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Delphi中的容器类(1)

2012年08月16日 ⁄ 综合 ⁄ 共 7872字 ⁄ 字号 评论关闭

从Delphi 5开始VCL中增加了一个新的Contnrs单元,单元中定义了8个新的类,全部都是基于标准的TList 类。 

  TList 类

  TList 类实际上就是一个可以存储指针的容器类,提供了一系列的方法和属性来添加,删除,重排,定位,存取和排序容器中的类,它是基于数组的机制来实现的容器,比较类似于C++中的Vector和Java中的ArrayList,TList 经常用来保存一组对象列表,基于数组实现的机制使得用下标存取容器中的对象非常快,但是随着容器中的对象的增多,插入和删除对象速度会直线下降,因此不适合频繁添加和删除对象的应用场景。下面是TList类的属性和方法说明:

属性 描述
Count: Integer; 返回列表中的项目数
Items[Index: Integer]: Pointer; default 通过以0为底的索引下标直接存取列表中的项目
方法 类型 描述
Add(Item: Pointer): Integer; 函数 用来向列表中添加指针
Clear; 过程 清空列表中的项目
Delete(Index: Integer); 过程 删除列表中对应索引的项目
IndexOf(Item: Pointer): Integer; 函数 返回指针在列表中的索引
Insert(Index: Integer; Item: Pointer); 过程 将一个项目插入到列表中的指定位置
Remove(Item: Pointer): Integer; 函数 从列表中删除指针
名称 类型 描述
Capacity: Integer; property 可以用来获取或设定列表可以容纳的指针数目
Extract(Item: Pointer): Pointer; function Extract 类似于Remove 可以将指针从列表中删除,不同的是返回被删除的指针。 
Exchange(Index1, Index2: Integer); procedure 交换列表中两个指针
First: Pointer; function 返回链表中的第一个指针
Last: Pointer; function 返回链表中最后一个指针
Move(CurIndex NewIndex: Integer); procedure 将指针从当前位置移动到新的位置
Pack; procedure 从列表中删除所有nil指针
Sort(Compare: TListSortCompare); procedure 用来对链表中的项目进行排序,可以设定Compare参数为用户定制的排序函数

  TObjectList 类

  TObjectList 类直接从TList 类继承,可以作为对象的容器。TObjectList类定义如下: 

TObjectList = class(TList)
 ...
public
  constructor Create; overload;
  constructor Create(AOwnsObjects: Boolean); overload;
  function Add(AObject: TObject): Integer;
  function Remove(AObject: TObject): Integer;
  function IndexOf(AObject: TObject): Integer;
  function FindInstanceOf(AClass: TClass;
  AExact: Boolean = True; AStartAt: Integer = 0):
  Integer;
  procedure Insert(Index: Integer; AObject: TObject);
  property OwnsObjects: Boolean;
  property Items[Index: Integer]: TObject; default;
end;

  不同于TList类,TObjectList类的Add, Remove, IndexOf, Insert等方法都需要传递TObject对象作为参数,由于有了编译期的强类型检查,使得TObjectList比TList更适合保存对象。此外TObjectList对象有OwnsObjects属性。当设定为True (默认值),同TList类不同,TObjectList对象将销毁任何从列表中删除的对象。无论是调用Delete, Remove, Clear 方法,还是释放TObjectList对象,都将销毁列表中的对象。有了TObjectList类,我们就再也不用使用循环来释放了对象。这就避免了释放链表对象时,由于忘记释放链表中的对象而导致的内存泄漏。另外要注意的是OwnsObjects属性不会影响到Extract方法,TObjectList的Extract方法行为类似于TList,只是从列表中移除对象引用,而不会销毁对象。

  TObjectList 对象还提供了一个FindInstanceOf 函数,可以返回只有指定对象类型的对象实例在列表中的索引。如果AExact 参数为True,只有指定对象类型的对象实例会被定位,如果AExact 对象为False,AClass 的子类实例也将被定位。AStartAt 参数可以用来找到列表中的多个实例,只要每次调用FindInstanceOf 函数时,将起始索引加1,就可以定位到下一个对象,直到FindInstanceOf 返回-1。下面是代码示意:

var
 idx: Integer;
begin
 idx := -1;
  repeat
  idx := ObjList.FindInstanceOf(TMyObject, True, idx+1);
   if idx >= 0 then
   ...
  until(idx < 0);
end;

