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Delphi - Record记录和变体记录

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发表于 2023-9-21 10:22:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
Delphi - Record记录和变体记录
  1. //Integer类型刚好是4个字节,ShortInt类型是1个字节,但是Windows中内存是4字节分配,

  2. //所以这里其实还是4个字节,用SizeOf可以看到这个record的大小是8字节,这样虽然浪

  3. //费了空间,但是加快了速度(Windows内存分配中的边界对齐原理)

  4. TPerson = record

  5. Age: Integer;

  6. Sex: ShortInt;

  7. end;

  8. TPackedPerson = packed record

  9. Age: Integer;

  10. Sex: ShortInt; //使用packed record,用Sizeof可以看到这个record的大小是5字节;

  11. end;



  12. TEmployee = record

  13. ID: Integer; //Integer是4字节

  14. case Integer of

  15. 0:(YearMoney: Integer); //YearMoney和MonthMoney共用内存,按最大内存分配

  16. 1:(MonthMoney: ShortInt); //该record的大小是8字节

  17. end;



  18. TTagEmployee = record

  19. ID: Integer;

  20. case Grade: Integer of //这里加入了Grade变量

  21. 0:(YearMoney: Integer); //YearMoney和MonthMoney共用内存,按最大内存分配

  22. 1:(MonthMoney: ShortInt); //该record的大小是12字节(ID+Grade+YearMoney)

  23. end;
复制代码
1.在DELPHI中,我们用record关键字来表明一个记录,有时候,我们还会看到用packed record来声明的记录,这二者的区别就在于存储方式的不同;在windows中,内存的分配一次是4个字节的,而Packed按字节进行内存的申请和分配,这样速度要慢一些,因为需要额外的时间来进行指针的定位。因此如果不用Packed的话,Delphi将按一次4个字节的方式申请内存,因此如果一个变量没有4个字节宽的话也要占4个字节!这样浪费了一些空间,但提高了效率。

2.变体记录的规则:

       (1)Long  String、WideString、Dynamic  Array、Interface的大小都是指针大小,OleVariant其实就是COM  SDK中的VARIANT结构,大小是16字节。但在Object  Pascal中它们都需要自动终结化,如果它们出现在variant  part中,编译器就无法知道它们是否应该进行终结化――因为不知道当前存储的是哪种类型,因此他们不能出现在变体记录类型中,或者用类似String[10]来定义;

(2)所有变体字段共享一段内存,而共享内存的大小则由最大变体字段决定—“最长”的变量决定;

(3)当tag存在时,它也是记录的一个字段。也可以没有tag。

(4)记录的变体部分的条件域必须是有序类型——Case后面跟的类型必须是Boolean,Integer等等有序类型。

(5)记录类型中可以含有变体部分,有点象case语句,但没有最后的end,变体部分必需在记录中其他字段的声明之后。

3.最经典的变体记录,Delphi中的TMessage结构:

变体结构也就是变体记录, 是一个比较复杂的概念. 专家不提倡使用.

一个最大的无符号整数(Cardinal)是 4294967295, 它的大小是 4 字节, 它的二进制表示是:

11111111 11111111 11111111 11111111

它的低字节的值是 11111111, 也就是十进制的 255
  1. //测试:

  2. var

  3. c: Cardinal;

  4. begin

  5. c := 4294967295;

  6. ShowMessage(IntToStr(Lo(c))); {会显示: 255; Lo 是获取低字节值的函数}

  7. end;
复制代码

一个 Byte 类型的最大值是 255, 它的大小是 1 个字节, 用二进制表示是:11111111

假如把一个 Cardinal 类型的值赋给一个 Byte 类型的值, Byte 将只取 Cardinal 的最低字节.

  1. //测试:

  2. var

  3. c: Cardinal;

  4. b: Byte;

  5. begin

  6. c := 4294967295;

  7. b := c;

  8. ShowMessage(IntToStr(b)); {255}



  9. c := 258; {二进制表示: 00000000 00000000 00000001 00000010}

  10. b := c; {b 将只获取: 00000010}

  11. ShowMessage(IntToStr(b)); {2}

  12. end;
复制代码

这是我们能否会想到, 在结构会储存时, 一个可以储存 Cardinal 的空间, 当然也能得放下一个 Byte 值;

如果这个值非此即彼, 我们完全不需要两个储存空间.

我猜测, 这应该是 Delphi 设计变体记录的初衷.

