[ Миронченко ] Императивное и объектно-ориентированное програмирование на Turbo Pascal и Delphi

261

В таком случае вы можете записать Schweiger(2.3), и компилятор поймет, что второй параметр просто равен 0. Естественно, что вызвать процедуру можно и с 2-мя параметрами, например: Schweiger(2.4, 5).

Процедуры с большим числом параметров, чем 1, писать можно, однако удобств в этом меньше, чем проблем: если вы хотите переопределить последний параметр, то надо обязательно явно указать все предыдущие. Кроме того, по умолчанию параметры могут передаваться либо как параметры-константы, либо как параметры-значения.

Соглашения по вызову функций

После заголовка функции может стоять директива, которая задает способ вызова функции. Этот способ определяет, каким образом будут передаваться параметры (через стек или через регистры), порядок передачи параметров (справа налево или слева направо) и влияет на обработку исключений.

Всего таких директив 5: pascal, register, cdecl, stdcall, safecall.

С помощью директивы register до трех параметров подпрограммы может передаваться через регистры. Остальные будут передаваться через стек. Эта директива используется по умолчанию, как наиболее эффективная.

Директива pascal оставлена лишь для совместимости с предыдущими версисями. Остальные директивы используются для работы с внешними библиотеками

подпрограмм и для написания собственных библиотек.

Директивы near, far, extern были разработаны для приложений под DOS. В программировании Win32-приложений они не влияют на работу функции и оставлены лишь для обратной совместимости.

Директива inline

При вызове подпрограмм на передачу параметров и сохранение адреса подпрограммы тратится дополнительное время. Иногда имеет смысл сделать так, чтобы функция сама встраивалась в код (т.е. вместо вызова подпрограммы все ее тело переносится в то место, откуда она должна быть вызвана). В таком случае программа станет работать несколько быстрее, однако скомпилированный код будет занимать больше места. Для того чтобы объявить встраиваемую подпрограмму, используется директива inline. Например:

function InFunk(x:integer):integer;inline; begin

result:=x*x;

end;

Вообще говоря, даже если программист пишет директиву inline, это не означает, что компилятор сделает ее встраиваемой. Эта директива скорее рекомендация, а не приказ. Те случаи, когда компилятор проигнорирует директиву inline, вы можете найти в документации.

Динамические массивы

Динамические массивы были введены в Delphi 4. Для того, чтобы выделить память под n элементов массива, надо вызвать процедуру SetLength(A,n), где А – название массива.

В динамическом массиве элементы нумеруются, начиная с 0.

262

Пример 2: Демонстрация динамических массивов. program DynMass;

{$APPTYPE CONSOLE}

var

A:Array of integer; i:integer;

begin SetLength(A,6); for i:=0 to 5 do

A[i]:=1;

for i:=0 to 5 do writeln(A[i]);

readln;

end.

Процедуру SetLength можено применять к динамическому массиву многократно. После каждого нового вызова место, которое было занято под массив, возвращается в кучу, а вместо этого выделяется новое место в памяти.

Можно создавать и многомерные динамические массивы, причем не обязательно прямоугольные, например:

var

A:array of array of real; for i:=0 to n-1 do SetLength(A[i],i);

В результате получим треугольный массив. Такие массивы могут использоваться, например, для хранения симметрических матриц (матриц, которые симметричны относительно главной диагонали).

Открытые константные массивы

В Delphi можно кроме обычных открытых массивов передавать еще и массивы констант, например:

function Funk(A:array of const):integer;

В качестве array of const можно использовать массив любых констант (даже разных типов), например:

Funk([1,’f’,45.22,’asadf’]);

Выход за границы элементов массива

Если вы в примере 2 выделите память лишь под 2 элемента динамического массива, то программа запишет единицы лишь в те 2 элемента массива, под которые была выделена память, а остальные операторы присваивания проигнорирует. А при печати элементов А[0]..A[5], то вы увидите две единицы, а за ними – мусор.

Если вы выйдете за границы массива, который расположен в статической памяти, то это вызовет ошибку EAccessViolation (как обрабатывать ошибки, мы изучим

263

позже). В ТР, как вы наверное уже успели заметить, выход за границы массива никем не контролировался.