  TComponentList 类

  Contnrs单元中还定义了TComponentList 类,类定义如下:

TComponentList = class(TObjectList)
 ...
public
  function Add(AComponent: TComponent): Integer;
  function Remove(AComponent: TComponent): Integer;
  function IndexOf(AComponent: TComponent): Integer;
  procedure Insert(Index: Integer; AComponent: TComponent);
  property Items[Index: Integer]: TComponent; default;
end;

  注意TComponentList 是从TObjectList类继承出来的,它的Add, Remove, IndexOf, Insert和 Items 方法调用都使用TComponent 类型的参数而不再是TObject类型,因此适合作为TComponent对象的容器。TComponentList 类还有一个特殊的特性,就是如果链表中的一个组件被释放的话,它将被自动的从TComponentList 链表中删除。这是利用TComponent的FreeNotification方法可以在组件被销毁时通知链表,这样链表就可以将对象引用从链表中删除的。  

  TClassList 类

  Contnrs单元中还定义了TClassList类,类定义如下:

TClassList = class(TList)
protected
  function GetItems(Index: Integer): TClass;
  procedure SetItems(Index: Integer; AClass: TClass);
public
  function Add(aClass: TClass): Integer;
  function Remove(aClass: TClass): Integer;
  function IndexOf(aClass: TClass): Integer;
  procedure Insert(Index: Integer; aClass: TClass);
  property Items[Index: Integer]: TClass
   read GetItems write SetItems; default;
end;

  不同于前面两个类,这个类继承于TList的类只是将Add, Remove, IndexOf, Insert和Items 调用的参数从指针换成了TClass元类类型。

  TOrderedList, TStack和TQueue 类

  Contnrs单元还定义了其它三个类:TOrderedList, TStack和TQueue,类型定义如下:

TOrderedList = class(TObject)
*******
 FList: TList;
protected
  procedure PushItem(AItem: Pointer); virtual; abstract;
 ...
public
  function Count: Integer;
  function AtLeast(ACount: Integer): Boolean;
  procedure Push(AItem: Pointer);
  function Pop: Pointer;
  function Peek: Pointer;
end;
TStack = class(TOrderedList)
protected
  procedure PushItem(AItem: Pointer); override;
end;
TQueue = class(TOrderedList)
protected
  procedure PushItem(AItem: Pointer); override;
end;

  要注意虽然TOrderedList 并不是从TList继承的,但是它在内部的实现时,使用了TList来储存指针。另外注意TOrderedList类的PushItem 过程是一个抽象过程,所以我们无法实例化 TOrderedList 类,而应该从TOrderedList继承新的类,并实现抽象的PushItem方法。TStack 和 TQueue 正是实现了PushItem抽象方法的类, 我们可以实例化TStack 和TQueue类作为后进先出的堆栈 (LIFO)和先进先出的队列(FIFO)。下面是这两个的的方法使用说明: 

  ·           Count 返回列表中的项目数。

  ·           AtLeast 可以用来检查链表的大小,判断当前列表中的指针数目是否大于传递的参数值,如果为True表示列表中的项目数大于传来的参数。 

  ·           对于TStack类Push 方法将指针添加到链表的最后,对于TQueue类Push 方法则将指针插入到链表的开始。

  ·           Pop返回链表的末端指针,并将其从链表中删除。 

  ·           Peek返回链表的末端指针,但是不将其从链表中删除。 

  TObjectStack和TObjectQueue类

  Contnrs单元中最后两个类是TObjectStack和TObjectQueue类,类的定义如下:

TObjectStack = class(TStack)
public
  procedure Push(AObject: TObject);
  function Pop: TObject;
  function Peek: TObject;
end;
TObjectQueue = class(TQueue)
public
  procedure Push(AObject: TObject);
  function Pop: TObject;
  function Peek: TObject;
end;

TIntList 类

  这两个类只是TStack和TQueue 类的简单扩展,在链表中保存的是TObject的对象引用,而不是简单的指针。

 

