Коднянко В.А. Программирование на языке Object Pascal в среде Delphi (14)

14. Указатели

В языке есть средство, разрешающее запрашивать память динамически, т. е. по необходимости. Это позволяет уменьшить объем кода программы и экономно расходовать оперативную память. Такое средство представляет собой специальный тип, называемый указателем. Имеется два типа ука-зателей: указатель на объект некоторого типа и указатель без типа.

Тип Pointer образует указатель без типа. Указатель на тип имеет синтаксис:

^ Имя типа

Примеры объявления указателей:

Type

tDinArr = Array[1 .. 1000, 100] of String[255]; {обычный тип}
tDinArrPtr = ^tDinArr; {указатель на тип tDinArr}
tRecPtr = ^tRec; {указатель на тип записи, который описан ниже}
tTRec = Record {обычный тип-запись}
A: Integer;
B: Real;
C: String[255];
End;

Var
DinArr: tDinArr; {обычная запись}
DinArrPtr: tDinArrPtr; {указатель на тип}
RecPtr: tRecPtr; {указатель на тип-запись}
Pn1, Pn2: Pointer; {указатели без типа}

Модули System и SysUtils содержат большое количество типов для работы с указателями. Эти типы могут быть использованы для повышения эффективности пользовательских программ, в которых используются указатели. К их числу относятся: PAnsiString, PString, PByteArray, PCurrency, PExtended и ряд других указателей. Впрочем, эти типы могут быть легко заменены стандартными типами. Например PString эквивалентен ^String и т.д.

14.1. Операции с указателями

Для указателей допустимы операции присваивания и сравнения. Указателю можно присваивать:

содержимое указателя такого же типа;

константу Nil (пустой указатель);

адрес объекта с помощью функции Addr;

адрес с помощью оператора @;

адрес, построенный функцией Ptr.

Пример:

TrPt:= Nil;
Klo1Ptr:= Klo2Ptr;
P1:=@Pp; {эквивалентно P1:= Addr(Pp);}
P2:= Ptr($B701);

14.2. Стандартные процедуры и функции для работы с указателями

Procedure GetMem(Var: P: Pointer; Size: Word);

Выделяет блок памяти размера Size и присваивает адрес начала блока указателю P.

Procedure FreeMem(Var: P: Pointer; Size: Word);

Освобождает блок памяти размера Size, адресованный указателем P.

Ниже приведен подробный пример, демонстрирующий экономный процесс копирования текстового файла 't1.txt' в файл 't2.txt' с использованием указателя Buffer.

Var

F1, F2: file; {объявление файловых переменных}

Buffer: PChar; {объявление указателя на строку }
begin

AssignFile(F1, 't1.txt'); {связывание F1 с файлом 't1.txt'}

Reset(F1, 1); {файл открыт для ввода/вывода}

AssignFile(F2, 't2.txt'); {связывание F2 с файлом 'text.txt'}

Rewrite(F2, 1); {файл открыт для вывода}
try

Size := FileSize(F1); {вычисления размера файла}

GetMem(Buffer, Size); {выделение памяти под чтение файла}

try

BlockRead(F1, Buffer^, Size); {считывание всего файла 't1.txt'}

BlockWrite(F2, Buffer^, Size); {запись в файл 't2.txt'}
finally

FreeMem(Buffer); {освобождение памяти}

end;
finally

CloseFile(F1); {закрытие файла F1}

CloseFile(F2); {закрытие файла F2}
end;

end;

В этом примере объявлен указатель на строку Buffer с завершающим нулем, которая будет использована для копирования файла 't1.txt' в файл 't2.txt'. Для этого оператором GetMem для переменной Buffer^ будет динамически выделен блок памяти размером, равным размеру файла. Далее оператором BlockRead файл 't1.txt', связанный файловой переменной F1, будет считан в Buffer^ и затем оператором BlockWrite переменная Buffer^ будет записана в файл 't2.txt', связанный с файловой переменной F2. Для предотвращения исключительных ситуаций пример содержит два вложенных блока try – finally – end. Внутренний блок обслуживает возможный сбой в ситуации, когда по какой-либо причине файл не удалось прочитать или записать операторами BlockRead или BlockWrite. Такой способ гарантирует освобождение памяти оператором FreeMem как в случае успешного копирования, так и в случае возможного сбоя. Внешний блок обслуживает ситуацию, когда у системы возможно нет того объема памяти, который запрашивает оператор GetMem. В любых вариантах – при успешном или безуспешном копировании файла – следующие за последним finally операторы CloseFile закроют открытые операторами Reset и Rewrite файлы F1 и F2 и позволяет программе продолжить работу.

Procedure New(Var: P: Pointer);

Создает новую динамическую переменную того типа, на который ссылается указатель. Эквивалентна оператору GetMem(P, SizeOf(P^));

Procedure Dispose(Var: P: Pointer);

Уничтожает динамическую переменную, на которую указывает P. Эквивалентна оператору FreeMem(P, SizeOf(P^));

Procedure ReallocMem(var P: Pointer; Size: Integer);

Процедура работает следующим образом:

если P= Nil и Size = 0, то оператор не выполнит никаких действий;

если P= Nil и Size > 0, то оператор сработает аналогично GetMem;

если P <> Nil и Size = 0, то оператор сработает аналогично FreeMem.

Function Addr(X): Pointer;

Адрес указанного имени.

14.3. Прочие процедуры и функции для работы с указателями

В модулях System и SysUtils объявлены процедуры и функции, которые могут найти применение в пользовательских программах. Ниже дано описание некоторых функций и процедур.

Function GetHeapStatus: THeapStatus;

Расположена в модуле System. Дает сведение о состоянии распределен-ной и доступной программе памяти. Тип функции имеет вид

THeapStatus = record

TotalAddrSpace: Cardinal;

TotalUncommitted: Cardinal;

TotalCommitted: Cardinal;

TotalAllocated: Cardinal;

TotalFree: Cardinal;

FreeSmall: Cardinal;

FreeBig: Cardinal;

Unused: Cardinal;

Overhead: Cardinal;

HeapErrorCode: Cardinal;
end;

Function AllocMem(Size: Cardinal): Pointer;

Выделяет блок памяти и устанавливает каждый байт "в нуль". Освобо-ждение памяти можно выполнить с помощью процедуры FreeMem.

Procedure GetMemoryManager(var MemMgr: TMemoryManager);

Дает текущее состояние менеджера памяти – специальной записи с типом:

TMemoryManager = record
GetMem: function(Size: Integer): Pointer;
FreeMem: function(P: Pointer): Integer;
ReallocMem: function(P: Pointer; Size: Integer): Pointer;
end;

Procedure SetMemoryManager(var MemMgr: TMemoryManager);

Устанавливает менеджер памяти – выполняет операции выделения и освобождения памяти в соответствии с предварительно установленными в менеджере памяти значениями.

14.4. Глобальные переменные AllocMemCount и AllocMemSize

В модуле System объявлены две глобальные переменные, значения которых могут быть использованы при контроле за динамически создаваемыми и разрушаемыми пользовательскими переменными.

AllocMemCount – количество блоков выделенной памяти.

AllocMemSize – размер блоков выделенной памяти.

К Меню