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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。 1.2 继承与派生 我们再来看一段代码： type TNewDate = class(TDate) Public function GetTextNew:String; end; function GetText:String; begin return := inttostr(Mouth) + ':' + inttostr(Day) + ':' + inttostr(Year); end; 可以看到，在class后面出现一个包含在括号中的类名。这种语法表示新的类继承了一个旧的类。继承了原有类的类称之为派生类，也叫子类，被继承的类称之为基类，也叫父类。 派生类与基类之间是什么关系呢？当派生类继承自一个基类时，它自动具有基类的所有数据、方法以及其他类型，无须在派生类中再做说明。例如，可以象下面这段代码这样使用TNewDate类： var ADay: TNewDate; begin ADay := TNewDate.create; ADay.SetValue(1,1,2000); if ADay.LeapYear then ShowMessage('闰年：' + Inttostr(ADay.year)); ADay.free; end; 而且，派生类还可以在基类的基础上加入自己的数据和方法。可以看到在TnewDate类中增加了一个新的方法GetTextNew。下面给出这个方法的实现部分： function GetTextNew:String; begin return := GetText; end; 然后调用它： ADay.GetTextNew; 这个新的方法工作得很好。 为什么GetTextNew方法必须调用基类中的GetText方法，而不能直接使用GetText方法中的那些代码呢？原因 是，Mouth，Day，Year这三个成员被声明为Private成员，因此它们即使在派生类中也是不能被访问的，所以必须调用基类中的GetText 方法，间接地使用它们。如果要直接使用它们的话，可以将这三个成员的属性从Private改为Protected。在表1中可以看到，Protected 属性的成员可以在声明类以及声明类的派生类中被访问，然而仍然不能被这两种情况以外的其他代码所访问。现在我们终于可以理解了，这个特殊的属性实际上提供 了极大的方便：它使得类的成员被封装，避免了混乱，同时又能够让派生类方便地使用它们。 （如果你是一个细心的人，你可能发现上面的话中间有一个小小的仳漏。当你真的在GetTextNew方法中访问了基类的Private成员的话，你可 能会惊奇地发现程序也能够编译通过而且正常运行！其实，这个问题和OOP本身没有关系。上面我已经说过，在Delphi中，Private成员在声明类所 在的单元文件中的任何地方都能被访问，因此如果TNewDate类和TDate类在同一个.pas文件中时，这种情况就不足为怪了。） 怎么样，是不是觉得非常奇妙？通过这种继承的机制，类不再仅仅是数据和方法的封装，它提供了开放性。你可以方便地继承一个功能强大的类，然后添加进自 己需要的特性，同时，你又不需要对基类进行任何的修改。相反，原作者对基类的任何改动，都可以在你的新类中立即反映出来。这非常符合代码的重用要求。 这种继承机制也非常符合现实世界中的情形。可以设想，一般意义上的“动物”是一个类，具有自己的一些特征（成员）；而“狗”是“动物”的派生类，它具 有动物的所有特征，同时还具有自己独有的特征（四条腿，汪汪叫，等等）。而“狗”这个类可以继续派生下去，例如“黑狗”“白狗”，它们除了保留狗的全部特 征之外，还具有自己的特征（黑颜色，白颜色，等等）。而具体到一只活生生的狗，可以认为它就是“黑狗”或“白狗”（或其他什么狗）的一个实例（对象）。 OOP这种对现实世界的模拟不仅极大地简化了代码的维护，而且使得整个编程思想产生了革命性的变化，较之模块化编程有了飞跃的进步。 如果你曾经仔细阅读过VCL的资料甚至它的源代码，你就可以发现，整个VCL都是建立在这种强大的封装-继承的机制之上的。你可以看到一张详细的 VCL层次结构图，就象是一个庞大的家谱，各种VCL构件通过层层继承而产生。例如，一个简简单单的TForm类，就是许多次继承之后的产物： TObject - TPersistent - TConponent - TControl - TWinControl - TScrollingWinControl - TCustomForm - TForm 不但Delphi的VCL，Visual C++中的著名的MFC（Microsoft Foundation Class,微软基本类库），以及以前Borland C++中风光一时的OWL（Object Window Library，对象窗口类库），都是建立在这种机制之上。所不同的是，对于前两种语言，你要花上好几个月的功夫去基本掌握那些繁复无比的类，才能写出比 较有实用价值的程序，而在Delphi中，大部分的工作Delphi都已经自动帮你完成了。例如，每次你向程序中加入一个窗体时，Delphi就自动为你 从TForm派生一个新类（默认为TForm1），并且为这个新类创造一个实例。你对这个窗体的改动（添加构件和代码之类），无非是为这个派生类加入一些 新的特性而已；你再也用不着自己去处理最大化、最小化、改变大小这一类的情况，因为这些代码都在基类中被实现，而被派生类所继承了。这就是Delphi的 伟大之处。当然，Delphi的VCL也绝不比MFC或OWL逊色（事实上它是由后者演变而来）。 （可能有人会问起VB的情况。VB不支持继承，因此并没有什么复杂的类库，它自己的控件也少得可怜，主要是使用ActiveX控件。）。 也许你已经若有所悟，为你的发现而心痒难骚了吧。但是，我们要讨论的东西当然不会仅仅这么简单。 在1.1部分（“数据封装”），我们讲到了“Create方法是每一个Class都具有隐含的方法”。其实，这种说法是不准确的。事实是，在 Delphi中，所有的类都默认继承自一个最基础的类TOject，甚至在你并未指定继承的类名也是如此。Create方法是TObject类具有的方 法，因此理所当然，所有的类都自动获得了Create方法，不管你是否实现过它。想想看就知道了：如果没有Create方法的话，怎样建立一个对象呢？ 你可能注意到了Create方法是一个特殊的方法。不错，Create方法的确非常特殊，甚至于它的“头衔”不再是function或procedure，而是Constructor（构造器）。你可以在VCL的源码中见到这样一些例子： Constructor Create; 构造器不仅是一个Delphi关键字，而且是一个OOP方法学的名词。与之相对应的，还有Destructor（毁坏器）。前者负责完成创建一个对象 的工作，为它分配内存，后者负责释放这个对象，回收它的内存。要注意的一点是，Constructor的名字一般是Create，但Destructor 的名字却不是Free，而是Destroy。例如： Destructor Destroy; 那么，在以前的代码，为什么又使用Free来释放对象呢？二者的区别是，Destroy会直接释放对象，而Free会事实检查该对象是否存在，如果对 象存在，或者对象不为nil，它才会调用Destroy。因此，程序中应该尽量使用free来释放对象，这样更加安全一些。（但要注意，free也不会自 动将对象置为nil，所以在调用free之后，最好是再手动将对象置为nil。） 象对待一般的函数或过程那样，也可以向构造器传递参数： type TDate = class private Mouth,day,Year:Integer; Public function LeapYear:Boolean; function GetText:String; Constructor Create(m,d,y:Integer); end; procedure TDate.Create(m,d,y):Integer; begin Mouth := m; Day := d; Year := y; end; 调用它： ADay: TDate; begin ADay := TDate.create(1,1,2000); if ADay.LeapYear then ShowMessage('闰年：' + Inttostr(ADay.year)); ADay.free; end; 这样，在Create方法里就完成了对数据的初始化，而无须再调用SetValue方法了。 接下来，我们将要涉及到另一个重要的、也是很有趣的问题：方法的虚拟与重载。 可能你已经有点晕了吧……还是先看一个新的例子： type TMyClass = class procedure One;virtual; end; type TNewClass = class(TMyClass) procedure One;override; end; procedure TMyclass.One;virtual; begin ShowMessage('调用了TMyclass的方法！'); end; procedure TNewClass.One; override; begin Inherited; ShowMessage('调用了TNewClass的方法！'); end; 可以看到，从TMyClass派生了一个新类TNewClass。这两个类都声明了一个名字相同的方法One。所不同的是，在TMyClass中，One方法后面多了一个Virtual关键字，表示这个方法是一个虚拟方法（Virtual Method）。而在TNewClass中，One方法后面多了一个Override关键字，表示该方法进行了重载（Override）。重载技术能够实现许多特殊的功能。 让我们来仔细分析它们的实现部分。在TMyclass.One方法的实现部分，调用ShowMessage过程弹出一个对话框，说明该方法已被调用；这里没有任何特别的地方。在TNewClass.One方法中，出现了一条以前从未出现过的语句： Inherited; 这个词的中文意思是“继承”。我们暂时不要去涉及到太过复杂的OOP概念，只要知道这条语句的功能就是了。它的功能是调用基类中相当的虚拟方法中的代码。例如，你如果使用以下代码： var AObject: TNewClass; begin AObject := TNewClass.create; AObject.One; AObject.free; end; 那么程序将弹出两次对话框，第一次是调用TMyclass类中的One方法，第二次才是TNewClass.One方法中的代码。 重载技术使得我们不但可以在派生类中添加基类没有的数据和方法，而且可以非常方便地继承基类中原有方法的代码，只需要简单地加入Inherited就 可以了。如果你不加入Inherited语句，那么基类的相应方法将被新的方法覆盖掉。但是必须注意，重载只有在基类的方法被标志为Virtual时才能 进行，而且重载的方法必须具有和虚拟方法完全相同的参数类型。 虚拟方法还有一种特例，即抽象方法： procedure One;override;abstract; 在One方法后面，不但有override关键字，还多了一个abstract关键字（意为抽象）。