第四章 用户自定义数据类型

Pascal 语言的一个重要特征是它能自定义数据类型。通过各种类型构造器，你可以定义自己的数据类型，如子界类型、数组类型、记录类型、枚举类型、指针类型和集合类型。最重要的用户定义数据类型是类（class），类是Object Pascal的面向对象扩展部分，本书不讨论这部分。
命名及不命名的类型
为了后续使用或直接用于变量，需要给自定义类型命名。如果自定义一个命名的类型，你必须将代码放在特定的type区，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;

你也可使用类型定义构造器直接定义一个变量，此时无需显式命名，如下面的代码：

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

注意：一般来说，你应该避免使用上述不命名类型，因为你不能把它们作为参数传给例程，也不能用于声名同一类型的其他变量。实际上，Pascal的类型兼容规则是基于类型名的，而不是基于实际的类型定义。两个类型相同的变量仍有可能是不兼容的，除非他们的类型有完全相同的名字。对于不命名类型，需要编译器给它分配一个内部名字，因此对于数据结构复杂的变量，要习惯于定义命名数据类型，你一定不会为此白费工夫的。
但是上述自定义类型有什么意义呢？如果你不太熟悉Pascal类型构造器，通过下面内容你会了解它，此外下面还谈到了同类构造器在不同语言中的差异，因此如果你已熟知上面例举的类型定义，不妨往下读，你会对其中内容感兴趣的。最后，我将演示一些Delphi例子，并介绍一些能动态访问类型信息的工具。
子界类型
子界类型定义了某种类型的取值范围（因此定名subrange）。你可定义整数类型的子界类型，如取值从1到10或从100到1000，或者定义字符类型的子界类型，如下所示：

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

定义子界类型时，你不需要指定基类的名字，而只需提供该类型的两个常数。所用基类必须是有序类型，定义结果将是另一种有序类型。
如定义一个子界变量，那么赋给该变量的值必须是子界定义范围内的值。下面代码是正确的：

var
UppLetter: UpperCase;
begin
UppLetter := 'F';
枚举类型 枚举类型又是一种自定义有序类型。在枚举类型中,你列出所有该类型可能取的值，而不是指定现有类型的范围。换句话说，枚举类型是个可取值的序列。见下例：[code]type
Colors = (Red, Yellow, Green, Cyan, Blue, Violet);
Suit = (Club, Diamond, Heart, Spade);

序列中每个值都对应一个序号，序号从0开始计数。使用Ord 函数，即可得到一个枚举类型
值的序号。例如，Ord (Diamond) 返回值1。
集合类型
集合类型表示一组值，该组值由集合所依据的有序类型定义。定义集合的常用有序类型不多
，一般为枚举类型或子界类型。如果子界类型取值为1..3，那么基于它的集合类型值可以
是1、或2、或3、或1和2、或1和3、或2和3、或取所有3个数、或一个数也没有。
一个变量通常包含该类型对应的一个值，而集合类型可以不包含值、包含一个值、两个值、
三个值，或更多，它甚至可以包含定义范围内所有的值。下面定义一个集合：

type
Letters = set of Uppercase;

现在我可以用上面类型来定义变量，并把原始类型的值赋给变量。为了在集合中表示一组值
，需要用逗号将值隔开，最后用方括号结尾。下例显示了多值、单值和空值的变量赋值：

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

数组类型
数组类型定义了一组指定类型的元素序列，在方括号中填入下标值就可访问数组中的元素。
定义数组时，方括号也用来指定可能的下标值。例如，下面的代码中定义了一个有24个整数
的数组：

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

在数组定义时，你需要在方括号中填入一个子界类型的值，或者用两个有序类型的常量定义
一个新的子界类型，子界类型指定了数组的有效索引。由于子界类型指定了数组下标值的
上界和下界，那么下标就不必象C、C++、JAVA和其他语言那样必须从零开始。
由于数组下标基于子界类型，因此Delphi 能够对它们进行范围检查。不合法的常量子界类型
将导致一个编译时间错误；如果选上编译器范围检查选项，那么超出范围的下标值将导致一个
运行时间错误。
使用上述数组定义方法，定义一个DayTemperatures 类型的变量如下：

