Delphi和C的類比：指針、字符串、函數指針、內存分配等

在學習Delphi的時候，一個很好的建議是和C/C++去類比着學習，從指針，到內存管理，到數組，到面向對象……各個方面，都是有不少能夠類似和或者也有不一樣的方，類比着學習，一方面加深對Delphi的理解，一方面加深對C/C++的理解，一方面加深對計算機系統的理解，一方面加深對面向對象的理解……由1向多能夠很方便的擴展，並且徹底不衝突，徹底是互相促進的過程。因此學習要有技巧！

你們都認爲，C語言之因此強大，以及其自由性，很大部分體如今其靈活的指針運算上。所以，說指針是C語言的靈魂，一點都不爲過。同時，這種說法也讓不少人產生誤解，彷佛只有C語言的指針才能算指針。Basic不支持指針，在此不論。其實Pascal語言自己也是支持指針的。從最初的Pascal發展至如今的Object Pascal，能夠說在指針運算上，絲絕不會遜色於C語言的指針

類型指針的定義

對於指向特定類型的指針，在C中是這樣定義的

int * iPtr;
char *cPtr;

與之等價的Object Pascal是如何定義的呢？

var
    iPtr : ^Integer;
    cPtr : ^char;　　//注意 ^ 符號是放在類型的前面

其實也就是符號的差異而已

無類型指針的定義

C中有 void * 類型，也就是能夠指向任何類型數據的指針。Object Pascal爲其定義了一個專門的類型：Pointer。因而Delphi的

ptr : Pointer;

等價於C的

void *ptr;

指針的解除引用

要解除指針引用（即取出指針所指向區域的值），C的語法是

*ptr

而Object Pascal的語法是

ptr^　　//注意 ^ 符號是放在指針變量的後面

取地址（指針賦值）

取某對象的地址而且將其賦值給指針變量，C的語法是

int i = 4;
int *iPtr = &i;

而Object Pascal的語法是

i : Integer;
iPtr : ^Integer;
iPtr := @i;

也只是符號的差異而已

指針運算

在C中，能夠對指針進行移動的運算，如

char a[20];
char *ptr = a;
ptr++;
ptr +=2;

當執行ptr++時候，編譯器會產生讓ptr前進sizeof(char)步長的代碼，以後，ptr將指向a[1]。ptr+=2;這句使得ptr前進兩個sizeof(char)大小的步長。一樣，咱們來看一下Object Pascal中如何實現

var
    a : array[1..20] of Char;　　//注意Delphi裏面定義數組變量的這一種方法
    ptr : ^char;  
begin
    ptr := @a;　　//此處不一樣於C，C中數組名就是指針，
                 //而在Delphi中還須要使用取數組名地址的語法：@a
    Inc(ptr);    //這句等價於C的ptr++
    Inc(ptr, 2);    //這句等價於C的ptr+=2;
end;

動態內存分配

在C中，使用malloc()庫函數分配內存，free()函數釋放內存。如這樣的代碼：

int *ptr, *ptr2;
int i;
ptr = (int *)malloc(sizeof(int) * 20);
ptr2 = ptr;　　//由於後來可能要對ptr指針進行操做，爲了保存分配的內存空間的地址，
              //因此要用新的指針 ptr2來記錄分配的內存地址，保證後面能夠在使用完
              //內存後進行free，而不會形成內存泄露
for(i=0; i<20; i++){
    *ptr = 1;
    ptr++;
}
free(ptr2);
ptr2 = NULL;

在Object pascal中，動態內存分配的函數是GetMem()，與之對應的釋放函數是FreeMem()，（傳統的Pascal中獲取內存的函數是New()和Dispose()，可是New()只能獲取對象的單個實體的內存大小，沒法取得連續的存放多個對象的內存塊）。所以，與上面那段的C代碼等價的Object Pascal的代碼是：

var
    ptr, ptr2 : ^Integer;
    i : Integer;
begin
    GetMem(ptr, sizeof(Integer)*20);
    //這句話等價於C的ptr = (int *)malloc(sizeof(int) * 20);
    ptr2 := ptr;    //保留原始指針的位置
    for i:=0 to 19 do
    begin
        ptr^ :=i;    //注意指針的解除引用的語法格式
        Inc(ptr);
    end;
    FreeMem(ptr2);
    ptr2:= nil;
end.