这种方法称为抽象方法（在C++中称为纯虚拟函 数）。含有抽象方法的类称为抽象类。抽象方法的独特之处在于，它只有声明，而根本没有实现部分，如果你企图调用一个对象的抽象方法，你将得到一个异常。只 有当这个类的派生类重载并实现了该方法之后，它才能够被调用。(在C++中，甚至根本就不能建立一个抽象类的实例。) 既然如此，那么这种抽象方法又有什么用呢？这个问题我们将在接下来的“多态”部分进行讨论。 1.3 多态 多态相对来说比较复杂一点。不过不要担心，它的内容比较少，而且如果以前的知识掌握得比较稳固的话，多态的概念是水到渠成的。 先来讨论一下类型的兼容性问题。下面是一个例子： type TAnimal = Class Procedure Voice;virtual; ... end; TDog = Class(TAnimal) Procedure Voice;Override; ... end; implementation Procedure TAnimal.Voice;virtual; Begin PlaySound('Anim.wav',0,snd_Async); End; Procedure TDog.Voice;virtual; Begin PlaySound('Dog.wav',0,snd_Async); End; TDog类继承了TAnimal类，并重载了其中的Voice方法。PlaySound是一个WIN API函数，可以播放指定的wav文件。（这个函数的定义在MMSystem.pas文件中可以找到。） 先看这段代码： var MyAnimal1, MyAnimal2: TAnimal; Begin MyAnimal1 := TAnimal.Create; MyAnimal2 := TDog.Create; ... 在实现部分的第一行中，建立了一个TAnimal类型的对象，并将其赋予TAnimal类型的变量MyAnimal1。这是很正常的事。但在第二行 中，建立了一个TDog类型的对象，并将其赋予了TAnimal类型的变量MyAnimal2。这看上去令人吃惊，但这些代码是完全合法的。 众所周知，Pascal以及Object Pascal是一种类型定义严格的语言，你不能将某个类型的值赋予不同类型的变量，例如将一个整型值赋予布尔型变量，将会导致出错。但是，这个规则在涉及 到OOP领域时，出现了一个重要的例外，那就是：可以将一个子类的值赋予一个父类类型的变量。但倒过来却是不行的，一个父类的值决不能赋予一个子类类型的 变量。 如果将这个原则放到现实世界中，那就很容易理解了：“狗”继承自“动物”，因为狗也是一种动物。所以可以将一个“狗”类型的值赋予“动物”类型的变量，因为“狗”具有“动物”的一切特征。但反过来，“动物”不具有“狗”的所有特征，因此反向赋值是不行的。 那么，这种兼容规则在编程中究竟有什么用处呢？ 请注意下面这段代码： var MyAnimal1, MyAnimal2: TAnimal; Begin MyAnimal1 := TAnimal.Create; MyAnimal2 := TDog.Create; MyAnimal1.Sound; MyAnimal2.Sound; ... MyAnimal1和MyAnimal2都是TAnimal的变量，而且都调用了Sound方法。但是，执行的结果是完全不同的：前者执行的是 TAnimal.Voice的代码，而后者执行的是TDog.Voice的代码！其原因很简单，因为MyAnimal1被赋予了TAnimal类型的对 象，而MyAnimal2被赋予了TDog类型的对象。也就是说，一个TAnimal类型的变量，当它调用Sound方法时，所执行的代码是不确定的：可 能执行TAnimal.Voice的代码，也可能执行的是TDog.Voice的代码，取决于它当时引用的是一个什么样的对象。 再看： MyAnimal1 := TAnimal.Create; MyAnimal1.Sound; MyAnimal1.free; MyAnimal1 := TDog.Create; MyAnimal1.Sound; ... 同一个变量MyAnimal1，在第一次调用Sound方法时，执行的是TAnimal.Voice的代码，在第二次时执行的是TDog.Voice 的代码。MyAnimal1.Sound这行代码不需要变化，程序可以根据不同的情况赋予该变量不同的对象，从而使它执行不同的代码。这就是多态的定义。 这个非常重要的特点大大地增加了代码的可复用性。如前所述，只需要简单地写下一行代码，就可以让程序执行不同的功能，因为这个虚拟方法同 TAnimal的任何派生类都是兼容的，甚至连那些还没有编写出来的类也是一样。而程序员并不需要了解这些派生类的细节。利用多态性写出来代码，还具有简 洁和维护性好的特点。 现在我们可以回到本文的1.2节结尾处的问题了。抽象方法本身不能够做任何事情，必须在子类中被重载并实现，才能够完成有意义的工作。但抽象方法的存 在，相当于为父类留下了一个接口，当程序将一个子类的对象赋予父类的变量时，父类的变量就可以调用这个方法，当然此时它运行的是相应的子类中重载该方法的 代码。如果没有这个抽象方法，父类的变量就不能调用它，因为它不能调用一个只在子类中存在、而在父类中不存在的方法！ 关于OOP的介绍就到此这止。在以上这些篇幅里，介绍的只是OOP最基本的一些概念，让读者对OOP有一定的系统认识，也为下文的讨论打好基础 。更多、更深入的东西等待着你自己去发掘。 本文已经多次强调OOP的重要性，这里还要强调一次：对OOP的掌握程度，在某种意义上决定着你对Delphi世界的理解能力。