического массива ссылается на указатель (см. гл. 9), содержащий адрес первого байта памяти, выделенной для размещения массива. Поэтому для освобождения этой памяти достаточно присвоить идентификатору значение nil (другим способом является использование процедуры Finalize):

Finalize(В);

При изменении длины уже инициированного динамического массива по какому-либо его измерению сначала резервируется нужная для размещения нового массива память, затем элементы старого массива переносятся в новый, после чего освобождается память, выделенная прежнему массиву. Чтобы сократить дополнительные затраты времени, связанные с изменением границ большого динамического массива, следует сразу создать массив максимальной длины.

В многомерных массивах сначала устанавливается длина его первого измерения, затем второго, третьего и т. д. Например:

SetLength(A,3) ;

SetLength(A[0],3) ;

SetLength(A[l],3) ;

SetLength(A[2] ,3) ;

Обратите внимание: в отличие от обычных массивов стандартного Паскаля (и Object Pascal), динамические массивы могут иметь разную длину по второму и следующим измерениям. В предыдущем примере определен квадратный массив 3х3. Однако ничто не мешает нам создать, например, треугольный массив:

A: array of array of array of Real;

7.2.2. Записи

Структура объявления типа записи такова:

Здесь <имя типа> - правильный идентификатор; record/ end - зарезервированные слова {запись, конец); <сп.полей> - список полей; представляет собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запятой.

Каждый раздел записи состоит из одного или нескольких идентификаторов полей, отделяемых друг от друга запятыми. За идентификатором (идентификаторами) ставится двоеточие и описание типа поля (полей), например:

Year : Word end;

В этом примере тип BirthDay (день рождения) есть запись с полями Day, Month и Year (день, месяц и год); переменные а и в содержат записи типа BirthDay.

Как и в массиве, значения переменных типа записи можно присваивать другим переменным того же типа, например

а := b;

a.day := 27;

b.year := 1939;

Year : Word end;

Bd : BirthDay end;

if c.Bd.Year = 1989 then ... end.

Чтобы упростить доступ к полям записи, используется оператор присоединения with:

Здесь with, do - зарезервированные слова (с, делать);

<переменная> - имя переменной типа запись, за которой, возможно,

с.Bd.Month := 9;

Это эквивалентно

Object Pascal разрешает использовать записи с так называемыми вариантными полями, например:

EntryDate : 1..31;

Замечательной особенностью вариантной части является то обстоятельство, что все заданные в ней варианты “накладываются” друг на друга, т. е. каждому из них выделяется одна и та же область памяти.

Это открывает дополнительные возможности преобразования типов, например:

xb: Byte;

xl: Longint;

if wo[l] =0 then if by[l] =0 then

Предложение case ... of, открывающее вариантную часть, внешне похоже на соответствующий оператор выбора, но на самом деле лишь играет роль своеобразного служебного слова, обозначающего начало вариантной части. Именно поэтому в конце вариантной части не следует ставить end как пару к case ... of. (Поскольку вариантная часть - всегда последняя в записи, за ней все же стоит end, но лишь как пара к record). Ключ выбора в предложении case ... of фактически игнорируется компилятором: единственное требование, предъявляемое к нему в Object Pascal, состоит в том, чтобы ключ определял некоторый стандартный или предварительно объявленный порядковый тип.

Имена полей должны быть уникальными в пределах той записи, где они объявлены, однако, если записи содержат поля-записи, т. е. вложены одна в другую, имена могут повторяться на разных уровнях вложения.

7.2.3. Множества

Два множества считаются эквивалентными тогда и только тогда, когда все их элементы одинаковы, причем порядок следования элементов в множестве безразличен. Если все элементы одного множества входят также и в другое, говорят о включении первого множества во второе. Пустое множество включается в любое другое.

Пример определения и задания множеств:

digit = set of 0. .9;

В этом примере множества si и s2 эквивалентны, а множество S3 включено в s 2 , но не эквивалентно ему.

Здесь <имя типа> - правильный идентификатор; set, of - зарезервированные слова (множество, из); <базовый тип> - базовый тип элементов множества, в качестве которого может использоваться любой порядковый тип, кроме Word, Integer, Longint, Int64.