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

数组可以是多维的，如下例：

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

这两个数组建立在相同的核心类型上，因此你可用前面定义的数据类型声明它们，如下面代
码所示：

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

上例的声明把索引的次序前后调换了一下，但仍允许变量之间整块赋值。例如：把一月份的
温度值赋给二月份：

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

你也能定义下标从零开始的数组，不过这似乎不太合逻辑，因为你需要用下标2来访问数组第
三项。然而，Windows一直沿用了从零开始的数组（因为它是基于C语言的），并且Delphi
控件库也在往这方向靠拢。
使用数组时，你总要用标准函数Low和 High来检测它的边界，Low和 High返回下标的下界
和上界。强烈建议使用Low和 High操作数组，特别是在循环中，因为这样能使代码与数组范
围无关，如果你改变数组下标的范围声明，Low和 High代码不会受影响；否则，如果代码中
有一个数组下标循环体，那么当数组大小改变时你就不得不更新循环体的代码。Low和 High
将使你的代码更易于维护、更稳定。
注意：顺便提一下，使用Low和 High不会增加系统运行额外开销。因为在编译时，他们已被转
换成常数表达式，而不是实际函数调用。其他简单的系统函数也是这样。
Delphi主要以数组属性的形式使用数组。我们已经在 TimeNow 例子中看到过数组属性，
也就是ListBox控件的Items 属性。下一章讨论Delphi循环时，我将向你介绍更多有关数组
属性的例子。
记录类型
记录类型用于定义不同类型数据项的固定集合。记录中每个元素，或者说域，有它自己的
类型。记录类型定义中列出了所有域，每个域对应一个域名，通过域名可以访问它。
下面简单列举了记录类型的定义、类型变量的声明以及这类变量的使用：

type
Date = record
Year: Integer;
Month: Byte;
Day: Byte;
end;

var
BirthDay: Date;

begin
BirthDay.Year := 1997;
BirthDay.Month := 2;
BirthDay.Day := 14;

类和对象可以看作是记录类型的扩展。Delphi 库趋向于用类替代记录类型，不过Windows
API中定义了许多记录类型。

记录类型中允许包含variant 域，它表示多个域能公用同一内存区，而且域可以是不同类型
（这相应于C语言中的联合union）。换句话说，你可以通过variant 域或说是一组域访问记
录中同一个内存位置，但是各个值仍需区别对待。variant类型主要用来存贮相似但又不同的
数据，进行与类型映射(typecasting)相似的类型转换（自从typecasting 引入Pascal，已很
少用到这种方法了）。虽然Delphi在一些特殊情况下还在用variant 记录类型，但是现在已经
被面向对象技术或其他现代技术代替了。
variant 记录类型的应用不符合类型安全原则，因此不提倡在编程中使用，初学者更是如此。
实际上，专家级的编程人员确实需要用到variant 记录类型，Delphi 库的核心部分就用到
了这一类型。不管怎样，除非你是个Delphi 专家，否则你应避免使用variant记录类型。

指针
指针是存放指定类型（或未定义类型）变量内存地址的变量，因此指针间接引用一个值。
定义指针不需用特定的关键字，而用一个特殊字符，这个特殊字符是脱字符号(^)，
见下例：

type
PointerToInt = ^Integer;

一旦你定义了指针变量，你就可以用@ 符号把另一个相同类型变量的地址赋给它。
见下例：

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

如果定义了一个指针P，那么P表示指针所指向的内存地址，而P^表示内存所存储的实际
内容。因此，在上面的代码中， P^ 与X相等。
除了表示已分配内存的地址外，指针还能通过New 例程在堆中动态分配内存，不过当你
不需要这个指针时，你也必须调用Dispose 例程释放你动态分配的内存。

var
P: ^Integer;
begin
// initialization
New (P);
// operations
P^ := 20;
ShowMessage (IntToStr (P^));
// termination
Dispose (P);
end;
文件类型 另一个Pascal特定的类型构造器是文件类型（file）。文件类型代表物理磁盘文件，无疑是Pascal语言的一个特殊类型。按下面的方式，你可以定义一个新的数据类型：
type
IntFile = file of Integer;

然后，你就能打开一个与这个结构相应的物理文件、向文件中写入整数、或者从文件中
读取当前的值。
Pascal 文件类型的使用很直观，而且Delphi 中也定义了一些控件用于文件保存和装载，
以及对数据流和数据库的支持。

[/code]