Строки в Delphi

ВТР мы рассматривали с вами 1 тип строк – тип string.

ВТР String был строкой фиксированной длины, в 0-м байте хранилось действительное количество символов в строке (а отличие от размера переменной, т.е. количестве байт, выделенных под размещение переменной в памяти, которые можно узнать с помощью функции sizeof).

ВDelphi ситуация иная:

•Переменные типа string[n], где n ≤ 255 - это все те же паскалевские статические строки. В Delphi 2005 введен также тип ShortString, эквивалентный string[255].

•Переменные типа string – это на самом деле – ссылка на char. Конец строки – это специальный стоп-символ. Индекс 1-го элемента =0.

Кроме того, в Delphi есть специальный тип PChar, который также является указателем на char. Фактически, string и PChar – это одно и то же. При этом эти 2 типа автоматически не приводятся друг к другу. Это создает большие неудобства, которые вызваны, возможно, желанием добиться большей совместимости с ТР, в котором string и PChar – разные типы данных.

Пример 3: Использование строк.

1 : program StringPChar;

2 :

3 : {$APPTYPE CONSOLE}

4 :

5 : uses

6 : SysUtils;

7 :

8 : var

9 : s:string;

10:z:PChar;

11:begin

12:s:='Andres';

13:z:=PChar(s);

14:writeln(z); {Andres}

16:z[6]:='2';

17:writeln(length(z)); { 7 }

18:writeln(z); {Andres2}

20:z:='Manfred';

21:writeln(s); {Andres}

22:writeln(z); {Manfred}

23:readln;

24:end.

264

Итак, в переменных s, z хранятся ссылки на char. Т.к. s, z – ссылки, то их разыменовывать нельзя и более того, они разыменовываются автоматически, когда в них записываются значения. Например, после строки 12 переменная s будет ссылаться на строку ‘Anders’.

Может показаться, что смысл строки 13 такой: z станет указывать на ту же область памяти, что и s. Но это не так потому, что s, z – это не указатели, а ссылки. При выполнении оператора присваивания в строке 13 в область памяти на которую указывает z будет скопировано значение области памяти, на которую ссылается s. Следовательно, в z запишется копия строки, которая находится в s.

256 символов, которые позволяет закодировать 1 байт, зачастую недостаточно, особенно, когда надо кодировать иероглифы. Поэтому есть другие символьные типы. Например, символы в формате Unicode имеют размер 2 байта. Для работы с такими типами есть специальные встроенные типы данных, например WideChar. Есть и строки из таких символов, например, Widestring. В Delphi есть процедуры перевода обычных строк в WideString.

За более подробной информацией обращайтесь к справочной системе (ключевые фразы: String Types, WideString, WideChar).

Перевод чисел в строки и обратно

В Delphi переводить числа в строки надо будет гораздо чаще, чем в ТР, поэтому я приведу основные процедуры, которые мы будем использовать.

function StrToInt(const S: string): Integer;

переводит строку в целое число

function IntToStr(Value: Integer): string; overload;

переводит 32-битовое целое число в строковое представление function IntToStr(Value: Int64): string; overload;

переводит 64-битовое целое число в строковое представление function StrToFloat(const S: string): Extended;

переводит строку в вещественное число

function FloatToStr(Value: Extended): string;

переводит вещественное число в строку

Если какая-либо из этих функций не может быть выполнена (например, если в функцию StrToInt передать строку, в которой будет записано вещественное число), то произойдет ошибка EConvertError.

Есть еще много различных методов для перевода данных из одного представления в другое. За более подробной информацией обращайтесь к справочной

системе (type conversion routines, floating point conversion routines).

Модули

В описании модулей немного изменился синтаксис: Unit Name;

interface

265

интерфейсная часть

implementation

исполняемая часть

initialization

часть инициализации

finalization

завершающая часть end.

Смысл интерфейсной и исполняемой частей тот же, что и в ТР. Часть инициализации в ТР писалась в конце модуля между begin и end. В ней находятся операторы, которые должны быть выполнены до начала работы основной программы. В части finalization выполняются вспомогательные операторы, которые выполняются после завершения работы основной программы.

