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cAkk · 2000-05-04

【Jie】  于 00-5-2 22:11:36 加贴在 DELPHI技术 <a href='list.asp?boardid=68' target=BoardList>↑</a>：
在使用DELPHI开发软件的过程中，我们就像草原上一群快乐牛羊，无忧无虑地
享受着Object Pascal语言为我们带来的阳光和各种VCL控件提供的丰富的水
草。抬头望望无边无际蔚蓝的天空，低头品尝大地上茂密的青草，谁会去想宇宙
有多大，比分子和原子更小的东西是什么？那是哲学家的事。而哲学家此时正坐
在高高的山顶上，仰望宇宙星云变换，凝视地上小虫的爬行，蓦然回头，对我们
这群吃草的牛羊点头微笑。随手扯起一根小草，轻轻地含在嘴里，闭上眼睛细细
品尝，不知道这根青草在哲学家的嘴里是什么味道？只是，他的脸上一直带着满
意的微笑。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;认识和了解DELPHI微观的原子世界，可以使我们
彻底理解DELPHI的宏观应用程序结构，从而在更广阔的思想空间中开发我们的
软件。这就好像，牛顿发现了宏观物体的运动，却因为搞不清物体为什么会这样
运动而苦恼，相反，爱因斯坦却在基本粒子规律和宏观物体运动之间体验着相对
论的快乐生活！ 
 
第一节&nbsp;&nbsp;TObject原子 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;TObject是什么？ 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;是Object Pascal语言体系结构的基本核心，也是
各种VCL控件的起源。我们可以认为，TObject是构成DELPHI应用程序的原子之
一，当然，他们又是由基本Pascal语法元素等更细微的粒子构成。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;说TObject是DELPHI程序的原子，是因为TObject
是DELPHI编译器内部支持的。所有的对象类都是从TObject派生的，即使你并未
指定TObject为祖先类。TObject被定义在System单元，它是系统的一部分。在
System.pas单元的开头，有这样的注释文本： 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ Predefined constants, types, procedures, } 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ and functions (such as True, Integer, or } 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ Writeln) do not have actual declarations.} 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ Instead they are built into the compiler } 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ and are treated as if they were declared } 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;{ at the beginning of the System unit.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;它的意思说，这一单元包含预定义的常量、类型、
过程和函数（诸如：Ture、Integer或Writeln），它们并没有实际的声明，而
是编译器内置的，并在编译的开始就被认为是已经声明的定义。你可以将
Classes.pas或Windows.pas等其他源程序文件加入你的项目文件中进行编译和
调试其源代码，但你绝对无法将System.pas源程序文件加入到你的项目文件中
进行编译！DELPHI将报告重复定义System的编译错误！ 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;因此，TObject是编译器内部提供的定义，对于我
们使用DELPHI开发程序的人来说，TObject是原子性的东西。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;TObject在System单元中的定义是这样的： 
&nbsp;&nbsp;TObject = class 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;constructor Create
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;procedure Free
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function InitInstance(Instance: Pointer): TObject
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;procedure CleanupInstance
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;function ClassType: TClass
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function ClassName: ShortString
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function ClassNameIs(const Name: string): Boolean
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function ClassParent: TClass
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function ClassInfo: Pointer
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function InstanceSize: Longint
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function InheritsFrom(AClass: TClass): Boolean
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function MethodAddress(const Name: ShortString): Pointer
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function MethodName(Address: Pointer): ShortString
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;function FieldAddress(const Name: ShortString): Pointer
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;function GetInterface(const IID: TGUID
out Obj): Boolean
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function GetInterfaceEntry(const IID: TGUID): PInterfaceEntry
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function GetInterfaceTable: PInterfaceTable
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;function SafeCallException(ExceptObject: TObject
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ExceptAddr: Pointer): HResult
virtual
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;procedure AfterConstruction
virtual
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;procedure BeforeDestruction
virtual
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;procedure Dispatch(var Message)
virtual
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;procedure DefaultHandler(var Message)
virtual
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;class function NewInstance: TObject
virtual
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;procedure FreeInstance
virtual
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;destructor Destroy
virtual
 