  到目前为止,我们看到的容器类中保存的都是指针或者对象引用(对象引用其实也是一种指针)。

  那么我们能不能在链表中保存原生类型,如Integer,Boolean或者Double等呢。下面的我们定义的类TIntList 类就可以在链表中保存整数,这里我们利用了整数和指针都占用4个字节的存储空间,所以我们可以直接将指针映射为整数。

unit IntList;
interface
uses
 Classes;
type
 TIntList = class(TList)
  protected
   function GetItem(Index: Integer): Integer;
   procedure SetItem(Index: Integer;
    const Value: Integer);
  public               
   function Add(Item: Integer): Integer;
   function Extract(Item: Integer): Integer;
   function First: Integer;
   function IndexOf(Item: Integer): Integer;
   procedure Insert(Index, Item: Integer);
   function Last: Integer;
   function Remove(Item: Integer): Integer;
   procedure Sort;
   property Items[Index: Integer]: Integer
    read GetItem write SetItem; default;
  end;
implementation
{ TIntList }
function TIntList.Add(Item: Integer): Integer;
begin
 Result := inherited Add(Pointer(Item));
end;
function TIntList.Extract(Item: Integer): Integer;
begin
 Result := Integer(inherited Extract(Pointer(Item)));
end;
function TIntList.First: Integer;
begin
 Result := Integer(inherited First);
end;
function TIntList.GetItem(Index: Integer): Integer;
begin
 Result := Integer(inherited Items[Index]);
end;
function TIntList.IndexOf(Item: Integer): Integer;
begin
 Result := inherited IndexOf(Pointer(Item));
end;
procedure TIntList.Insert(Index, Item: Integer);
begin
  inherited Insert(Index, Pointer(Item));
end;
function TIntList.Last: Integer;
begin
 Result := Integer(inherited Last);
end;
function TIntList.Remove(Item: Integer): Integer;
begin
 Result := inherited Remove(Pointer(Item));
end;
procedure TIntList.SetItem(Index: Integer;
  const Value: Integer);
begin
  inherited Items[Index] := Pointer(Value);
end;
function IntListCompare(Item1, Item2: Pointer): Integer;
begin
  if Integer(Item1) < Integer(Item2) then
  Result := -1
  else if Integer(Item1) > Integer(Item2) then
  Result := 1
  else
  Result := 0;
end;            
procedure TIntList.Sort;
begin
  inherited Sort(IntListCompare);
end;
end.

  扩展TList,限制类型的对象列表 

Begin Listing Two - TMyObjectList
TMyObject = class(TObject)
public
  procedure DoSomething;
end;
TMyObjectList = class(TObjectList)
protected
  function GetItems(Index: Integer): TMyObject;
  procedure SetItems(Index: Integer; AMyObject: TMyObject);
public
  function Add(aMyObject: TMyObject): Integer;
  procedure DoSomething;
  function Remove(aMyObject: TMyObject): Integer;
  function IndexOf(aMyObject: TMyObject): Integer;
  procedure Insert(Index: Integer; aMyObject: TMyObject);
  property Items[Index: Integer]: TMyObject
   read GetItems write SetItems; default;
end;
...
{ TMyObjectList }
function TMyObjectList.Add(AMyObject: TMyObject): Integer;
begin
 Result := inherited Add(AMyObject);
end;
procedure TMyObjectList.DoSomething;
var
 i: Integer;
begin
  for i := 0 to Count-1 do
  Items[i].DoSomething;
end;
function TMyObjectList.GetItems(Index: Integer): TMyObject;
begin
 Result := TMyObject(inherited Items[Index]);
end;
function TMyObjectList.IndexOf(AMyObject: TMyObject):
 Integer;
begin
 Result := inherited IndexOf(AMyObject);
end;
procedure TMyObjectList.Insert(Index: Integer;
 AMyObject: TMyObject);
begin
  inherited Insert(Index, AMyObject);
end;
function TMyObjectList.Remove(AMyObject: TMyObject):
 Integer;
begin
 Result := inherited Remove(AMyObject);
end;
procedure TMyObjectList.SetItems(Index: Integer;
 AMyObject: TMyObject);
begin
  inherited Items[Index] := AMyObject;
end;
End Listing Two

 

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