我學Delphi心得及筆記—-使用者自訂資料類型(第三講)

Pascal 語言的一個重要特徵是它能自訂資料類型。通過各種類型構造器，你可以定義自己的資料類型，如子界類型、數群組類型、記錄類型、枚舉類型、指標類型和集合類型。最重要的使用者定義資料類型是類（class），類是Object Pascal的物件導向擴充部分，本書不討論這部分。

你可能會認為其它程式設計語言也有諸如此類的類型構造器，確實如此，但是Pascal 是第一個完美實現這一理論的語言。至今仍然沒有語言有能力定義那麼多的資料類型。

命名及不命名的類型

為了後續使用或直接用於變數，需要給自訂類型命名。如果自訂一個命名的類型，你必須將代碼放在特定的type區，如下所示：

type  // subrange definition  Uppercase = 'A'..'Z';  // array definition  Temperatures = array [1..24] of Integer;  // record definition  Date = record    Month: Byte;    Day: Byte;    Year: Integer;  end;  // enumerated type definition  Colors = (Red, Yellow, Green, Cyan, Blue, Violet);  // set definition  Letters = set of Char;

你也可使用類型定義構造器直接定義一個變數，此時無需顯式命名，如下面的代碼：

var  DecemberTemperature: array [1..31] of Byte;  ColorCode: array [Red..Violet] of Word;  Palette: set ofColors;

注意：一般來說，你應該避免使用上述不命名類型，因為你不能把它們作為參數傳給常式，也不能用於聲名同一類型的其他變數。實際上，Pascal的類型相容規則是基於類型名的，而不是基於實際的類型定義。兩個類型相同的變數仍有可能是不相容的，除非他們的類型有完全相同的名字。對於不命名類型，需要編譯器給它分配一個內部名字，因此對於資料結構複雜的變數，要習慣於定義命名資料類型，你一定不會為此白費工夫的。

但是上述自訂類型有什麼意義呢？如果你不太熟悉Pascal類型構造器，通過下面內容你會瞭解它，此外下面還談到了同類構造器在不同語言中的差異，因此如果你已熟知上面例舉的類型定義，不妨往下讀，你會對其中內容感興趣的。最後，我將示範一些Delphi例子，並介紹一些能動態訪問類型資訊的工具。

子界類型

子界類型定義了某種類型的取值範圍（因此定名subrange）。你可定義整數類型的子界類型，如取值從1到10或從100到1000，或者定義字元 類型的子界類型，如下所示：

type  Ten = 1..10;  OverHundred = 100..1000;  Uppercase = 'A'..'Z';

定義子界類型時，你不需要指定基類的名字，而只需提供該類型的兩個常數。所用基類必須是有序類型，定義結果將是另一種有序類型。

如定義一個子界變數，那麼賦給該變數的值必須是子界定義範圍內的值。下面代碼是正確的：

var  UppLetter: UpperCase;begin  UppLetter := 'F';

以下代碼則是不正確的:

var  UppLetter: UpperCase;begin  UppLetter := 'e'; // compile-time error

以上代碼將導致一個編譯錯誤：“Constant expression violates subrange bounds”。

如果代之以下面代碼：

var  UppLetter: Uppercase;  Letter: Char;begin  Letter :='e';  UppLetter := Letter;

Delphi 編譯會通過，但在運行時，如果你開啟了範圍檢查編譯選項（在工程選項對話方塊的編譯器頁設定），你將得到 Range check error （範圍檢測錯誤）資訊。

注意：建議你在開發程式時開啟上述編譯選項，以使程式更健壯並易於調試。這樣即使遇上錯誤，你也會得到一個明確的資訊而不是難以琢磨的行為。最終完成程式時你可以去掉這個選項，使程式運行得快一些，不過影響很小。因此我建議你開啟所有運行時的檢測選項，如溢出檢查和堆棧檢查，甚至提交程式時仍然保留它們。

枚舉類型 

 枚舉類型又是一種自訂有序類型。在枚舉類型中,你列出所有該類型可能取的值，而不是指定現有類型的範圍。換句話說，枚舉類型是個可取值的序列。見下例：

type  Colors = (Red, Yellow, Green, Cyan, Blue, Violet);  Suit = (Club, Diamond, Heart, Spade);