Для задания множества используется так называемый конструктор множества: список спецификаций элементов множества, отделенных друг от друга запятыми; список обрамляется квадратными скобками. Спецификациями элементов могут быть константы или выражения базового типа, а также тип-диапазон того же базового типа.

Над множествами определены следующие операции:

S5+S6 содержит [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] ;

S6-S5 содержит [3,6,7,8,9];

3 in s 6 возвращает True;

Дополнительно к этим операциям можно использовать две процедуры.

include - включает новый элемент во множество. Обращение к процедуре:

Exclude(S,I)

Параметры обращения - такие же, как у процедуры include. В отличие от операций + и -, реализующих аналогичные действия над двумя множествами, процедуры оптимизированы для работы с одиночными элементами множества и поэтому отличаются высокой скоростью выполнения.

• взять из BeginSet первое входящее в него число Next и поместить его В PrimerSet;
• удалить из BeginSet число Next и все другие числа, кратные ему, Т. е. 2*Next, 3*Next И Т.Д.

Цикл повторяется до тех пор, пока множество BeginSet не станет пустым.

S: String;

Exclude(BeginSet, nl);

Include(PrimerSet, next);

inc(Next)

mmOutput.Lines.Add(S)

Перед тем как закончить рассмотрение множеств, полезно провести небольшой эксперимент. Измените описание типа SetOfNumber следующим образом:

SetOfNumber = set of 1..1;

и еще раз запустите программу из предыдущего примера. На экран будет выведено 1, 3, 5, 7

Множества BeginSet и PrimerSet состоят теперь из одного элемента, а программа сумела поместить в них не менее семи!

Секрет этого прост: внутреннее устройство множества таково, что каждому его элементу ставится в соответствие один двоичный разряд (один бит); если элемент включен во множество, соответствующий разряд имеет значение 1, в противном случае - 0. В то же время минимальной единицей памяти является один байт, содержащий 8 бит, поэтому компилятор выделил множествам по одному байту, и в результате мощность каждого из них стала равна 8 элементам. Максимальная мощность множества - 256 элементов. Для таких множеств компилятор выделяет по 16 смежных байт.

И еще один эксперимент: измените диапазон базового типа на 1..256. Хотя мощность этого типа составляет 256 элементов, при попытке компиляции программы компилятор сообщит об ошибке: Sets may have at most 256 elements (Множества могут иметь не более 256 элементов) т. к. нумерация элементов множества начинается с нуля независимо от объявленной в программе нижней границы. Компилятор разрешает использовать в качестве базового типа целочисленный тип-диапазон с минимальной границей 0 и максимальной 255 или любой перечисляемый тип не более чем с 256 элементами (максимальная мощность перечисляемого типа - 65536 элементов).

Для обработки текстов в Object Pascal используются следующие типы:

• короткая строка shortString или string [n] , где n <= 255;
• длинная строка string;
• широкая строка WideString;
• нуль-терминальная строка pchar.

Общим для этих типов является то, что каждая строка трактуется как одномерный массив символов, количество символов в котором может меняться в работающей программе: для string [n] длина строки меняется от 0 до n, для string и pchar - от 0 до 2 Гбайт.

В Windows широко используются нуль-терминальные строки, представляющие собой цепочки символов, ограниченные символом #о. Максимальная длина такой строки лимитируется только доступной памятью и может быть очень большой.

В 32-разрядных версиях Delphi введен новый тип string, сочетающий в себе удобства обоих типов. При работе с этим типом память выделяется по мере надобности (динамически) и ограничена имеющейся в распоряжении программы доступной памятью. Замечу, что в Delphi 1 тип string эквивалентен String [2 55], т. е. определяет короткую строку максимально возможной длины.

Для совместимости с компонентами, основывающимися на OLE-технологии, в Delphi 32 введены также широкие строки, объявляемые стандартным типом wideString. По своим свойствам они идентичны длинным строкам string, но отличаются от них тем, что для представления каждого символа используются не один, а два байта.