Части initialization и finalization могут отсутствовать вместе с зарезервированными словами, которыми они начинаются.

Оператор цикла for in do

В Delphi 2005 был введен новый оператор цикла – for in do. С его помощью можно просматривать все элементы массива, строки, множества или коллекции.

Пример 4: Использование оператора for in do.

1 : program ForInDo;

2 : {$APPTYPE CONSOLE}

3 :

4 : const

5 : n=4;

6 : type

7 : Mas = array[1..n] of integer;

8 : var

9 : M:Mas;

10:i:integer;

11:begin

12:for i:=1 to n do

13:M[i]:=i*5;

14:for i in M do

15:writeln(i);

16:readln;

17:end.

Цикл в строке 14 напечатает все элементы массива М, т.е. 5, 10, 15, 20.

15.4. Работа с динамической памятью

Управление памятью в Windows

Адресация в Windows не такая, как в DOS - никаких сегментов и параграфов в ней нет. Windows использует механизм виртуальной памяти. Это означает следующее:

266

несмотря на то, что размер оперативной памяти ограничен, каждому процессу дается в распоряжение адресное пространство объемом 4 Гб ( = 232 байт, следовательно 4- байтовых указателей достаточно, чтобы охватить все адресное пространство). Из этих 4 Гб около 2 Гб дается в распоряжение процессу, а остальное место используется для нужд ОС. Если весь процесс может разместиться в оперативной памяти, то ОС его полностью там размещает. В противном случае часть программы записывается в специальный файл (swap-файл). Когда часть программы, сохраненная на диске, нужна, она выгружается из этого файла назад в ОП. Естественно, перенос программ из памяти на диск и обратно требуют дополнительного процессорного времени, поэтому приложения работают медленнее. Но что делать, если памяти на всех не хватает.

Адресное пространство каждого процесса (размером 4 Гб) ОС отображает на действительные адреса ОП.

Для работы с ОП в Windows есть ряд функций, которые позволяют выполнять все основные операции, связанные с выделением памяти под указатель и освобождения памяти.

Функции управления памятью в Delphi

Процедуры New, Dispose и GetMem, FreeMem сохранили свое прежнее значение (хотя их реализация изменилась, т.к. они используют функции Win32 API, а не функции DOS), а вот функций MemAvail, MaxAvail вообще нет. Вместо них есть функция, которая возвращает запись с информацией о состоянии динамической памяти:

function GetHeapStatus: THeapStatus;

Тип THeapStatus определяется так:

type

THeapStatus = record TotalAddrSpace: Cardinal; TotalUncommitted: Cardinal; TotalCommitted: Cardinal; TotalAllocated: Cardinal; TotalFree: Cardinal; FreeSmall: Cardinal; FreeBig: Cardinal;

Unused: Cardinal; Overhead: Cardinal; HeapErrorCode: Cardinal;

end;

•TotalAddrSpace - объем адресного пространства, доступный приложению (в байтах).

•TotalUncommitted – объем части адресного пространства, для которого не выделено место в swap-файле.

•TotalCommitted - объем части адресного пространства, для которого выделено место в swap-файле.

267

•TotalAllocated - количество байт, которые в текущий момент использует программа (т.е. количество байтов, которые были выделены приложению и не возвращены в кучу).

•TotalFree – количество свободных байтов, доступных приложению.

•FreeSmall - общий объем «небольших» секторов, которые использовались в программе, но потом память под которые была возвращена в кучу.

•FreeBig - общий объем «больших» секторов, которые использовались в программе, но потом память под которые была возвращена в кучу.

•Unused – количество байт, которые не использовались программой (из

TotalCommitted).

•Overhead – память, занятая администратором кучи для управления выделенной памятью.

•HeapErrorCode – показывает статус кучи.

Справедливы следующие равенства: FreeBig + FreeSmall +Unused = TotalFree

TotalUncommitted + TotalCommitted = TotalAddrSpace

Пример 5: Работа с динамической памятью.