對於上面的例子（不管是C的仍是Object Pascal的），都須要注意一個問題，就是分配內存的單位是字節（BYTE），所以在使用GetMem時候，其第二個參數若是想寫成20，那麼就會出問題（內存訪問越界）。由於GetMem(ptr, 20);實際上只分配了20個字節的內存空間，而一個整型的大小是4字節，那麼訪問第5個以後的全部元素都是非法的了（對於malloc()參數也是同樣）

字符數組的運算

C語言中，是沒有字符串類型的，所以，字符串都是用字符數組實現的，因而也就有了一套str 開頭的庫函數用於進行字符數組的運算，如如下的代碼

char str[15];
char *ptr;
strcpy(str, "teststr");
strcat(str, "_testok");
ptr = (char *)malloc(sizeof(char) * 15);
strcpy(ptr, str);
printf(ptr);
free(ptr);
ptr = NULL;

而在Object Pascal中，有了String類型，所以能夠很方便的對字符串進行各類運算。可是，有時候咱們的Pascal代碼須要與C進行交互（好比：用Object Pascal的代碼調用C寫的DLL或者用Object Pascal寫的DLL準備容許用C寫客戶端的代碼）的話，就不能使用string類型了，而必須使用兩種語言通用的字符數組。其實，Object Pascal提供了徹底類似C的一整套字符數組的運算函數，以上的那段代碼的Object Pascal的版本是

var
    str : array[1..15] of char;
    ptr : ^char;
begin
    StrCopy(@str, 'teststr');    //在C中，數組的名稱能夠直接做爲數組的首地址指針用，
                                //可是在Delphi裏面要注意，要在str前面加上取地址運算符
    StrCat(@str, '_testok';
    GetMem(ptr, sizeof(char) * 15);
    StrCopy(ptr, @str);
    Write(ptr);    
    FreeMem(ptr);
    ptr:= nil;
end;

函數指針

在動態調用DLL的函數時候，就會用到函數指針。假設用C寫一段代碼以下：

typedef int (*PVFN)(int);    //定義函數指針類型
int main(){
    HMODULE hModule = LoadLibrary("test.dll");
    PVFN pvfn = NULL;
    pvfn = (PVFN)GetProcAddress(hModule, "Function1");
    pvfn(2);    
    FreeLibrary(hModule);
}

C語言中定義函數指針的類型typedef代碼的語法有些晦澀，而一樣的代碼在Object Pascal中卻很是易懂

type
    PVFN = Function(para : Integer) : Integer;    //這裏定義的PVFN是一個類型，而不是一個實例
var
    fn : PVFN;    //要使用PVFN類型的函數指針，就須要生成一個實例
    //或者能夠直接定義 fn : function(para : Integer) : Integer;
    hm : HMOUDLE;
begin
    hm := LoadLibrary("test.dll");
    fn := GetProcAddress(hm, 'Function1');
    fn(2);
    FreeLibaray(hm);
end;

附加說明：

Delphi的指針功能很是強大，全部C中可以實現的指針Delphi都能實現，上面認爲Delphi指針不是強項的只是一種誤解（或者對指針的機制只知其一;不知其二）

因爲Pascal語言的限制，用Delphi的指針不少狀況下須要強制類型轉換，Delphi中提供了不少指針類型，並且很是方便的是你能夠自定義本身的指針類型

一個經驗是：要掌握一種數據類型而且熟練靈活應用，一個比較好的辦法是別考慮什麼類型是什麼名字，而只須要考慮這種類型的變量將佔用多少字節。凡是字節數畝相同的數據類型均可以認爲是同一種類型，提供不一樣的類型只是爲了編譯器可以更方便的查找錯誤而已，好比：Integer、Pointer、PChar、TSmallPoint甚至是attay[0..3] of char你均可以把他們當成是同一類型加以使用（有了這種思路，能夠實現很大的程序靈活性的代碼高效性）