深入Delphi编程
左轻侯(Windows优化大师的作者,优化大师就是用Delphi写的)
刚刚接触的Delphi的朋友,可能最感兴趣的就是它丰富、强大的VCL(可视化构件库)。仅仅向窗体上扔几个构件,甚至不用动手写代码,就能很容易地做出一个有实用价值的程序,真是令人激动。但是,VCL只是Delphi的一小部分,Delphi的优秀远远不只是表现在VCL上。如果你仅仅停留在使用VCL这一阶段,那么你永远也不可能成为一个真正的Delphi高手。记住,必须超越VCL,才能够接触到Delphi的核心。 那么,在Delphi的VCL后面,到底隐藏着什么呢?本文将讨论两个比较高级的Delphi主题:OOP和数据库编程。 本文假定读者已经具有Delphi编程的基础知识,例如,熟悉Pascal语言的一般语法,掌握简单的VCL使用,会使用Data-Ware构件编写基本的数据库程序,等等。本文不会重复VCL的使用这样的问题。 1、OOP OOP的英文全称是Object Oriented Programming,翻译过来就是面向对象编程。OOP是一种非常重要的编程思想。也许你会对这种抽象的东西不感兴趣,可是几乎任何一个高手都会告诉你:“语言并不重要,重要的是编程思想。” 大家知道,Delphi的语言基础是Object Pascal。这是Borland在传统的Pascal语言中增加了面向对象的特性后发展而成,并且特地冠以Object的字样,以示与传统的Pascal语言的差别,可见面向对象技术对其影响之大。可以说,Delphi构建在Object Pascal的基础之上,而Object Pascal构建在面向对象技术之上。 事实上,不但Delphi,OOP也是C++、Java等其他许多现代编程语言的基础(Visual Basic不完全地支持OOP)。熟练地掌握OOP技术,是深入掌握Delphi的必要条件,是迈入高手境界的必经之路,也是一个成熟的程序员的标志之一。理解了OOP技术之后,很多以前令你困惑的东西会迎刃而解。 有趣的是,虽然Delphi是完全基于OOP的,但是一个完全不了解OOP的程序员也能够使用Delphi编写程序,因为Delphi会自动完成绝大多数的工作。当你开始学习Delphi的时候,你可能无法想象,当简单地往窗体上添加一个按钮时,Delphi会完成多么复杂的工作吧!但是既然有志于深入Delphi的世界,成为一个真正的程序员,我们就应该对Delphi的细节具有好奇心。 这些理论可能会让人觉得枯燥和望而生畏,其实当你掌握了它之后就会觉得没什么了。当然,你需要有足够的毅力。 OOP有三个主要的特征: 1.1 数据封装 让我们先看一段代码: type TDate = class Mouth,day,Year:Integer; procedure SetValue(m,d,y:Integer); function LeapYear:Boolean; end; 我们首先会看到class关键字,它的中文译名为“类”。类是一个非常重要的概念。根据权威的定义,类是:一种用户定义的数据类型,它具有自己的说明和一些操作。一个类中含有一些内部数据和一些过程或函数形式的对象方法,通常来描述一些非常相似的对象所具有的共同特征和行为。 这个定义可能比较晦涩。你可以把类想象为一种特殊的Record类型,其中不但可能包含数据,而且可能包含函数和过程(在OOP中称之为方法)。这些数据和方法被统称为类的成员。 上面这个类很显然是一个日期类型,它包括Mouth,Day,Year这三个数据成员,和SetValue、LeapYear这两个方法。顺便说一句,在Delphi中,习惯以字母T作为每个类的前缀,就象Viusal C++中习惯以字母C作为每个类的前缀一样。 Mouth,Day,Year这三个数据成员指定了该日期的年、月、日。SetValue方法为这三个数据成员赋值,而LeapYear检查当前日期所在的那一年是否是闰年。下面我们给出这两个方法的实现部分: procedure TDate.SetValue(m,d,y):Integer; begin Mouth := m; Day := d; Year := y; end; function TDate.LeapYear:Boolean; begin if (Year mod 4 <> 0) then LeapYear := False else if (Year mod 100 <> 0) LeapYear := True else if (Year mod 400 <> 0) LeapYear := False else LeapYear := True; end; 实现了这些定义之后,就可以这样调用它们: var ADay: TDate; begin //建立一个对象 ADay := TDate.create; //使用之 ADay.SetValue(1,1,2000); if ADay.LeapYear then ShowMessage('闰年:' + Inttostr(ADay.year)); //释放对象 ADay.free; end; 我们来逐行解释这些代码的含义。var后面那一行声明了一个TDate类的变量。 声明了变量之后,我们怎么使用它呢?使用TDate类的Create方法可以建立一个该类的对象,并将其赋予ADay变量。 现在我们又接触到了OOP中另一个重要的概念:对象。什么是对象?简言之,对象就是类的实例,或者说,是类定义的数据类型的变量。