Глава 3.Типы данных

С помощью типов данных программист указывает компилятору, как хранить информацию в программе. При объявлении переменной необходимо указать ее тип. Одни типы уже определены в языке, другие программисту приходится задавать самому. В ранних языках программирования допускалось ограниченное число типов данных, и Pascal оказался одним из первых языков, допускающих определение в программе новых типов.

Типы данных, определяемые пользователем, обычно задаются в разделе определения типов программы или модуля (unit), однако это можно делать и внутри процедур или функции. Объявления типов действуют в пределах того блока, в котором они размещены. Вне этого блока ссылаться на такие типы нельзя. Внутри же они заменяют все внешние типы с тем же именем. Объявленные типы данных можно применять в любом месте области их видимости; запрещена только ссылка определяемого типа на самого себя (тут, однако, есть одно исключение, касающееся указателей).

Объявления типов в Pascal являются для компилятора чем-то вроде схем, которые он должен запомнить на случай, если вдруг встретит в программе ссылки на тот или иной тип. Само по себе объявление типа не вносит в программу никаких изменений.

Что же касается объявлений var, то они задают компилятору некоторые действия, связанные с ранее объявленными типами. Тип переменной ограничивает как ее значения, так и операции, которые можно выполнять с этими значениями.

Определения типов и переменных могут размещаться в нескольких местах компонентов программы. Выглядят же они следующим образом.

type

type1 = type definition; //Новые типы данных определяются в разделе //«type».

//Каждому новому

// типу присваивается имя, затем он определяется через уже

//существующие типы.

type2 = typedefinition2; // В одном разделе «type» можно

//объявить несколько типов.

//Самое простое определение типа состоит из имени типа,

type3 = type1; // определенного ранее.

// Новые переменные объявляются в

var // разделе «var». Каждой новой

var1: type definitions; // переменной сначала присваивается имя, а затем — тип (на основе

// ранее определенных типов).

var2, var3: type definition4; // В одном разделе «var» можно объявить несколько переменных.

// Нескольким переменным можно присваивать один и тот же тип.

var4: type1; // Программу легче читать, если переменным присвоены

//существующие типы.

Синтаксис Object Pascal позволяет одновременно конструировать исключительно сложные типы и определение переменных. Однако определение типов в разделах type тех или иных блоков дает возможность использовать эти типы в разных частях программы. Новые типы определяются из типов следующих категории.

Простые типы для хранения информации в форме чисел и других «упорядоченных» значении.

Строковые типы для хранения последовательностей символов.

Структурные типы для одновременного хранения информации разных типов.

Указательные типы для косвенного обращения к переменным заданных типов.

Процедурные типы для обращения к процедурам и функциям, рассматриваемым как переменные.

Вариантные типы для хранения в одной переменной данных различных типов.

Обычно идентификаторы типов используются только при определении новых типов или объявлении переменных. Есть, однако, несколько функций, в которых имя типа может использоваться как часть выполняемого оператора. Например, функция SizeOf (Т) возвращает количество байтов, занимаемых переменной Т.

Функция SizeOf очень важна для написания эффективных программ. Многие из определенных в Object Pascal типов имеют очень сложную структуру и могут занимать в памяти довольно много места. При этом элементы таких типов созданы скорее для представления значений в некотором логическом порядке, а не для того, чтобы занимать место в памяти. Функция SizeOf избавляет программиста от необходимости вычислять объем данных в подобных случаях.

Любой реально существующий тип данных, каким бы сложным он ни казался на первый взгляд, представляет собой простые составляющие, которыми процессор может манипулировать. В Object Pascal эти простые типы данных разбиты на две группы: порядковые, представляющие данные разных объемов, которыми процессор может легко манипулировать, и действительные, представляющие приближенно математические действительные числа. Разделение типов на порядковые и действительные несколько условно. Точно так же простые данные можно было бы разделить на числа и не числа. Однако в языке Object Pascal порядковые и действительные данные трактуются по-разному, и такое разделение даже полезно.

Порядковые типы

Из простых типов данных порядковые — самые простые. В этих типах информация представляется в виде отдельных элементов. Связь между отдельными элементами и их представлением в памяти определяет естественные отношения порядка между этими элементами. Отсюда и название порядковые.

В Object Pascal определены три группы порядковых типов и два типа, определяемых пользователем. Группы — это целые, символьные и булевы типы. Порядковые типы, задаваемые пользователем, — это перечисления и поддиапазоны.

Все значения любого порядкового типа образуют упорядоченную последовательность, и значение переменной порядкового типа определяется его местом в этой последовательности. За исключением переменных целых типов, значения которых могут быть как положительными, так и отрицательными, первый элемент любого порядкового типа имеет номер 0, второй элемент — номер 1 и т. д. Порядковый номер целого значения равен самому значению. Отношение порядка определяет общие для данных всех порядковых типов операции. Некоторые стандартные функции такого вида встроены в Object Pascal. Они представлены в табл. 1.1.

