9. Указатели

Указатель суть адрес переменной в памяти компьютера. Говорят, что он указывает на переменную. Таким образом, указатель косвенно связан с реальными данными.

Новый термин: Указатель есть переменная, которая содержит адрес памяти, по которому записано значение другой переменной.

Рассмотрим пример. Допустим, что в некоторую подпрограмму надо передать адрес записи. Определить адрес экземпляра записи можно с помощью оператора @ следующим образом:

var

MLRecord : TMailingListRecord;

APtr : Pointer;

begin

{ Заполним запись данными. }

APtr := @MLRecord;

SomeFunction(APtr);

end;

Переменная APtr (ее тип есть Pointer) используется для запоминания адреса записи MLRecord. В данном случае мы имеем дело с так называемым нетипизированным указателем или указателем без типа. Нетипизированный указатель просто есть адрес переменной. Существуют и типизированные указатели. Допустим что нам необходимо определить специальный тип указателей на записи TMailingListRecord. Объявление типизированного указателя имеет вид:

type

PMailingListRecord = ^TMailingListRecord;

TMailingListRecord = record

FirstName : string;

LastName : string;

Address : string;

City : string;

State : string;

Zip : Integer;

end;

Здесь тип PMailingListRecord определяется как указатель записи типа TMailingListRecord. Необходимость применения в программах типизированных указателй возникает довольно часто. В следующем разделе мы рассмотрим примеры их использования.

ПРИМЕЧАНИЕ: В приведенном выше фрагменте кода поля записи объявлены как длинные строки. Если переменные типа TMailingListRecord надо будет хранить в файле, такое объявление полей не подходит. Это связано с тем, что все записи файла должны иметь одинаковый размер (число байт). Длинные строки имеют переменную длину, поэтому нет гарантии того, что все записи будут одинаковы по длине. Если записи будут храниться в файле, для объявления строковых полей следует использовать короткие строки с явной спецификацией длины.

Статические и динамические переменные

Во всех примерах, которые рассматривались выше, использовались статические переменные. Они размещаются в локальной памяти программы, которая называется стеком.

Новый термин: Локальные переменные размещаются в блоке памяти, который называется стеком программы. Локальные переменные называют статическими.

В любой момент когда программе требуется разместить переменную в памяти, используется стек. Как только необходимость в переменной отпадает, память освобождается. Обычно так происходит при входе в подпрограмму или в любой другой локальный блок кода. При выходе из подпрограммы память освобождается. Все это делается автоматически.

Размещение статических переменных в стеке имеет как преимущества, так и недостатки. С одной стороны, выделение памяти происходит максимально быстро. С другой стороны, стек имеет фиксированный размер; изменить его объем во время выполнения программы нельзя. Если в какой–то момент программа исчерпает резервы стека, ее поведение станет непредсказуемым. Она может зависнуть или закончиться аварийно. На 32-битных компьютерах такие ситуации возникают реже чем на 16-битных, но все же проблеме переполнения стека следует уделить внимание.

Если в программе используются переменные предопределенных типов или небольшие массивы, то можно обойтись статическими переменными. Но если необходима обработка записей большого размера, то лучше воспользоваться динамическими переменными. Динамические переменные размещаются в области памяти, которая называется кучей. Объем кучи определяется свободным объемом оперативной памяти и объемом свободного места на жестком диске. Стандартная настройка Windows поддерживает размер кучи 100MB. Таким образом, программе может быть доступен практически неограниченный объем памяти. (Сведение различных уровней памяти – оперативной (RAM) и дисковой к одному уровню называется виртуальной памятью). Однако, при этом имеет место незначительная потеря производительности, поскольку реализация виртуальной памяти предусматривает обмен данными с диском. Кроме того, работа с динамическими переменными требует большего внимания со стороны программиста.

Новый термин: Динамической называется переменная или объект, которая размещается в куче.

Новый термин: Куча прикладной программы Windows есть вся виртуальная память компьютера.