Примеры объявлений строковых типов:

При объявлении переменной sss компилятор выделит для ее размещения 250 + 1 = 251 байт и поместит в первый байт 0 - текущую длину строки. При выполнении такого фрагмента программы:

сначала в переменную ssS будет помещена цепочка символов строка символов, причем 1-й байт получит значение 15 (количество символов в строке). После выполнения второго оператора символ с индексом б (индексация байтов начинается с 0, но, поскольку первый байт содержит текущую длину, первый символ в строке имеет индекс 1) будет заменен на “и”, и в переменной окажется цепочка строки символов.

Совершенно другим будет механизм работы с памятью при объявлении длинной строки sts: компилятор выделит для переменной 4 байта, достаточные для размещения номера той ячейки памяти, начиная с которой будет фактически располагаться символьная строка. Говорят, что sts ссылается на строку. Такого рода переменные-ссылки называются указателями и обсуждаются в гл. 9. При выполнении первого оператора такого обработчика:

stS, stSS: String;

stS :='Строка символов';

stSS := stS;

stS := 'Это - '+stS;

программа (а не компилятор!) определит длину цепочки символов Строка символов, обратится к ядру перационной системы (ОС) с требованием выделить для нее участок памяти длиной 15+5=20 байт, поместит в переменную sts номер первого выделенного байта [На самом деле в stS запоминается дескриптор выделенного участка памяти, см. гл. 9.] и, начиная с него, разместит в этом участке цепочку символов, завершив ее терминальным нулем и 4-байтным счетчиком ссылок. Такое размещение на этапе прогона программы называется динамическим, в то время как размещение на этапе компиляции - статическим. Счетчик ссылок играет важную роль в механизме работы с памятью. С его помощью реализуется “кэширование” памяти: при выполнении оператора

stSS := stS;

память для размещения значения переменной stSS не выделяется, в переменную stSS помещается содержимое указателя sts, а счетчик ссылок в связанной с ним памяти увеличивается на единицу. Таким образом, оба указателя будут ссылаться на одну и ту же область памяти, счетчик ссылок которой будет содержать значение 2. При выполнении оператора

stS := 'Это - '+stS;

счетчик ссылок уменьшается на единицу, выделяется новая область памяти длиной 2 о + б = 2 б байт, указатель на эту область помещается в stS, а в саму память переписывается цепочка символов Это -строка символов, терминальный ноль и содержащий единицу счетчик ссылок. Теперь переменные stS и stss будут ссылаться на разные участки памяти, счетчики ссылок которых будут содержать по единице. Выделенная для размещения строки String область памяти освобождается, если ее счетчик ссылок стал равен нулю.

Похожим образом осуществляется работа с памятью при объявлении переменной pcs типа pchar: компилятор считает эту переменную указателем и выделит для нее 4 байта:

pcS: PChar;

pcS :='Строка символов';

pcS[5] := 'и';{Символы в нуль-строке нумеруются,начиная с 0}

Программа потребует от ОС 15 + 1 = 16 байт, разместит в памяти цепочку символов и завершающий ее терминальный 0 и поместит адрес выделенного участка памяти в pcs.

И, наконец, последнее объявление acs как массива символов. В Object Pascal считается совместимым с pchar одномерный массив символов с нулевой нижней границей. В отличие от pcs память для такой переменной выделяется статически (в нашем примере компилятор выделит в сегменте данных для переменной acs 1001 байт).

Для размещения в acs нуль-терминальной цепочки символов используется процедура strcopy:

acS[5] := 'и';{ Символы в нуль-строке нумеруются,начиная с 0}

Необходимость в нуль-терминальных строках возникает только при прямом обращении к API-функциям ОС. При работе с компонентами Delphi в основном используются более удобные длинные строки, которые рассматриваются в п. 7.3.1.

7.3.1. Типы String и ShortString

Несмотря на разницу во внутреннем представлении, короткие строки ShortString и длинные строки string имеют для программиста одинаковые свойства.