Для всех порядковых типов в Object Pascal существует операция задания типа для преобразования целых значений в значения соответствующих порядковых типов. Если Т — имя порядкового типа, а Х — целое выражение, то Т (X) воз-вращает значение Т с порядковым номером X.

Совет: Программисты, работающие на С и C++, для приращения или уменьшения значений переменных привыкли заметку использовать операторы «++» и «-», возвращающие следующее и предыдущее значения. Программисты Delphi всегда разбивают эти операции на более простые составляющие с помощью функций Pred, Succ. Dec и Inc.

Целые типы

В переменных целых типов информация представляется в виде целых чисел, т. е. чисел не имеющих дробной части. Определенные в Object Pascal целые типы подразделяются на физические (фундаментальные) и логические (общие). При программировании удобнее использовать логические целые типы, которые задают объем переменных в зависимости от типа микропроцессора и операционной среды таким образом, чтобы достигалась максимальная эффективность. Физические целые типы следует применять лишь в тех случаях, когда в первую очередь важны именно диапазон значений и физический объем переменной. В Object Pascal определены следующие целые типы.

Integer

Shortint

Smallint

Longint

Byte

Word

Cardinal

Обратите внимание, что один из этих целых типов назван именно целым (integer). Это может иногда приводить к путанице, но мы легко сможем ее избежать, применяя термин целый к группе типов, a integer — к конкретному типу, определяемому в программе этим ключевым словом. Переменные физических целых типов имеют разные диапазоны значений в зависимости от того, сколько байтов памяти они занимают (что равно значению, возвращаемому функцией SizeOf для данного типа). Диапазоны значений для всех физических типов перечислены в табл. 1.2.

Диапазоны значений и форматы физических целых типов не зависят от микропроцессора и операционной системы, в которых выполняется программа. Они не меняются (или, по крайней мере, не должны меняться) с изменением реализации или версии Object Pascal.

Диапазоны значений логических целых типов (Integer и Cardinal) определяются совершенно иным образом. Как видно из табл. 1.3, они никак не связаны с диапазонами соответствующих физических типов. Обратите внимание, что в Delphi по умолчанию задано 32-разрядное представление.

Совет: В С и C++ для целых значений определены типы int, short int (или просто short) и long int (или просто long). Тип int из C/C++ соответствует типу Integer из Delphi, a long из C/C++ — Longint из Delphi. Однако Shortint из C/C++ соответствует в Delphi не Shortint, a Smalltlnt. Эквивалент Shortint из Delphi в C/C++— это signed char. Тип unsigned char в C/C++ соответствует типу Byte из Delphi. В C/C++ существует еще тип unsigned long, аналога которому в Delphi нет.

Над целыми данными выполняются все операции, определенные для порядковых типов, но с ними все же удобнее работать как с числами, а не с «нечисленными порядковыми типами». Как и «живые» числа, данные целых типов можно складывать (+), вычитать (-) и умножать (*). Однако некоторые операции и функции, применяемые к данным целых типов, имеют несколько иной смысл.

Операция Результат

Abs (X) Возвращает абсолютное целое значение Х

Х Div Y Возвращает целую часть частного деления Х на Y

Х Mod Y Возвращает остаток частного деления Х на Y

Odd (X) Возвращает булево True (истина), если Х — нечетное целое, и False (ложь) — в противном случае

Sqr (X) Возвращает целый квадрат Х (т. е. Х*Х)

Совет: Будьте внимательны при перенесении численных выражений из одного языка в другой. В Basic, например, функция SQR вычисляет квадратный корень. В C/C++ целое деление обозначается косой чертой (/). В Delphi косая между двумя целыми даст действительный результат с плавающей запятой.

Символьные типы

Смысл символьных данных очевиден, когда они выводятся на экран или принтер. Тем не менее, определение символьного типа может зависеть от того, что подразумевать под словом символ. Обычно символьные типы данных задают схему взаимодействия между участками памяти разного объема и некоторым стандартным методом кодирования/декодирования для обмена символьной информацией. В классическом языке Pascal не задано никакой схемы, и в конкретных реализациях применялось то, что на том же компьютере мог использовать каждый.

В реализациях языка Pascal для первых микропроцессоров была применена 7-битовая схема, названная ASCII (American Standard Code for Information Interchange — Американский стандартный код для обмена информацией). Эта схема и поныне широко распространена, но информация хранится, как правило, в 8-битовых участках памяти. Дополнительный бит удваивает число возможных представлений символов, но реализации расширенного набора символов ASCII часто бывают далеки от стандарта. В данной версии Delphi определен набор 8-битовых символов, известный как расширенный (extended) ANSI (American National Standards Institute — Американский национальный институт стандартов). Как бы то ни было, символьную схему приходится воспринимать так, как ее воспринимает операционная система. Для оконных операционных систем фирмы Microsoft это схема ANSI, включающая ограниченное число предназначенных для вывода международных знаков. В стремлении же применить более обширный набор международных знаков весь компьютерный мир переходит к 16-битовой схеме, именуемой UNICODE, в которой первые 256 знаков совпадают с символами, определенными в схеме ANSI.