1 : program kap15b03;

2 :

3 : {$APPTYPE CONSOLE}

4 :

5 : procedure SchreibStatus(var HS:THeapStatus;var f:text);

6 : begin

7 : with HS do

8 : begin

9 : writeln(f,'HeapStatus');

10:writeln(f,'TotalAddrSpace',TotalAddrSpace);

11:writeln(f,'TotalUncommitted',TotalUncommitted);

12:writeln(f,'TotalCommitted',TotalCommitted);

13:writeln(f,'TotalAllocated',TotalAllocated);

14:writeln(f,'TotalFree',TotalFree);

15:writeln(f,'FreeSmall',FreeSmall);

16:writeln(f,'FreeBig',FreeBig);

17:writeln(f,'Unused',Unused);

18:writeln(f,'Overhead',Overhead);

19:writeln(f,'HeapErrorCode',HeapErrorCode);

20:end;

21:end;

22:

23:var

24:HS:THeapStatus;

25:p,p1,p2,p3:pointer;

26:Dat:text;

27:begin

28:AssignFile(Dat,'hier.txt');

29:rewrite(Dat);

30:HS:=GetHeapstatus; SchreibStatus(HS,Dat); writeln;

268

32:GetMem(p,200);

33:GetMem(p1,200);

34:GetMem(p2,200);

35:HS:=GetHeapstatus; SchreibStatus(HS,Dat); writeln;

37:FreeMem(p1,200); //освобождаем средний фрагмент

38:HS:=GetHeapstatus; SchreibStatus(HS,Dat); writeln;

40:getMem(p1,16000); //будет подключена еще одна страница

41:HS:=GetHeapstatus; SchreibStatus(HS,Dat); writeln;

42:

43:FreeMem(p1,16000); // подключенная страница уберется

44:HS:=GetHeapstatus; SchreibStatus(HS,Dat); writeln;

46:getMem(p3,2000000); // ОС добавит приложению еще памяти

47:HS:=GetHeapstatus; SchreibStatus(HS,Dat); writeln;

48:

49:FreeMem(p,200);

50:FreeMem(p2,200);

51:FreeMem(p3,2000000);

52:HS:=GetHeapstatus; SchreibStatus(HS,Dat); writeln;

54:CloseFile(Dat);

55:end.

Результаты работы программы (сначала – первый столбец, затем – второй, следом – третий):

269

1.Изначально программе не выделяется динамическая память.

2.Приложению выделяется 1 Мб памяти (1048576 байт) – TotalAddrSpace, из которых выделено память на диске под 16 Кб (16384 байта) – TotalCommitted, 600 байт используется программой, 16 байт занято администратором кучи.

3.Освобождается один блок из 200 байт и одновременно освобождается 4 байта, занятые ранее администратором кучи, поэтому FreeSmall = 204.

4.Для того, чтобы выделить 16000 байт под указатель р1 дополнительно выделяется память в swap-файле (еще 16 Кб).

5.Освобождается память под р1 – появляется участок памяти FreeBig = 15768. Он не равен 16000, поскольку часть памяти, которая была выделена под р1, была на другой странице. Теперь же программа снова использует лишь одну страницу, поэтому тот кусочек в учет не берется.

6.Выделяется память под указатель р3 – 2000000 байт. Для того, чтобы удовлетворить такой запрос на память, ОС выделяет дополнительную память приложению.

7.Приложение не использует больше ДП.

15.5.Использование диалогов

Впринципе, приложение может и не содержать консоль, и при этом не являться нормальным оконным приложением (т.е. приложением с формой). Чтобы не использовать консоль, достаточно удалить директиву

{$APPTYPE CONSOLE}

При этом вы можете наладить диалог с пользователем, используя встроенные диалоговые окна, описания которых находятся в модуле Dialogs. Но процедуры readln, writeln можно будет использовать лишь для печати в файл.

Давайте рассмотрим 2 простейших диалоговых окна, которые запускаются процедурами InputBox, ShowMessage.

Пример 6: Работа с диалоговыми окнами. program OhneKonsole;

uses SysUtils,

Dialogs; // для диалоговых окон var

mel:string;