Текущую длину строки можно получить с помощью функции Length. Например, следующий оператор уничтожает все ведомые (хвостовые) пробелы:

SetLentgh(stS, Length (stS) - 1);

В этом примере стандартная процедура setLength устанавливает новую длину строки. К строкам можно применять операцию “+” -сцепление, например:

ssS := '123';

end;

Операции отношения =, <>, >, <, >=, <= выполняются над двумя строками посимвольно, слева направо с учетом внутренней кодировки символов. Если одна строка меньше другой по длине, недостающие символы короткой строки заменяются значением #о.

Следующие операции отношения дадут значение True:

'''' < '.'

Все остальные действия над строками и символами реализуются с помощью описываемых ниже стандартных процедур и функций (в квадратных скобках указываются необязательные параметры).

При преобразовании с помощью функций StrToxxx строка может содержать недопустимые для типа ххх символы. В этом случае возбуждается исключительная ситуация EConvertError. При обратных преобразованиях xxxToStr формат получаемой строки зависит от установленных в Windows системных параметров: разделителей даты, времени, целой и дробной частей вещественного числа.

Используемая в процедуре DateTimeToString и в функции FormatDateTime строка Format может содержать такие символы-спецификаторы (в примерах показаны строки для времени 19 часов 45 минут и даты 8 июня 1999 года):

 Замечу, что любые другие символы, указанные в строке Format, a также заключенные в апострофы или кавычки специальные символы-спецификаторы помещаются в выходную строку без преобразования, поэтому спецификаторы 'h час n мин' дадут строку 19 час 45 мин, а 'h час "n" мин' - 19час n мин.

При форматном преобразовании времени-даты или других типов в строку и обратно могут пригодиться следующие системные переменные.

Параметр Format в функции FormatFloat может содержать такие спецификаторы:

Мощная функция преобразования Format (табл. 7.7) перешла в Object Pascal из языка Си. Она позволяет преобразовать сразу несколько элементов открытого массива аргументов в соответствии с указаниями форматирующей строки. Например, Format('Строка "%s" содержит %d символов',['Паскаль',7]) даст такой результат: Строка "Паскаль" содержит 7 символов.

Элементами массива аргументов могут быть константы и/или переменные целого и вещественного типа, строки и указатели.

Форматирующая строка - это произвольная строка, в которую в любом месте можно вставить форматирующий спецификатор. Количество форматирующих спецификаторов должно быть не больше количества элементов массива аргументов - в противном случае возникнет исключительная ситуация. Каждому элементу массива аргументов по порядку их перечисления в конструкторе массива функция ставит в соответствие форматирующий спецификатор по порядку его следования в форматирующей строке: первому аргументу - первый спецификатор, второму - второй и т. д. Если количество спецификаторов меньше количества аргументов, “лишние” аргументы игнорируются.

Форматирующий спецификатор всегда начинается символом процента и в общем случае имеет такую структуру (в квадратных скобках указываются необязательные элементы):

"%" [index ":"] ["-"] [width] ["." prec] type

Здесь: index ":" - индекс открытого массива, с помощью этого элемента можно явно указать аргумент, который будет обрабатывать спецификатор; "-" указывает на необходимость прижать отформатированный спецификатором текст к левой границе отведенного для него пространства; width - число, определяющее количество символов для обработанного спецификатором текста; если это число меньше требуемого, этот элемент спецификатора игнорируется, если больше - дополняется справа (если есть элемент "-") или слева (если он отсутствует) нужным количеством пробелов; "." prec - задает точность представления целых и вещественных типов; type - символ, определяющий тип форматирования (см. таблицу ниже).

Функция не чувствительна к высоте букв, указывающих тип преобразования. Параметры index, ргес и width задаются явно (числами в форматирующей строке) или неявно - с помощью символа “*”. В этом случае в качестве параметра берется значение очередного аргумента в списке аргументов (он должен быть целым числом). Например, два следующих обращения дадут одинаковый результат:

Format ('%*.*f, [8, 2, 123.456]);

Format ('%8.2f, [123.456]);

7.3.2. Нуль-терминальные строки

Нуль-терминальные строки широко используются при обращениях к так называемым API-функциям Windows (API - Application Program Interface - интерфейс прикладных программ). Поскольку компоненты Delphi берут на себя все проблемы связи с API-функциями Windows, программисту редко приходится прибегать к нуль-терминальным строкам. Тем не менее в этом разделе описываются особенности обработки таких строк.