Для совместимости со всеми этими представлениями в Object Pascal определены два физических символьных типа и один логический.

Физические типы перечислены ниже.

AnsiChar

Однобайтовые символы, упорядоченные в соответствии с расширенным набором символов ANSI

WideChar

Символы объемом в слово, упорядоченные в соответствии с международным набором символов UNICODE. Первые 256 символов совпадают с символами ANSI

Символьные типы объемом в двойное слово (32 бит) отсутствуют.

Логический символьный тип именуется char. В классическом языке Pascal char— единственный символьный тип. В Delphi char всегда соответствует физическому типу данных AnsiChar. У американских программистов ассоциация символа с однобайтовой ячейкой памяти укоренилась за долгие годы настолько, что им зачастую просто не приходит в голову, что можно использовать другие схемы кодирования. Однако дискуссии по интернационализации программ в Internet и World Wide Web могут существенно изменить их отношение к проблеме объема символьных данных. Применяя логический тип char, следует делать реализации для других микропроцессоров и операционных систем, в которых char может определяться как WideChar. При написании программ, которые могут обрабатывать строки любого размера, для указания этого размера рекомендуется применять функцию SizeOf, не задавая ее жестко постоянной. Функция Ord (С), где С — любая переменная символьного типа, возвращает целое значение, которым символ С представлен в памяти.

Chr (X)

Преобразует целую переменную в переменную типа char с тем же порядковым номером. В Delphi это эквивалентно заданию типа Char (X)

UpCase

Преобразует строчную букву в прописную

Совет: Процессор не различает типы char, определенные в C/C++ и Delphi. Однако функционально каждый из этих языков трактует данный тип совершенно по-разному. В C/C++ это целый тип, переменной которого можно присваивать целые значения. Переменной int можно присвоить символьное значение, а переменной char — целое. В Delphi символьные типы жестко отделены от численных. Для присвоения численному значению символьного здесь необходимо воспользоваться функцией Ord. В языке Basic один символ представляется так же, как и строка символов. Функция Chr из Delphi эквивалентна функции CHRS из Basic. Функция Ord из Delphi, возвращающая код ANSI символьной переменной, подобна функции A3 С из Basic, аргумент которой представляет односимвольную строку.

Булевы типы

На ранней стадии обучения программисты осваивают понятие бита, два состояния которого можно использовать для записи информации о чем-либо, представляющем собой одно из двух. Бит может обозначать 0 или 1, ДА или НЕТ, ВКЛЮЧЕНО или ВЫКЛЮЧЕНО, ВЕРХ или НИЗ, СТОЯТЬ или ИДТИ. В Object Pascal информация о чем-либо, что можно представить как ИСТИНА (True) или ЛОЖЬ (False), хранится в переменных булевых типов. Всего таких типов четыре, и они представлены в табл. 1.4.

По аналогии с целыми и символьными типами, подразделяющимися на физические и логические, естественно предположить, что ByteBool, WordBool и LongBool — физические типы, Boolean — логический. Но в данном случае это не совсем так. Все четыре типа различны. Для Object Pascal предпочтителен тип Boolean, остальные определены для совместимости с другими языками программирования и операционными системами.

Переменным типа Boolean можно присваивать только значения True (истина) и False (ложь). Переменные ByteBool, WordBool и LongBool могут принимать и другие порядковые значения, интерпретируемые обычно как False в случае нуля и True — при любом ненулевом значении.

Совет: Булевы типы в Delphi можно сравнить с типом logical языка FORTRAN. В Basic, С и C++ булевы типы как таковые отсутствуют. Булевы выражения в этих языках применяются точно так же, как во всех остальных, однако результаты этих выражений интерпретируются не как значения отдельного типа, а как целые числа. Как в Basic, так и в C/C++ булевы выражения дают численные результаты, интерпретируемые как False в случае 0 и True — в случае любого ненулевого значения. Это совместимо с порядковыми значениями булевых выражений в Delphi. В C/C++ простые сравнения дают результат 1 (True) или 0 (False). Это эквивалентно булевым значениям Delphi. Только результат сравнения в Delphi выводится как булевый, а не целый. В большинстве случаев типу Boolean из Delphi соответствует тип char в C/C++. В Basic зарезервированы слова TRUE (эквивалентно константе –1) и FALSE (эквивалентно константе 0). В Basic TRUE меньше FALSE, в Delphi, наоборот, False меньше True.