序列中每個值都對應一個序號，序號從0開始計數。使用Ord 函數，即可得到一個枚舉類型值的序號。例如，Ord (Diamond) 傳回值1。

注意：枚舉類型有多種內部標記法。預設時，Delphi 用8位標記法；如果有多於256個不同的值，則用16位標記法。還有一種32位標記法，需要與C、C++庫相容時會用到。使用$Z 編譯指令可改變預設設定，請求更多位的標記法。

集合類型

集合類型表示一組值，該組值由集合所依據的有序類型定義。定義集合的常用有序類型不多，一般為枚舉類型或子界類型。如果子界類型取值為1..3，那麼基於它的集合類型值可以是1、或2、或3、或1和2、或1和3、或2和3、或取所有3個數、或一個數也沒有。

一個變數通常包含該類型對應的一個值，而集合類型可以不包含值、包含一個值、兩個值、三個值，或更多，它甚至可以包含定義範圍內所有的值。下面定義一個集合：

type  Letters = set of Uppercase;

現在我可以用上面類型來定義變數，並把原始類型的值賦給變數。為了在集合中表示一組值，需要用逗號將值隔開，最後用方括弧結尾。下例顯示了多值、單值和空值的變數賦值：

var  Letters1, Letters2, Letters3: Letters;begin  Letters1 := ['A', 'B', 'C'];  Letters2 := ['K'];  Letters3 := [];

在Delphi中，集合一般用於表示有多種選擇的標記。例如下面兩行代碼（摘自Delphi庫）聲明了一個枚舉類型，其中列出了視窗條上可選的表徵圖，並聲明了相應的集合類型：

type  TBorderIcon = (biSystemMenu, biMinimize, biMaximize, biHelp);  TBorderIcons = set of TBorderIcon;

數群組類型

數群組類型定義了一組指定類型的元素序列，在方括弧中填入下標值就可訪問數組中的元素。定義數組時，方括弧也用來指定可能的下標值。例如，下面的代碼中定義了一個有24個整數的數組：

type  DayTemperatures = array [1..24] of Integer;

在數組定義時，你需要在方括弧中填入一個子界類型的值，或者用兩個有序類型的常量定義一個新的子界類型，子界類型指定了數組的有效索引。由於子界類型指定了數組下標值的上界和下界，那麼下標就不必象C、C++、JAVA和其他語言那樣必須從零開始。

由於數組下標基於子界類型，因此Delphi 能夠對它們進行範圍檢查。不合法的常量子界類型將導致一個編譯時間錯誤；如果選上編譯器範圍檢查選項，那麼超出範圍的下標值將導致一個已耗用時間錯誤。

使用上述數組定義方法，定義一個DayTemperatures 類型的變數如下：

type  DayTemperatures = array [1..24] of Integer;var    DayTemp1: DayTemperatures;  procedure AssignTemp;  begin    DayTemp1 [1] := 54;  DayTemp1 [2] := 52;  ...  DayTemp1 [24] := 66;  DayTemp1 [25] := 67; // compile-time error

數組可以是多維的，如下例：

type  MonthTemps = array [1..24, 1..31] of Integer;  YearTemps = array [1..24, 1..31, Jan..Dec] of Integer;

這兩個數組建立在相同的核心類型上，因此你可用前面定義的資料類型聲明它們，如下面代碼所示：

type  MonthTemps = array [1..31] of DayTemperatures;  YearTemps = array [Jan..Dec] of MonthTemps;

上例的聲明把索引的次序前後調換了一下，但仍允許變數之間整塊賦值。例如：把一月份的溫度值賦給二月份：

var  ThisYear: YearTemps;begin  ...  ThisYear[Feb] := ThisYear[Jan];

你也能定義下標從零開始的數組，不過這似乎不太合邏輯，因為你需要用下標2來訪問數組第三項。然而，Windows一直沿用了從零開始的數組（因為它是基於C語言的），並且Delphi 控制項陳列庫也在往這方向靠攏。

使用數組時，你總要用標準函數Low和 High來檢測它的邊界，Low和 High返回下標的下界和上界。強烈建議使用Low和 High運算元組，特別是在迴圈中，因為這樣能使代碼與數組範圍無關，如果你改變數組下標的範圍聲明，Low和 High代碼不會受影響；否則，如果代碼中有一個數組下標迴圈體，那麼當數組大小改變時你就不得不更新迴圈體的代碼。Low和 High將使你的代碼更易於維護、更穩定。