Прежде всего напомню, что базовый тип string хранит в памяти терминальный нуль, поэтому Object Pascal допускает смешение обоих типов в одном строковом выражении, а также реализует взаимное приведение типов с помощью автофункций преобразования String и PChar. Например:

pcS: PChar;

pcS := '123456';

ssS := 'X = ';

end;

В строке IbOutput будет выведено х = 123456. Другой пример. В состав API-функцией входят функция MessageBox, с помощью которой на экране создается диалоговое окно с заголовком, текстовым сообщением и набором кнопок. Если в конце предыдущего примера добавить оператор

то компилятор укажет на ошибку, т. к. вторым параметром обращения к функции должно быть выражение типа PChar, в то время как выражение sss+pcs приводится компилятором к общему типу String. Правильным будет такое обращение:

MessageBox(0, PChar (ssS + pcS), 'Заголовок окна', mb_0k) ;

Текстовые константы совместимы с любым строковым типом, поэтому третий параметр обращения (он тоже должен быть типа PChar) компилятор обработает без ошибок.

В Delphi считается совместимым с pchar и string массив символов с нулевой нижней границей. В отличие от pchar и String такой массив распределяется статически (на этапе компиляции), поэтому наполнение массива символами и завершающим нулем осуществляется специальной процедурой Strcopy:

IbOutput.Caption := acS;

Для работы с типом pchar используются такие же операции, как и с типом String: операция конкатенации “+” и операции сравнения >, >=, <, <=, =, <>.

StrCopy(acS, 'заглавные буквы');

Caption := AnsiUpperCase(acS) end;

Аналогично для функции Stricomp:

StrCopy(apS2,'ЭТАЛОН') ;

Caption := IntToStr(StrIComp(PChar(AnsiUpperCase(apSl)),

PChar(AnsiUpperCase(apS2))))

7.4.1. Динамическая память

7.4.2. Указатели

Оперативная память ПК представляет собой совокупность ячеек для хранения информации - байтов, каждый из которых имеет собственный номер. Эти номера называются адресами, они позволяют обращаться, к любому байту памяти. Object Pascal предоставляет в распоряжение программиста гибкое средство управления динамической памятью - так называемые указатели. Указатель - это переменная, которая в качестве своего значения содержит адрес байта памяти. С помощью указателей можно размещать в динамической памяти любой из известных в Object Pascal типов данных. Лишь некоторые из них (Byte, Char, ShortInt, Boolean) занимают во внутреннем представлении один байт, остальные - несколько смежных. Поэтому на самом деле указатель адресует лишь первый байт данных.

Как правило, указатель связывается с некоторым типом данных. Такие указатели будем называть типизированными. Для объявления типизированного указателя используется значок ^, который помещается перед соответствующим типом, например:

p1 : ^Integer;

р2 : ^Real;

PerconRecord = record Name : String;

Job : String;

Next : PerconPointer ,

Обратите внимание: при объявлении типа PerconPointer мы сослались на тип PerconRecord, который предварительно в программе объявлен не был. Как уже отмечалось, в Object Pascal последовательно проводится в жизнь принцип, в соответствии с которым перед использованием какого-либо идентификатора он должен быть описан. Исключение сделано только для указателей, которые могут ссылаться на еще не объявленный тип данных.

В Object Pascal можно объявлять указатель и не связывать его при этом с каким-либо конкретным типом данных. Для этого служит стандартный тип pointer, например:

Указатели такого рода будем называть нетипизированньти. Поскольку нетипизированные указатели не связаны с конкретным типом, с их помощью удобно динамически размещать данные, структура и тип которых меняются в ходе работы программы.

Как уже говорилось, значениями указателей являются адреса переменных в памяти, поэтому следовало бы ожидать, что значение одного указателя можно передавать другому. На самом деле это не совсем так. В Object Pascal можно передавать значения только между указателями, связанными с одним и тем же типом данных.