Перечислимые типы

Type enum type = (first value, value2, value3, last value);

Обычно данные перечислимых типов содержат дискретные значения, представляемые не числами, а именами. Тип Boolean— простейший перечислимый тип в Object Pascal. Булевы переменные могут принимать два значения, выражаемые именами True и False, а сам тип определен в Object Pascal так, как будто он объявлен следующим образом:

Type Boolean = (False, True);

С помощью типа Boolean в Object Pascal выполняются сравнения, большинство же перечислимых типов — это просто списки уникальных имен или идентификаторов, зарезервированных с конкретной целью. Например, можно создать тип MyColor (мой цвет) со значениями myRed, myGreen и myBlue (мой красный, мой зеленый, мой синий). Это делается совсем просто:

Type MyColor = (myRed, myGreen, myBlue);

В этой строке объявлены четыре новых идентификатора: MyColor, myRed, myGreen и myBlue. идентификатором MyColor обозначен порядковый тип, следовательно, в синтаксисе Object Pascal можно применять этот идентификатор везде, где разрешены перечислимые типы. Остальные три идентификатора — это значения типа MyColor. Подобно символьным и булевым типам перечислимые не являются числами, и использовать их наподобие чисел не имеет смысла. Однако перечислимые типы относятся к порядковым, так что значения любого такого типа упорядочены. Идентификаторам в списке присваиваются в качестве порядковых номеров последовательные числа. Первому имени присваивается порядковый номер 0, второму — 1 и т. д.

Совет: В С и C++ есть тип enem, аналогичный перечислимому типу Delphi. Но в этих языках можно произвольно присваивать идентификаторам постоянные значения. В Delphi же соответствие имен и их значений фиксировано: первому имени присваивается значение 0, каждому последующему — на единицу больше. В С тип enum применяется лишь как средство быстрого определения набора целых постоянных. В C++ объявленные в перечислимом типе идентификаторы можно присваивать только переменным того же типа.

Поддиапазонные типы

Переменные поддиапазонного типа содержат информацию, соответствующую некоторому данному диапазону значений исходного типа, представляющего любой порядковый тип, кроме поддиапазонного. Синтаксис определения поддиапазонного типа имеет следующий вид:

Type subrange type = low value…high value;

Поддиапазонные переменные сохраняют все особенности исходного типа. Единственное отличие состоит в том, что переменной поддиапазонного типа можно присваивать только значения, входящие в заданный поддиапазон. Контроль за соблюдением этого условия задается командой проверки диапазона (range checking).

Необходимость явно определять поддиапазонный тип возникает нечасто, но все программисты неявно применяют эту конструкцию при определении массивов. Именно в форме поддиапазонной конструкции задается схема нумерации элементов массива.

Действительные типы

В переменных действительных типов содержатся числа, состоящие из целой и дробной частей. В Object Pascal определено шесть действительных типов. Все типы могут представлять число 0, однако они различаются пороговым (минимальным положительным) и максимальным значениями, которые могут представлять, а также точностью (количеством значащих цифр) и объемом. Действительные типы описываются в табл. 1.5.

Совет: Тип real предназначен для совместимости с ранними версиями Delphi и Borland Pascal. Формат этого типа неудобен для семейства процессоров Intel, поэтому операции с типом Real выполняются несколько медленнее операций над остальными действительными типами.

Целые типы представляют целые числа, т. е. числа, дробная часть которых равна нулю. Разница между двумя неодинаковыми целыми числами не может быть меньше единицы. Именно благодаря этому целые числа применяются для обозначения дискретных величин, независимо от того, имеют ли реальные объекты какое-либо отношение к числам. Действительные типы предназначены для представления чисел, которые могут иметь дробную часть, поэтому они полезны для представления величин, которые могут быть довольно близкими, почти непрерывными.

Заметьте, именно почти. Несмотря на название действительные, переменные этих типов отличаются от математических действительных чисел. В Object Pascal действительный тип — это подмножество математических действительных чисел, которые можно представить в формате с плавающей запятой и фиксированным числом цифр. Для невнимательных программистов ситуация усугубляется тем, что в стандартных форматах IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers — Институт инженеров — электриков и электронщиков), применяемых в программах Delphi и вообще в большинстве программ для Windows, возможно точное представление только чисел с фиксированным числом бит в дробной части. Удивительно, но такое простое число, как 0,1, записывается в расширенном формате IEEE с некоторой погрешностью, пусть очень небольшой. Из-за этого представление с плавающей запятой оказывается несколько неудобным для программ, в которых сохраняется и выводится фиксированное число десятичных разрядов численных значений. Это относится и к программам, работающим с "живыми" деньгами.

Для частичного решения этой проблемы в Object Pascal определены два формата с фиксированной запятой. Тип Comp (computational — вычислительный) содержит только целые числа в диапазоне от –263 +1 до 263 –1, что примерно соответствует диапазону от —9,2х10¹⁸ до 9,2х10¹⁸. При программировании операций с американской валютой разработчикам обычно приходится искать естественный способ записи денежных сумм, в котором целая часть числа определяет количество долларов, дробная — центов. Если такие значения записывать в переменные типа Comp, придется представлять их в виде целого числа центов. В этом случае следует умножать значение на 100 для обращения центов в доллары, а затем делить на 100, чтобы снова получить центы.