&nbsp;&nbsp;end
 
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;下面，我们将逐步敲开TObject原子的大门，看看里面到底是什么结构。 
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;我们知道，TObject是所有对象的基本类，那么，一个对象到底是什么？ 
&nbsp;&nbsp;DELPHI中的任何对象都是一个指针，这个指针指明该对象在内存
中所占据的一块空间！虽然，对象是一个指针，可是我们引用对象的成员时却不
用写成这样的代码MyObject^.GetName，而只能写成MyObject.GetName，这是
Object Pascal语言扩充的语法，是由编译器支持的。使用C++ Builder的朋友
就很清楚对象与指针的关系，因为在C++ Builder的对象都要定义为指针。对象
指针指向的地方就是对象存储数据的对象空间，我们来分析一下对象指针指向的
内存空间的数据结构。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;对象空间的头4个字节是指向该对象类的虚方法地
址表（VMT – Vritual Method Table）。接下来的空间就是存储对象本身成
员数据的空间，并按从该对象最原始祖先类的数据成员到该对象类的数据成员的
总顺序，和每一级类中数据成员的定义顺序存储。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;类的虚方法地址表（VMT）保存从该类的原始祖先
类派生到该类的所有类的虚方法的过程地址。类的虚方法，就是用保留字
vritual声明的方法，虚方法是实现对象多态性的基本机制。虽然，用保留字
dynamic声明的动态方法也可实现对象的多态性，但这样的方法不保存在虚方法
地址表（VMT）中，它只是Object Pascal提供的另一种可节约类存储空间的多
态实现机制，但却是以牺牲调用速度为代价的。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;即使，我们自己并未定义任何类的虚方法，但该类
的对象仍然存在指向虚方法地址表的指针，只是地址项的长度为零。可是，在
TObject中定义的那些虚方法，如Destroy、FreeInstance等等，又存储在什么
地方呢？原来，他们的方法地址存储在相对VMT指针负方向偏移的空间中。其
实，在VMT表的负方向偏移76个字节的数据空间是对象类的系统数据结构，这些
数据结构是与编译器相关的，并且在将来的DELPHI版本中有可能被改变。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;因此，你可以认为，VMT是一个从负偏移地址空间
开始的数据结构，负偏移数据区是VMT的系统数据区，VMT的正偏移数据是用户
数据区（自定义的虚方法地址表）。TObject中定义的有关类信息或对象运行时
刻信息的函数和过程，一般都与VMT的系统数据有关。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;一个VMT数据就代表一个类，其实VMT就是类！在
Object Pascal中我们用TObject、TComponent等等标识符表示类，它们在
DELPHI的内部实现为各自的VMT数据。而用class of保留字定义的类的类型，
实际就是指向相关VMT数据的指针。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;对我们的应用程序来说，VMT数据是静态的数据，
当编译器编译完成我们的应用程序之后，这些数据信息已经确定并已初始化。我
们编写的程序语句可访问VMT相关的信息，获得诸如对象的尺寸、类名或运行时
刻的属性资料等等信息，或者调用虚方法或读取方法的名称与地址等等操作。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;当一个对象产生时，系统会为该对象分配一块内存
空间，并将该对象与相关的类联系起来，于是，在为对象分配的数据空间中的头
4个字节，就成为指向类VMT数据的指针。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;我们再来看看对象是怎样诞生和灭亡的。看着我三
岁的儿子在草地上活蹦乱跳，正是由于亲眼目睹过生命的诞生过程，我才能真真
体会到生命的意义和伟大。也只有那些经历过死别的人，才会更加理解和珍惜生
命。那么，就让我们理解一下对象的产生和消亡的过程吧！ 

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;我们都知道，用下面的语句可以构造一个最简单对象： 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;AnObject := TObject.Create
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;编译器将其编译实现为： 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;用TObject对应的VMT为依据，调用TObject的
Create构造函数。而在Create构造函数调用了系统的ClassCreate过程，系统
的ClassCreate过程又通过存储在类VMT调用NewInstance虚方法。调用
NewInstance方法的目的是要建立对象的实例空间，因为我们没有重载该方法，
所以，它就是TObject类的NewInstance。TObjec类的NewInstance方法将根据
编译器在VMT表中初始化的对象实例尺寸（InstanceSize），调用GetMem过程
为该对象分配内存，然后调用InitInstance方法将分配的空间初始化。
InitInstance方法首先将对象空间的头4个字节初始化为指向对象类对应VMT的
指针，然后将其余的空间清零。建立对象实例之后，还调用了一个虚方法
AfterConstruction。最后，将对象实例数据的地址指针保存到AnObject变量
中，这样，AnObject对象就诞生了。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;同样，用下面的语句可以消灭一个对象： 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;AnObject.Destroy
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;TObject的析构函数Destroy被声明为虚方法，它
也是系统固有的虚方法之一。Destory方法首先调用了BeforeDestruction虚方
法，然后调用系统的ClassDestroy过程。ClassDestory过程又通过类VMT调用
FreeInstance虚方法，由FreeInstance方法调用FreeMem过程释放对象的内存
空间。就这样，一个对象就在系统中消失。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;对象的析构过程比对象的构造过程简单，就好像生
命的诞生是一个漫长的孕育过程，而死亡却相对的短暂，这似乎是一种必然的规律。 
在对象的构造和析构过程中，调用了NewInstance和FreeInstance两个虚函
数，来创建和释放对象实例的内存空间。之所以将这两个函数声明为虚函数，是
为了能让用户在编写需要用户自己管理内存的特殊对象类时（如在一些特殊的工
业控制程序中），有扩展的空间。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;而将AfterConstruction和BeforeDestruction
声明为虚函数，也是为了将来派生的类在产生对象之后，有机会让新诞生的对象
呼吸第一口新鲜空气，而在对象消亡之前可以允许对象完成善后事宜，这都是合
情合理的事。其实，TForm对象和TDataModule对象的OnCreate事件和
OnDestroy事件，就是在TForm和TDataModule重载的这两个虚函数过程分别触发的。 
此外，TObjec还提供了一个Free方法，它不是虚方法，它是为了那些搞不清对
象是否为空（nil）的情况下能安全释放对象而专门提供的。其实，搞不清对象
是否为空，本身就有程序逻辑不清晰的问题。不过，任何人都不是完美的，都可
能犯错，使用Free能避免偶然的错误也是件好事。然而，编写正确的程序不能
一味依靠这样的解决方法，还是应该以保证程序的逻辑正确性为编程的第一目标！ 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;有兴趣的朋友可以读一读System单元的原代码，
其中，大量的代码是用汇编语言书写的。细心的朋友可以发现，TObject的构造
函数Create和析构函数Destory竟然没有写任何代码，其实，在调试状态下通过
Debug的CPU窗口，可清楚地反映出Create和Destory的汇编代码。因为，缔造
DELPHI的大师门不想将过多复杂的东西提供给用户，他们希望用户在简单的概
念上编写应用程序，将复杂的工作隐藏在系统的内部由他们承担。所以，在发布
System.pas单元时特别将这两个函数的代码去掉，让用户认为TObject是万物
之源，用户派生的类完全从虚无中开始，这本身并没有错。虽然，阅读DELPHI
的这些最本质的代码需要少量的汇编语言知识，但阅读这样的代码，可以让我们
更深刻认识DELPHI世界的起源和发展的基本规律。即使看不太懂，能起码了解
一些基本东西，对我们编写DELPHI程序也是大有帮助。 
 
