Листинг 8.3. Создание, использование и уничтожение динамических переменных

Динамические структуры данных

До этого момента мы работали только с данными, имеющими статическую, неизменяемую во время исполнения программы, структуру. Во время работы программы могли изменяться только значения переменных, в то время как количество переменных всегда оставалось постоянным (отсюда и название — статические структуры). Это не всегда удобно.

Например, в программе, предназначенной для ввода и обработки данных об учениках класса, для хранения данных используются массивы. При определении размера массива программисту приходится ориентироваться на некоторое среднее или предельное количество учеников в классе. При этом, если реально учеников в классе меньше предполагаемого количества, то неэффективно используется память компьютера, а если это число больше, то программу использовать уже нельзя (надо внести изменения в исходный текст и выполнить компиляцию).

Задачи, обрабатывающие данные, которые по своей природе являются динамическими, удобно решать с помощью динамических структур.

Указатели

Обычно переменная хранит некоторые данные. Однако помимо обычных, существуют переменные, которые ссылаются на другие переменные. Такие переменные называются указателями. Указатель — это переменная, значением которой является адрес другой переменной или структуры данных. Графически указатель может быть изображен так, как на рис. 8.5.

Рис. 8.5. Переменная-указатель

Указатель, как и любая другая переменная программы, должен быть объявлен в разделе объявления переменных. В общем виде объявление указателя выглядит следующим образом:

Имя: ^ Тил;

где:

• имя — имя переменной-указателя;
• Тип — тип переменной, на которую указывает переменная-указатель;

значок ^ показывает, что объявляемая переменная является указателем.

Приведем примеры объявления указателей:

p1: ^integer; р2: ^real;

В приведенном примере переменная p1 — это указатель на переменную типа integer, a p2 — указатель на переменную типа real.

Тип переменной, на которую ссылается указатель, называют типом указателя. Например, если в программе объявлен указатель р: ^integer, то говорят: ^р — указатель целого типа" или "р — это указатель на целое".

В начале работы программы переменная-указатель "ни на что не указывает". В этом случае говорят, что значение указателя равно NIL. Зарезервированное слово NIL соответствует значению указателя, который ни на что не указывает.

Идентификатор NIL можно использовать в инструкциях присваивания и в условиях. Например, если переменные pi и р2 объявлены как указатели, то инструкция

p1:= NIL;

устанавливает значение переменной, а инструкция if р2 = NIL then ShowMessage('Указатель р2 не инициализирован!');

проверяет, инициализирован ли указатель р2.

Указателю можно присвоить значение — адрес переменной соответствующего типа (в тексте программы адрес переменной — это имя переменной, перед которым стоит оператор @). Ниже приведена инструкция, после выполнения которой переменная р будет содержать адрес переменной п.

р:= @n;

Помимо адреса переменной, указателю можно присвоить значение другого указателя при условии, что они являются указателями на переменную одного типа. Например, если переменные pi и р2 являются указателями типа integer, то в результате выполнения инструкции

p2:= p1;

переменные pi и р2 указывают на одну и ту же переменную.

Указатель можно использовать для доступа к переменной, адрес которой содержит указатель. Например, если р указывает на переменную 1, то в результате выполнения инструкции

р^: = 5;

значение переменной i будет равно пяти. В приведенном примере значок ^ показывает, что значение пять присваивается переменной, на которую указывает переменная-указатель.

Динамические переменные

Динамической переменной называется переменная, память для которой выделяется во время работы программы.

Выделение памяти для динамической переменной осуществляется вызовом процедуры new. У процедуры new один параметр — указатель на переменную того типа, память для которой надо выделить. Например, если р является указателем на тип real, то в результате выполнения процедуры new(p); будет выделена память для переменной типа real (создана переменная типа real), и переменная-указатель р будет содержать адрес памяти, выделенной для этой переменной.

У динамической переменной нет имени, поэтому обратиться к ней можно только при помощи указателя.

Процедура, использующая динамические переменные, перед завершением своей работы должна освободить занимаемую этими переменными память или, как говорят программисты, уничтожить динамические переменные". Для освобождения памяти, занимаемой динамической переменной, используется процедура Dispose, которая имеет один параметр — указатель на динамическую переменную.

Например, если р — указатель на динамическую переменную, память для которой выделена инструкцией new(p), то инструкция dispose (р) освобождает занимаемую динамической переменной память.

Следующая процедура (ее текст приведен в листинге 8.3) демонстрирует создание, использование и уничтожение динамических переменных.

Листинг 8.3. Создание, использование и уничтожение динамических переменных