Этих забот можно избежать, если воспользоваться типом Currency. В этом случае задачу выбора масштаба возьмет на себя компилятор. Физически значения Currency записываются в память того же объема, что и Comp, как целые числа, однако компилятор не забывает вовремя разделить значение на 10 000 (не на 100!) для его приведения в соответствие с денежным знаком и умножить на 10 000 перед записью в память. Это обеспечивает абсолютную точность в четыре десятичных знака после запятой.

В Delphi есть модуль System, содержащий ряд процедур обработки данных действительных типов. Наиболее распространенные из них перечислены в табл. 1.6. Много полезных процедур содержится также в модулях SysUtils и Math.

Совет: Будьте внимательны при переносе численных выражений из одного языка в другой. В Basic функция SQR вычисляет квадратный корень, а функция Sqr из Delphi — квадрат числа. Для вычисления квадратного корня в Delphi применяется функция Sqrt.

В выражениях Delphi поддерживает три физических строковых формата: короткий (ShortString), длинный (LongString) и широкий (WideString). Их можно комбинировать в операторах присваивания и выражениях (все необходимые преобразования Delphi выполняет автоматически).

Переменные типов AnsiString и WideString — это динамически распределяемые массивы символов, максимальная длина которых ограничивается только наличием памяти. Разница между ними состоит в том, что в AnsiString знаки записываются в формате char, а в WideString— в формате WideChar. Обычно вполне достаточно одного типа AnsiString, однако при работе с международными наборами символов, такими как UNICODE, удобнее использовать WideString.

Тип ShortString — это, по существу, массив Array [0..255] of char. Первый его элемент задает динамическую длину строки, которая может принимать значения от 0 до 255 символов. Символы, составляющие строку, занимают места от 1 до 255. Тип ShortString предназначен, в основном, для обеспечения совместимости с ранними версиями Delphi и Borland Pascal.

Логический строковый тип именуется просто String. Отнесение его к типу AnsiString или ShortString задается командой $Н. По умолчанию задается { $Н+}, и String совпадает с AnsiString. Если задать команду {$Н— }, то String будет совпадать с ShortString и иметь максимальную длину, равную 255 символам.

Для совместимости с другими языками программирования в Delphi поддерживается класс строк с конечным нулем. Зарезервированных слов или идентификаторов для этого класса не существует.

Строки с конечным нулем состоят из ненулевых символов и оканчиваются символом с порядковым номером 0 (#0). В отличие от типов AnsiString, ShortString и WideString, строки с нулевым окончанием не имеют указателя длины. Конец в этих стоках обозначается нулем.

Физически строки с нуль-окончанием подобны массивам символов с нумерацией элементов от нуля, наподобие array [0. X] of char, где Х — некоторое положительное целое, большее нуля, хотя никаких объявлении подобного рода не происходит. Вместо этого определяется переменная-указатель P Char и распределяется необходимый объем памяти. При необходимости строке AnsiString можно присвоить тип P Char.

В табл. 1.7 перечислены некоторые процедуры и функции обработки данных строковых типов.

Совет: Программисты, работающие на С, привыкли записывать все строки в массивы с нуль-окончанием. Фактически они применяют в выражениях не строковые переменные, а указатели на них. Программисты, работающие на Basic, привыкли использовать строку как одно целое. Для типа AnsiString из Delphi годятся оба подхода.

На элементарном уровне наиболее полезными типами данных являются те, в которых содержится численная и строковая (символьная) информация. Объединив несколько образцов этих элементарных типов, можно создавать более сложные типы данных.

Структурные типы данных предоставляют возможность создавать новые типы, расширяя определения уже существующих таким образом, чтобы данные новых типов могли содержать более одного значения. Элементами данных структурных типов можно манипулировать как поодиночке, так и вместе, и эти элементы сами могут быть структурными. Никаких ограничений на подобное вложение одной структуры в другую не существует.

Ниже перечислены структурные типы, определенные в Delphi.

Записи

Массивы

Множества

Файлы

Классы

Указатели на классы

Перечисленные типы сами по себе обычно являются не типами, а структурными методами дополнения существующих типов.

Записи

С помощью зарезервированного слова record (запись) в одном типе можно объединять данные разных типов. Общий синтаксис объявления этого типа выглядит следующим образом:

record

fieldnamel: fieldtypel;

fieldname2, fieldname3: fieldtype2;

case optional tagfield: required ordinal type of

1: variantnamel: varianttype3;

2, 3: variantname2: varianttype4;

end;

Данное объявление состоит из фиксированной и вариантной частей. Однако вовсе не обязательно вставлять в одно объявление записи обе эти части. Обычно удобнее работать с каждой из этих частей отдельно.

Фиксированные записи

В фиксированной части записи определяется одно или несколько независимых полей. Каждому полю обязательно присваивается имя и тип:

record

fieldnamel: fieldtypel;

fieldname2, fieldname3: fieldtype2;

end;

Имея доступ к информации в записи, можно обрабатывать всю запись целиком (все поля одновременно) или только отдельное поле. Для обращения к отдельному полю наберите имя записи, точку и идентификатор поля, например

MyRec.Fieldnamel

Для доступа ко всей записи просто укажите ее имя.