第二节&nbsp;&nbsp;TClass原子 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;在System.pas单元中，TClass是这样定义的： 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;TClass = class of TObject
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;它的意思是说，TClass是TObject的类。因为
TObject本身就是一个类，所以TClass就是所谓的类的类。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;从概念上说，TClass是类的类型，即，类之类。
但是，我们知道DELPHI的一个类，代表着一项VMT数据。因此，类之类可以认为
是为VMT数据项定义的类型，其实，它就是一个指向VMT数据的指针类型！ 
在以前传统的C++语言中，是不能定义类的类型的。对象一旦编译就固定下来，
类的结构信息已经转化为绝对的机器代码，在内存中将不存在完整的类信息。一
些较高级的面向对象语言才可支持对类信息的动态访问和调用，但往往需要一套
复杂的内部解释机制和较多的系统资源。而DELPHI的Object Pascal语言吸收
了一些高级面向对象语言的优秀特征，又保留可将程序直接编译成机器代码的传
统优点，比较完美地解决了高级功能与程序效率的问题。 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;正是由于DELPHI在应用程序中保留了完整的类信
息，才能提供诸如as和is等在运行时刻转换和判别类的高级面向对象功能，而
类的VMT数据在其中起了关键性的核心作用。有兴趣的朋友可以读一读System单
元的AsClass和IsClass两个汇编过程，他们是as和is操作符的实现代码，以加
深对类和VMT数据的理解。 
 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;...... 
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;后面的内容还有对虚构造函数的理解，Interface
的实现机制和异常处理的实现机制，等等DLPHI的基本原理。希望五一之后能写
完，再贡献给大家。&nbsp;

wjiachun · 2000-05-04

cAkk：不知怎么回事，我看到这种文章特想认真看进去，就是有特别晕的感觉？？

cAkk · 2000-05-04

是不是有点贫血? 吃过红逃K吗?

hubdog · 2000-05-04

hehe,copy and paste

wjiachun · 2000-05-04

呵呵，我Pascal考试前晚上吃红桃K，结果第二天忘了几天考试，进去时
过了快一半时间，结果考试结束，从没用过计算机的MM考80多，我70多……

hsw · 2000-05-04

下载后，慢慢的看……

beta · 2000-05-04

go on!

cAkk · 2000-05-04

想go on来着,没想到www.chinasp.com被黑了.

beta · 2000-05-04

hubdog · 2000-05-04

kao!!!
cAkk你看人家写的多好，多好的同志啊
你就不能学着点，你就不感到惭愧吗？

赶紧在家把后面的都写完，不能少于5000字，
明天教上来，否则...哼哼，这学期三好学生
就没你事了

cAkk · 2000-05-04

如果大家想继续看,给大家一个方向,这篇文章原来的出处是《顿悟Delphi》，
但是我不知道这是一本书还是什么东西，大家有没有什么线索？

hubdog: 要是我自己写，恐怕就没人看喽。 -P

wjiachun · 2000-05-04

cAkk:写吧，大不了我喝了红桃K后再看！

soul · 2000-05-04

请教：红桃K是什么？

LoveDelphi · 2000-05-04

补血的药，

wrench · 2000-05-04

这种文章还有意思
应该鼓励

房客 · 2000-05-04

waitfor

amo · 2000-05-04

好象是李维写的。

cAkk · 2000-05-05

amo: 是一本书吗? 有卖的吗?

amo · 2000-05-05

是李维写的一本书，不过还没完工。
据称已经写了10万字了，可望年底完工。

斗士 · 2000-05-05

李维的书有点意思，哪里还有。

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