  1. //假如有这样一个员工登记表

  2. type

  3. TpersonRec = record

  4. ID: Integer; {员工编号}

  5. case Boolean of {根据分类}

  6. True: (A: Cardinal); {如果是股东, 登记年薪}

  7. False: (B: Word); {如果不是, 登记日薪}

  8. end;

  9. var

  10. personRec: TpersonRec;

  11. begin

  12. {先算一算这个结构的大小:
  13. ID 是 Integer 类型, 应该是 4 字节大小;
  14. A 是 Cardinal 类型, 也应该是 4 字节大小;
  15. B 是 Word 类型, 应该是 2 字节大小;
  16. 合计为 10 个字节.
  17. }

  18. {可事实, TpersonRec 只有 8 个字节}

  19. ShowMessage(IntToStr(SizeOf(TpersonRec))); {8}

  20. {
  21. 原因是: 字段 A 和 字段 B 公用了一个储存空间;
  22. 当然这个储存空间得依着大的, 是 Cardinal 的尺寸 4 个字节.
  23. }

  24. //赋值测试:

  25. personRec.ID := 110;

  26. personRec.A := 100000; {一看就知道是个股东}

  27. //取值:

  28. ShowMessage(IntToStr(personRec.A)); {100000; 这不可能有错, 十万大洋}

  29. //但是:

  30. ShowMessage(IntToStr(personRec.B)); {34464 ?! 难道这是工人的日薪吗?}

  31. {
  32. 首先, A 和 B 两个字段占用同一个空间, 给其中一个赋值, 另一个当然也就有值了;
  33. 但因为数据类型的容量不同, 它们的值有可能是不一样的.
  34. 在很多情况下, 我们可能根本不去理会另一个值, 但如果的确需要呢?
  35. 看下一个例子:
  36. }

  37. end;



  38. type

  39. TpersonRec = record

  40. ID: Integer;

  41. case tag: Boolean of {在这里加了一个 tag 变量}

  42. True: (A: Cardinal);

  43. False: (B: Word);

  44. end;

  45. var

  46. personRec: TpersonRec;

  47. begin

  48. {我们可以用 tag 变量来区分, 记录中变体部分的值到底是谁的, 譬如:}

  49. personRec.ID := 110;

  50. personRec.tag := True;

  51. personRec.A := 100000; {股东的的年薪}

  52. personRec.ID := 111;

  53. personRec.tag := False;

  54. personRec.B := 100; {工人的日薪}

  55. end;



  56. //最经典的变体结构莫过于 Delphi 定义的 TMessage 结构了, 两组数据分分合合都是一体, 多么巧妙啊!

  57. TMessage = packed record

  58. Msg: Cardinal;

  59. case Integer of

  60. 0: (

  61. WParam: Longint;

  62. LParam: Longint;

  63. Result: Longint);

  64. 1: (

  65. WParamLo: Word;

  66. WParamHi: Word;

  67. LParamLo: Word;

  68. LParamHi: Word;

  69. ResultLo: Word;

  70. ResultHi: Word);

  71. end;
复制代码

Records(记录)

记录(类似于其它语言中的结构)表示不同种类的元素的集合,每个元素称为“字段”,声明记录类型时

要为每个字段指定名称和类型。声明记录的语法是

  1. type recordTypeName = record

  2. fieldList1: type1;

  3. ...

  4. fieldListn: typen;

  5. end
复制代码

这里,recordTypeName 是一个有效标志符,每个type 表示一种类型,每个fieldList 是一个有效标志符或

用逗号隔开的标志符序列,最后的分号是可选的。(哪个分号?是最后一个字段的,还是end 后面的?)

比如,下面的语句声明了一个记录类型TDateRec:

  1. type

  2. TDateRec = record

  3. Year: Integer;

  4. Month: (Jan, Feb, Mar, Apr, May, Jun, Jul, Aug, Sep, Oct, Nov, Dec);

  5. Day: 1..31;

  6. end;
复制代码

TDateRec 包含3 个字段:一个整数类型的Year,一个枚举类型的Month,和另一个子界类型的Day。标


志符Year、Month 和Day 是TDateRec 的字段,它们的行为就像变量。声明并不会为Year、Month 和Day


分配内存,只有在实例化时才进行分配,像下面的样子:

  1. var Record1, Record2: TDateRec;
复制代码

上面的变量声明创建了两个TDateRec 实例,分别叫做Record1 和Record2。

你可以用记录名作限定符、通过字段名来访问字段:

  1. Record1.Year := 1904;

  2. Record1.Month := Jun;

  3. Record1.Day := 16;

  4. //或使用with 语句:

  5. with Record1 do

  6. begin

  7. Year := 1904;

  8. Month := Jun;

  9. Day := 16;

  10. end;
复制代码

现在,你可以把Record1 的值拷贝给Record2:

  1. Record2 := Record1;
复制代码

因为字段名的范围被限定在记录本身,你不必担心字段名和其它变量发生冲突。

Instead of defining record types, you can use the record ... construction directly in variable declarations:

除了定义记录类型,你也可以使用record ...构造直接声明变量:

  1. var S: record

  2. Name: string;

  3. Age: Integer;

  4. end;
复制代码

但是,这样不能让你重复使用类型声明,并且,这样声明的类型不是赋值兼容的,即使它们(记录)的


结构完全相同。


Variant parts in records(记录中的变体部分,变体记录)


一个记录类型能拥有变体部分,它看起来就像case 语句,在声明中,变体部分必须跟在其它字段的后面。


要声明一个变体记录,使用下面的语法:

  1. type recordTypeName = record

  2. fieldList1: type1;

  3. ...

  4. fieldListn: typen;

  5. case tag: ordinalType of

  6. constantList1: (Variant1);

  7. ...

  8. constantListn: (Variantn);

  9. end;
复制代码

声明的前面部分(直到关键字case)和标准记录类型一样,声明的其余部分(从case 到最后一个可选的

分号,)称为变体部分,在变体部分

tag 是可选的,它可以是任何有效标志符。如果省略了tag,也要省略它后面的冒号(:)。

ordinalType 表示一种有序类型。

每个constantList 表示一个ordinalType 类型的常量,或者用逗号隔开的常量序列。在所有的常量

中,一个值不能出现多次。

每个Variant 是一个由逗号隔开的、类似于fieldList: type 的声明列表,也就是说,Variant 有下面

的形式:

  1. fieldList1: type1;

  2. ...

  3. fieldListn: typen;
复制代码

这里,每个fieldList 是一个有效标志符,或是由逗号隔开的标志符列表,每个type 表示一种类型,


最后一个分号是可选的。这些类型不能是长字符串、动态数组、变体类型或接口(都属于动态管


理类型),也不能是包含上述类型的结构类型,但它们可以是指向这些类型的指针。


变体记录类型语法复杂,但语义却很简单:记录的变体部分包含几个变体类型,它们共享同一个内存区


域。你能在任何时候,对任何一个变体类型的任何字段读取或写入,但是,当你改变了一个变体的一个


字段,又改变了另一个变体的一个字段时,你可能覆盖了自己的数据。如果使用了tag,它就像记录中


非变体部分一个额外的字段,它的类型是ordinalType。


变体部分有两个目的。首先,假设你想创建这样一个记录:它的字段有不同类型的数据,但你知道,在


一个(记录)实例中你永远不需要所有的字段,比如:

  1. type

  2. TEmployee = record

  3. FirstName, LastName: string[40];

  4. BirthDate: TDate;

  5. case Salaried: Boolean of

  6. True: (AnnualSalary: Currency);

  7. False: (HourlyWage: Currency);

  8. end;
复制代码

这里的想法是,每个雇员或者是年薪,或者是小时工资,但不能两者都有。所以,当你创建一个TEmployee

的实例时,没必要为每个字段都分配内存。在上面的情形中,变体间的唯一区别在于字段名,但更简单

的情况是字段拥有不同的类型。看一下更复杂的例子:

  1. type

  2. TPerson = record

  3. FirstName, LastName: string[40];

  4. BirthDate: TDate;

  5. case Citizen: Boolean of

  6. True: (Birthplace: string[40]);

  7. False: (Country: string[20];

  8. EntryPort: string[20];

  9. EntryDate, ExitDate: TDate);

  10. end;

  11. type

  12. TShapeList = (Rectangle, Triangle, Circle, Ellipse, Other);

  13. TFigure = record

  14. case TShapeList of

  15. Rectangle: (Height, Width: Real);

  16. Triangle: (Side1, Side2, Angle: Real);

  17. Circle: (Radius: Real);

  18. Ellipse, Other: ();

  19. end;
复制代码

对每个记录类型的实例,编译器分配足够的内存以容纳最大变体类型的所有字段。可选的tag 和


constantLists(像上面例子中的Rectangle、Triangle 等)对于编译器管理字段没有任何作用,它们只是为


了程序员的方便。


使用变体记录的第二个原因是,你可以把同一个数据当作不同的类型进行处理,即使在编译器不允许类


型转换的场合。比如,在一个变体类型中,它的第一个字段是64 位实数,在另一个变体类型中,第一个


字段是32 位整数,你可以把一个值赋给实数(字段),然后再当作整数来读取它的前32 位值(比如,把


它传给一个需要整数参数的函数)。






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