Совет: В языке С эквивалентом фиксированного типа record из Delphi является struct. В C++ также определен тип struct, синтаксис которого совместим с типом struct из С. Однако в C++ этот тип имеет дополнительные особенности, благодаря чему напоминает тип Class из Delphi.

Вариантные записи

Вариантная часть типа record дает возможность по-разному трактовать область памяти, совместно занимаемую вариантами поля:

record

case optional tagfield: required ordinal type of

1: variantnamel: varianttype3;

2, 3: variantname2: varianttype4;

end;

Совет: Термин вариантный в отношении записей не имеет ничего общего с типом Variant, который мы рассмотрим в следующем разделе данной главы. Вариантные поля, несмотря на свое название, никогда не имеют тип Variant. Объявление этого типа в любом месте вариантной части записи запрещено.

Все варианты занимают в памяти одно место. Каждый вариант обозначается некоторой постоянной. При желании можно получать доступ ко всем полям всех вариантов одновременно, однако это может иметь смысл только в наиболее простых случаях, когда точно известно, как именно информация каждого варианта записывается в память.

Каждый вариант обозначается минимум одной константой. Все константы должны быть порядковыми и совместимыми по типу с меткой поля.

Необязательное поле — это идентификатор дополнительного поля в фиксированной части записи, общий для всех вариантов. Обычно с его помощью определяют, когда к какому варианту обращаться.

Необязательное поле можно не указывать, однако порядковый тип необходим. При отсутствии необязательного поля программе придется выбирать подходящий вариант каким-то иным образом.

Данные некоторых типов бессмысленно интерпретировать различным образом, и в Object Pascal на некоторые критические типы наложено соответствующее ограничение. Как следствие, в вариантную часть записи нельзя включать длинные строки и переменные типа Variant, а также структурные переменные, содержащие эти типы.

Совет: В С и C++ эквивалентом вариантному типу записи из Delphi является тип union.

Массивы

Массивы могут быть одно — или многомерными, как в следующем примере.

array [ordinaltype] of typedefinition;

array [ordinal typel, ordinal type2] of type definition;

Каждый массив содержит некоторое количество элементов информации одного типа. Для обращения к элементу массива надо указать имя массива и индекс элемента, заключенный в квадратные скобки. Обратите внимание, что число элементов массива в каждом измерении задается порядковым типом (ordinaltype). Для этого можно воспользоваться идентификатором некоторого типа (например, Boolean или AnsiChar), однако на практике обычно явно задается поддиапазон целых.

Количество элементов массива равно произведению количеств элементов во всех измерениях.

Для обращения к элементу массива укажите имя этого массива и индекс элемента в квадратных скобках. Пусть, например, массив определен следующим образом:

var MyArray: Array [1..10] of Integer;

Тогда обращение к его третьему элементу будет выглядеть, как MyArray[З], и выполняться, как к переменной Integer.

Совет: Понятие массива существует в большинстве языков программирования, однако синтаксис, как правило, в каждом случае свой. В языках Basic и FORTRAN вместо квадратных скобок применяются круглые. В С и C++ элементы массива нумеруются с нуля, в FORTRAN — с единицы. В Basic нумерация начинается с нуля или единицы, в зависимости от результата последнего выполнения оператора OPTION BASE. В некоторых версиях Basic можно задавать верхнее и нижнее значения индексов, как это делается в Delphi. В С и C++ обращение к массиву эквивалентно обращению к его первому (нулевому) элементу. В Delphi это будет обращением ко всему массиву.

Множества

Зарезервированное слово set (множество) определяет множество не более чем из 256 порядковых значений:

Set of ordinal type

Минимальный и максимальный порядковые номера исходного типа (на основе которого определяется множественный тип) должны быть в пределах между 0 и 255. Переменная множественного типа содержит (или не содержит) любое значение исходного порядкового типа. Каждое значение из заданного диапазона может принадлежать или не принадлежать множеству. Рассмотрим следующий пример.

Type CharSet = set of AnsiChar; // Тип множества символов. ANSI.

var MyAlphaSet: CharSet; // Переменная типа CharSet.

Переменная set может содержать все элементы множества или не содержать ни одного. При присвоении значения переменной множественного типа элементы множества (порядковые значения) указываются в квадратных скобках:

MyAlphaSet:= ['А', 'Е', 'Г, 'О', 'U', 'Y']; // Все прописные гласные.

Пустые квадратные скобки задают пустое множество, не содержащее ни одного элемента. Это относится ко всем множественными типам.

Совет: Во многих языках структурный множественный тип отсутствует. Вместо него можно применять что-либо наподобие битовых образов или битовых полей.