注意：順便提一下，使用Low和 High不會增加系統運行額外開銷。因為在編譯時間，他們已被轉換成常數運算式，而不是實際函數調用。其他簡單的系統函數也是這樣。

記錄類型

記錄類型用於定義不同類型資料項目的固定集合。記錄中每個元素，或者說域，有它自己的類型。記錄類型定義中列出了所有域，每個域對應一個網域名稱，通過網域名稱可以訪問它。

下面簡單列舉了記錄類型的定義、類型變數的聲明以及這類變數的使用：

type  Date = record    Year: Integer;    Month: Byte;    Day: Byte;  end;  var  BirthDay: Date;  begin  BirthDay.Year := 1997;  BirthDay.Month := 2;  BirthDay.Day := 14;

類和對象可以看作是記錄類型的擴充。Delphi 庫趨向於用類替代記錄類型，不過Windows API中定義了許多記錄類型。

記錄類型中允許包含variant 域，它表示多個域能公用同一記憶體區，而且域可以是不同類型（這相應於C語言中的聯合union）。換句話說，你可以通過variant 域或說是一組域訪問記錄中同一個記憶體位置，但是各個值仍需區別對待。variant類型主要用來存貯相似但又不同的資料，進行與類型映射(typecasting)相似的類型轉換（自從typecasting 引入Pascal，已很少用到這種方法了）。雖然Delphi在一些特殊情況下還在用variant 記錄類型，但是現在已經被物件導向技術或其他現代技術代替了。

variant 記錄類型的應用不符合型別安全原則，因此不提倡在編程中使用，初學者更是如此。實際上，專家級的編程人員確實需要用到variant 記錄類型，Delphi 庫的核心部分就用到了這一類型。不管怎樣，除非你是個Delphi 專家，否則你應避免使用variant記錄類型。

指標

指標是存放指定類型（或未定義類型）變數記憶體位址的變數，因此指標間接引用一個值。定義指標不需用特定的關鍵字，而用一個特殊字元，這個特殊字元是脫字元號(^)，見下例：

type  PointerToInt = ^Integer;

一旦你定義了指標變數，你就可以用@ 符號把另一個相同類型變數的地址賦給它。見下例：

var  P: ^Integer;  X: Integer;begin  P := @X;  // change the value in two different ways  X := 10;  P^ := 20;  

如果定義了一個指標P，那麼P表示指標所指向的記憶體位址，而P^表示記憶體所儲存的實際內容。因此，在上面的代碼中， P^ 與X相等。

除了表示已指派記憶體的地址外，指標還能通過New 常式在堆中動態分配記憶體，不過當你不需要這個指標時，你也必須調用Dispose 常式釋放你動態分配的記憶體。

Delphi 還定義了一個Pointer 資料類型，它表示無類型的指標（就象C語言中的void* ）。如果你使用無類型指標，你應該用GetMem 常式，而不是New常式，因為GetMem 常式能用於記憶體配置大小不確定的情況。

實際上，Delphi 中必須使用指標的情況很少，這是Delphi開發環境一個誘人的優點。雖然如此，若要進行進階編程和完全理解Delphi 物件模型，理解指標是很重要的，因為Delphi 物件模型在幕後使用了指標。

注意：雖然在Delphi中不常使用指標，但是你經常會用一個極為相似的結構--引用（references）。每個對象執行個體實際上是一個隱含的指標，或說是對其實際資料的引用，利用引用，你能象用其他資料類型一樣使用物件變數。

檔案類型

另一個Pascal特定的類型構造器是檔案類型（file）。檔案類型代表物理磁碟檔案，無疑是Pascal語言的一個特殊類型。按下面的方式，你可以定義一個新的資料類型：

type  IntFile = file of Integer;

然後，你就能開啟一個與這個結構相應的物理檔案、向檔案中寫入整數、或者從檔案中讀取當前的值。

Pascal 檔案類型的使用很直觀，而且Delphi 中也定義了一些控制項用於檔案儲存和裝載，以及對資料流和資料庫的支援。