当建立一个类的对象时,系统为它分配一块内存。例如我们定义一个变量A为Integer类型,那么,Integer是一个数据类型,A就是一个实例。类与对象的关系就类似于这两者之间的关系。区别类和对象是非常重要的,甚至一些专业的程序员都往往将他们搞混。 细心的读者可能注意到,在TDate类的定义中,并没有Create这个方法。那么这个Create方法是从哪里来的呢?Create方法是每一个Class都具有隐含的方法,它的作用是建立这个类的实例。请注意,在这里,类和其他的数据类型是不同的。其他的数据类型都是声明了变量之后就可以直接使用,而类类型必须在使用Create方法创建它的实例(对象)之后才能使用。 事实上,在C++和其他大多数的OOP语言中,声明一个类的变量就能够同时建立起这个类的对象。而Delphi(包括它的孪生兄弟C++ Builder)在这方面与众不同,必须要Create一下才能真正建立对象。同时,在这个对象不再需要时,必须要手工调用free方法释放这个对象(当然,free方法也是每个类隐含的)。这和Delphi独特的“对象引用模型”有关,有兴趣的朋友可以查阅有关资料,我就不多说了。 这种情况造成了一个非常有趣的现象,那就是,编程的初学者往往忘记在使用对象之前create它,从而出错,但从C++转向Delphi的高手也常常犯同样的错误…… 顺便告诉大家一个诀窍,当编译器出现“Read of Address: ffffffff”这样的错误时,多半是因为在使用对象之前忘了Create,可以从这方面入手检查代码。另外,也千万不要忘记在不需要它时使用free释放掉,否则可能造成内存泄漏。 在建立和释放对象的代码的中间,是使用对象的代码。访问对象的数据成员非常简单,和Record类型没有什么区别。可以点号表达式来访问它们: ADay.Year := 2000; ADay.Mouth := 1; ADay.Day := 1; 同样,也可以使用点号表达式来调用对象的方法。如果你阅读了方法实现部分的代码,你可以很容易地发现,ADay.SetValue(1,1,2000)这一句分别为三个数据成员赋了值,而ADay.LeapYear调用则返回当前日期所在年是否为闰年。至此,整段代码的意义也就清楚了。 然而,类不仅仅这么简单。上面这个例子是一个非常简单的类,可以直接访问它的任何成员(数据和方法)。但某些类的成员是不能被随便访问的。Delphi中用三个关键字区分这些成员的访问权限: 表1
Private 该类型的成员只能在声明类中被访问 Public 该类型的成员可以被程序中的任何地方的代码访问 Protected 该类型的成员只能在声明类以及声明类的派生类中被访问
Protected类型的成员以及什么是“派生类”等问题我们留到以后再进行讨论,现在我们将注意力集中在前两者。 Public类型就是在上面例子中的那种类型,这个很好理解。而Private类型,根据表格中的简单解释,只能在该成员被声明的那个类(也就是该成员所属的那个类啦)中被访问,越出这个界限,它就是不可见的。那么,Private类型的成员将如何被使用呢?简单地说,就是通过一个Public类的方法来访问它。 让我们看一个新的例子: type TDate = class private Mouth,day,Year:Integer; Public procedure SetValue(m,d,y:Integer); function LeapYear:Boolean; function GetText:String; end; 在这个类中,Mouth,Day,Year这三个成员被声明为Private成员,因此它们在类以外的其它地方是不可访问的。也就是说,如果你使用 ADay.Year := 2000; 这样的代码,那么编译器将会报错。但是,我们可以照样通过SetValue方法为它们赋值: ADay.SetValue(1,1,2000); 这行代码是合法的,因为SetValue本身是TDate类的成员,而且它又是一个Public成员。而使用GetText方法则可以得到当前日期值(这也是得到当期日期值的唯一办法)。 这样的设置使得类的一些成员被隐含起来,用户只能用一些专门的方法来使用它们。那些可以被外部代码访问的成员称之为类的接口。这样做有什么好处呢?首先,这让类的作者可以检测被赋值的内容。比如,用户可能给一个对象赋予13月40日这样的无效日期。而在隐含了一些成员之后,类的作者可以在方法的代码中检测这些值是否有效,从而大大地减少了产生错误的机会。其次,使用规范的类,作者可以随时修改类内部的代码,而使用该类的代码却无需任何修改!这样使得代码的维护成了一件轻松的事件,特别是对于多人协作的大型软件而言。 这就叫做数据的封装(encapsulation)。这是OOP的第一个特征。一个优秀的OOP程序员,应该在设计类的时候,就确定将哪些重要的数据封装起来,并给出一个高效率的接口。 需要指出的一点是,表1中Private部分的论述对于“标准的”OOP语言(例如C++)是完全正确的,但对于Delphi有一个例外。在Delphi中,Private成员除了在声明类中可以访问外,在声明类所在的单元(.pas文件)中的任何地方都能被访问,不论这些代码与声明类的关系如何。严格来说,这是违反OOP的原则的,我不明白Borland为何要这么做(据说是为了方便)。在关于Delphi的优劣性的讨论中,这是常被涉及的一个问题。