Файловый тип

Тип file предназначен для доступа к линейной последовательности элементов, которые могут представлять данные любого типа, кроме содержащих типы file и class. Объявление файлового типа подобно объявлению массива, только без указания числа элементов.

file of Typel // Файл определенного типа, содержащий

// записи фиксированной длины.

file // Файл без типа или „блочный“.

textfile // Файл с записями переменной длины, разделенными символами CR

//и LF („возврат каретки“ и „новая строка“).

Механизм ввода-вывода информации как никакой другой аспект программирования зависит от языка и реализации. В большинстве случаев предполагается, что программисту незачем вникать во внутреннюю структуру переменных, управляющих вводом-выводом, и при передаче информации следует полностью полагаться на предназначенные для этого процедуры. Их реализация должна оставаться чем-то наподобие черной магии. В Basic файлы обозначаются числовыми значениями — дескрипторами. В C/C++ программисты манипулируют указателями на структуру FILE. И только в Delphi файловая структура — это переменная.

Переменная указательного типа содержит значение, указывающее на переменную обычного типа — адрес этой переменной (табл. 1.8).

pointer // Указатель без типа.

^typel // Указатель с типом.

Если исходный тип (тип переменной, на которую должен ссылаться указатель) еще не объявлен, его надо объявить в том же разделе объявления типов, что и тип указателя.

Только исходный тип указателей может совпадать с собственно типом.

Указатели и адресные функции

Информация, содержащаяся в переменной указательного типа, — это адрес некоторого участка в машинной памяти. Эти значения задаются во время работы программы и могут меняться от одного запуска к другому. Следующие функции обеспечивают доступ к адресной информации в программе и тестирование переменных-указателей.

Функция Описание

Addr Возвращает адрес указанного объекта

Assigned Проверяет, равно ли значение процедурной функции Nil

Ptr Преобразует адрес в указатель

Зарезервированное слово Nil указывает значение указателя, который ни на что не указывает. Такие указатели называют неопределенными. В Object Pascal только при определении указателей можно нарушать правило, по которому все указываемые идентификаторы, в том числе идентификаторы типов, должны быть объявлены выше. Здесь можно указать идентификатор еще необъявленного типа, как в следующем примере:

type

PointerType = ^NotYetDefinedType;

Однако необъявленный тип необходимо объявить ниже в том же блоке объявления типов.

Определенный в Object Pascal тип Pointer— это указатель без типа. Обратиться к переменной через такой указатель невозможно (к переменной типа Pointer нельзя дописывать символ „^“). Однако можно задать ей другой указательный тип.

По значениям переменных тип Pointer совместим с остальными указательными типами.

Совет: Во многих языках указательные типы как таковые отсутствуют. Однако в С и C++ они есть и определяются звездочкой перед типом объявляемой переменной. Указатели в C/C++ трактуются наподобие целых переменных. Программисты Delphi избегают подобного манипулирования указателями.

Указатели удобны для записи информации заданного типа и обращения к переменным. Однако записывать адреса процедур и функций довольно опасно. Программистам, работавшим с ранней версией Turbo Pascal, приходилось основательно изучать способы размещения процедур и функций в памяти и обращения к ним. Процедурные типы существенно упрощают эту проблему, позволяя трактовать процедуры и функции как значения, которые можно присваивать переменным и передавать в качестве параметров.

Объявление процедурного типа подобно объявлению заголовка процедуры или функции. Единственная разница состоит в том, что опускается имя, следующее обычно после ключевых слов procedure и function.

Вне типа Class в Object Pascal разрешены только глобальные процедурные переменные. Это означает, что процедурной переменной не может быть присвоена процедура или функция, объявленная внутри другой процедуры или функции.

Кроме того, в Delphi можно применять данные процедурных типов, представляющих собой методы. При выполнении программы можно обращаться к определенным методам определенных переменных-объектов. Использование методов в качестве данных процедурных типов позволяет модифицировать поведение переменной-объекта некоторого класса, не объявляя нового класса с новыми методами.

В Delphi указатели процедурного типа на методы применяются для сопоставления событий с образцами текста программы. С точки зрения синтаксиса, единственное отличие процедурного типа для метода от обычного процедурного типа состоит в фразе of object, следующей за прототипом процедуры или функции в случае метода. Особым образом применяется в процедурных методах указательное значение Nil. Это единственное указательное значение, которое можно присвоить процедурной переменной. После присвоения такого значения процедурная переменная становится неопределенной. Состояние определенности можно проверить с помощью функции Assigned.

Глобальные процедурные типы и процедурные типы для методов взаимно несовместимы. Нельзя присваивать значение одного типа переменной другого.

Физически процедурные типы в Delphi совпадают с указательными, однако они различаются синтаксически, поэтому нельзя обращаться к функции или процедуре через указатель. Тем не менее при обращении к процедурной переменной задействуется именно значение указательного типа. В C/C++ переменная может иметь тип указателя на функцию. В версиях языка С до введения стандарта ANSI для обращения к соответствующей функции приходилось явно адресовать указатель. В версиях С, со-ответствующих стандартам ANSI, возможны как явная, так и неявная адресации указателей. Delphi удобна для тех, кому близок стиль ANSI.