то присваивание

pI1 := pI2;

вполне допустимо, в то время как

pl1 :=pR;

запрещено, поскольку pI1 и pR указывают на разные типы данных. Это ограничение, однако, не распространяется на нетипизированные указатели, поэтому мы могли бы записать

p := pR;

pI1 := p;

и тем самым достичь нужного результата.

7.4.3. Выделение и освобождение динамической памяти

Вся динамическая память в Object Pascal рассматривается как сплошной массив байтов, который называется кучей.

Память под любую динамически размещаемую переменную выделяется процедурой New. Параметром обращения к этой процедуре является типизированный указатель. В результате обращения указатель приобретает значение, соответствующее адресу, начиная с которого можно разместить данные, например:

Динамически размещенные данные можно использовать в любом месте программы, где это допустимо для констант и переменных соответствующего типа, например:

рR^ := Sqr(pR") + I^ - 17;

pR := Sqr(pR") + I^ - 17;

так как указателю pR нельзя присвоить значение вещественного выражения. Точно так же недопустим оператор

pR^{^} := Sqr(pR) ;

поскольку значением указателя pR является адрес и его (в отличие от того значения, которое размещено по этому адресу) нельзя возводить в квадрат. Ошибочным будет и такое присваивание:

pR^' := pJ;

так как вещественным данным, на которые указывает pR, нельзя присвоить значение указателя (адрес).

Динамическую память можно не только забирать из кучи, но и возвращать обратно. Для этого используется процедура Dispose. Например, операторы

вернут в кучу память, которая ранее была закреплена за указателями pJ и pR (см. выше).

Замечу, что процедура Dispose (pPtr) не изменяет значения указателя pPtr, а лишь возвращает в кучу память, ранее связанную с этим указателем. Однако повторное применение процедуры к свободному указателю приведет к возникновению ошибки периода исполнения. Освободившийся указатель программист может пометить зарезервированным словом nil. Помечен ли какой-либо указатель или нет, можно проверить следующим образом:

Никакие другие операции сравнения над указателями не разрешены.

Приведенный выше фрагмент иллюстрирует предпочтительный способ объявления указателя в виде типизированной константы с одновременным присвоением ему значения nil. Следует учесть, что начальное значение указателя (при его объявлении в разделе переменных) может быть произвольным. Использование указателей, которым не присвоено значение процедурой New или другим способом, не контролируется Delphi и вызовет исключение.

Как уже отмечалось, параметром процедуры New может быть только типизированный указатель. Для работы с нетипизированными указателями используются Процедуры GetMem И FreeMem:

Здесь р - нетипизированный указатель; size - размер в байтах требуемой или освобождаемой части кучи.

7.4.4. Процедуры и функции для работы с динамической памятью

В табл. 7.14 приводится описание как уже рассмотренных процедур и функций Object Pascal, так и некоторых других, которые могут оказаться полезными при обращении к динамической памяти.

Windows имеет собственные средства работы с памятью. В табл. 7.15 перечислены соответствующие API-функции и даны краткие пояснения. За более полной информацией обращайтесь к справочной службе в файлах WIN32. hlp или WIN32S. hlp.

Для любого типа можно объявить сколько угодно псевдонимов. Например:

В дальнейшем псевдоним можно использовать так же, как и базовый тип:

Такого рода псевдонимы обычно используются для повышения наглядности кода программы. Однако в Object Pascal можно объявлять строго типизированные псевдонимы добавлением зарезервированного слова type перед именем базового типа:

С точки зрения компилятора, типизированные псевдонимы совместимы с базовым типом в различного рода выражениях, но фактически они объявляют новый тип данных, поэтому их нельзя использовать в качестве формальных параметров обращения к подпрограммам вместо базового типа. Если, например, объявлена процедура

то такое обращение к ней

будет расценено компилятором как ошибочное.

Строго типизированные псевдонимы заставляют компилятор вырабатывать информацию о типе для этапа прогона программы (RTTI - Run-Time Type Information). Эта информация обычно используется средой Delphi для обеспечения функционирования разного рода редакторов свойств и программ-экспертов.