Тип Variant

Тип Variant предназначен для представления значений, которые могут динамически изменять свой тип. Если любой другой тип переменной зафиксирован, то в переменные типа Variant можно вносить переменные разных типов. Шире всего тип Variant применяется в случаях, когда фактический тип данных изменяется или неизвестен в момент компиляции.

Вариантные значения

При рассмотрении типа Record мы ознакомились с вариантной частью записи, где в одном фрагменте памяти можно хранить информацию нескольких типов. Такой метод недостаточно нагляден. Много ли пользы от того, чтобы найти в памяти действительное значение с фиксированной запятой и интерпретировать его, как целое! Тип Variant (не имеющий ничего общего с вариантной частью записи) более „проворен“ и полезен в управлении данными разных типов. Переменным типа Variant можно присваивать любые значения любых целых, действительных, строковых и булевых типов. Для совместимости с другими языками программирования предусмотрена также возможность присвоения этим переменным значений даты/времени и объектов OLE Automation. Кроме того, вариантные переменные могут содержать массивы переменной длины и размерности с элементами указанных типов.

Все целые, действительные, строковые, символьные и булевы типы совместимы с типом Variant в отношении операции присваивания. Вариантные переменные можно сочетать в выражениях с целыми, действительными, строковыми, символьными и булевыми; при этом все необходимые преобразования Delphi выполняет автоматически. Можно произвольно задавать для выражении тип Variant в форме Variant (X).

В Object Pascal определены два особых значения Variant. Значение Unassigned применяется для указания, что вариантной переменной пока не присвоено значение какого бы то ни было типа. Значение Null указывает на наличие в переменной данных неизвестного типа или потерю данных. Разницу между этими двумя значениями трудно уловить. Значение Unassigned присваивается вариантным переменным автоматически при их создании, независимо от того, локальная это переменная или глобальная, и является ли она частью другой, структурной, переменной, такой как запись или массив. Unassigned означает, что к данной вариантной переменной еще не обращались. Null же означает, что к вариантной переменной обращались, но не ввели в нее никакой информации. Таким образом, Null указывает, что значение вариантной переменной недействительно или отсутствует.

Вариантные переменные предоставляют широкие возможности формирования выражений с переменными разных типов. Однако за это приходится платить большим, по сравнению с жестко задаваемыми типами, расходом памяти. К тому же на выполнение операций с вариантными переменными требуется больше времени.

Интересна проблема использования вариантной переменной как массива. Элементы этого массива должны быть одного типа. На первый взгляд, это вполне естественное условие. Однако элементам массива можно присвоить и тип Variant! Тогда каждый элемент сможет содержать информацию разных типов, в том числе массив Variant. Как правило, вариантные массивы создаются с помощью процедуры VarArrayCreate.

Для передачи двоичной информации между контроллерами автоматизации OLE и серверами обычно применяются вариантные массивы с элементами varByte. Вариантные массивы типа varByte не могут подвергаться никаким преобразованиям. Нельзя также переформатировать содержащуюся в них двоичную информацию. Эффективный доступ к ним осуществляется с помощью процедур VarArrayLock и VarArrayUnlock.

Элементы вариантного массива не могут иметь тип varString. Для создания вариантных массивов со строковыми элементами следует выбрать тип varOleStr.

Процедуры обработки вариантных массивов

В табл. 1.9 перечислены стандартные процедуры и функции обработки вариантных массивов, определенные в модуле System.

В табл. 1.10 перечислены типы значении, которые можно присваивать вариантным переменным, и вариантные типы результата.

Вариантные переменные в отношении операции присвоения совместимы с элементарными типами данных Object Pascal (Integer, Real, String и Boolean). Все нужные преобразования Delphi выполняет автоматически. При необходимости конкретно указать, что вариантное значение надо интерпретировать как целое, действительное, строковое или булево, следует задать тип в форме TypeName (V), где TypeName — идентификатор соответствующего типа, V— выражение Variant. Задание типа изменяет только способ считывания значения из вариантной переменной, а не само значение внутри ее. Внутреннее же представление изменяется с помощью процедур VarAsType и VarCast.

OLE Automation

Вариантные переменные удобно применять для изменения свойств объектов OLE Automation и вызова методов этого объекта. Чтобы инициировать эту возможность, необходимо подключить модуль OleAuto.

Синтаксис вызова метода или обращения к свойству объекта OLE Automation такой же, как вызова из созданного класса. Есть, однако, несколько важных отличии. Во-первых, вызов метода объекта OLE Automation происходит по схеме позднего связывания, т. е. компилятор не проверяет, существует ли данный метод и правильно ли определены типы параметров. Для компилятора приемлемы любой идентификатор метода и любое число параметров разных типов. А это означает, что при выполнении вызванного таким образом метода может произойти ошибка.

Что же касается идентификаторов методов объекта OLE Automation, то они могут содержать любые алфавитные символы из международного набора, в том числе а, ь и ш.