delphi2007 教程

声明：本文乃 熊恒(beta) 原创，如要转载请保持文章完整。 深入研究 case 语句 --- by 熊恒(beta) 不小心在论坛上引发舌战，当中涉及到了 if then else if 的连续使用和直接使 用 case 的情况下，效率孰高孰低的问题。今天的话题就从解决这个争论开始吧， 在最前面，我不想多说什么，实践是检验真理的唯一标准，咱们用例子说话： // 例一 procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var i: Integer; begin i := 7; if i = 0 then ShowMessage('0') else if i = 1 then ShowMessage('1') else if i = 5 then ShowMessage('5') else if i = 10 then ShowMessage('10') else if i = 7 then ShowMessage('7') else if i = 9 then ShowMessage('9') else ShowMessage('X'); end; // 例二 procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); var i: Integer; begin i := 7; case i of 0: ShowMessage('0'); 1: ShowMessage('1'); 5: ShowMessage('5'); 10: ShowMessage('10'); 7: ShowMessage('7'); 9: ShowMessage('9'); else ShowMessage('X'); end; end; 咱们先从例一开始（把精彩的留在后面:-p）。这是典型的 if then else if 使 用，看一下它对应的汇编代码： i := 7; mov eax, $00000007 if i = 0 then test eax, eax // 可以看到编译器很聪明的，和 0 的比较被优化了 jnz +$0b // 若不为 0 则跳转到下一个 if ShowMessage('0') ... // 省略不必要的部分 else if i = 1 then cmp eax, $01 jnz +$0c // 若不为 1 则跳转到下一个 if ShowMessage('1') ... else if i = 5 then cmp eax, $05 jnz +$0c // 若不为 5 则跳转到下一个 if ... // 后面部分不必再看了 可以看到它是一个 if 一个 if 地“规规矩矩”地进行顺序比较的，要是你一共 有 1M 个可能性，并且刚好所有的 if 都不成立（没有找到对应选项），那就要 轮到最后一个 else，可想而知，要进行多少次痛苦的比较。 再看一看例二，采用的是 case 语句，还是先看汇编代码： i := 7; mov eax, $00000007 case i of cmp eax, $0a jnbe +$75 jmp dword ptr [eax * 4 + $0045239d] ... // 后面虽然还有但是由于上面这个 jmp，就不用看了 这最后三句汇编代码非常值得我们仔细推敲！其实 case i of 从决策到跳转一共 只用了三条汇编代码！优美！ 先看第一句：cmp eax, $0a 从前面一句可以看到，eax 里面就是我们的 i 的值，那么把它和 $0a 相比 又是什么意思呢？$0a 的十进制值就是 10，看看前面的代码，的确有 10 这个选 项。why 10? 这肯定是首先浮现在你脑子里的问题，如果你仔细看，会发现，10 是几个选项里面最大的一个。（这正是我为什么把 10 这个最大的选项排在中间， 而不是最后，就是为了说明这个 $0a 是指的所有选项的最大值，而不是最后一个 选项的值！） 第二句：jnbe +$75 很好理解，如果 i 大于所有选项中最大的（即找肯定不到对应选项），则直 接跳转到 else 部分。回想前面的例一，要是出现找不到的情况，将是人生（不， 应该说是 CPU 的）一大悲哀 :-) 好了，前面已经排除“异己”了，现在来看它是如何找到“党组织”的。 第三句：jmp dword ptr [eax * 4 + $0045239d] 跳转了。跳到哪里了？以从 eax * 4 + $0045239d 单元里面取出的值作为跳 转的目的。有汇编基础的朋友应该可以看出，$004523f 是一个基地址，eax，我们 的 i，是可变的，也就是说这是一个查表的过程！类似于数组的使用 arr[i]。那 它查出来那么这个神秘的跳转目的地到底在哪里呢？一个单步（Step Over）就看 见光标停留在了 ShowMessage('7') 的位置。啊？就，找到组织了？ 看一下它是怎么找到目的的。首先，把 i 作为一个索引，用查表的方式找出一 个数，然后它就说这个数就是我们梦寐以求的入口地址，直接跳过去了（晕～， 欲知详情，往下看）。因此，不管 i 在所有选项中处于什么位置，总是可以通过 这样的一个简单的查表，得到目的地址，只用一条跳转语句就过去了。 因此得出今天的结论：case 语句的效率高！依据是，if then else if 的平均时 间复杂度是 O(n/2)，而 case 的时间复杂度是 O(1)。 当然了，如果本文就这样完了，那我肯定被读者的鸡蛋爆头——谜团尚未解开。 别急嘛，下面接着来： 首先当然是为什么能够通过一个简单的查表找到目的地址。我是这样理解的： Delphi 在编译的时候就建立了一个地址表。把所有选项的入口地址存入这个表中 （既然存的是地址，DWord 类型的，所以前面的第三句汇编代码里面有一个乘以 4 的动作）。这个表结构大致是这样的，第 0 项中放的是值为 0 的选项的入口 地址；第 1 项中放的是值为 1 的选项的入口地址。因此，只要有了这个表的基 地址（显然，这可以在编译时确定），事情就变得容易了。 假设 i 等于 7，于是我只要到那个表里面找出第 7 项的值，那自然就是值为 7 的选项的入口地址。呵呵，原来就这么简单。 现在你明白了为什么 case 语句只能用于顺序类型了吧（要不然怎么根据值建 这个表），它不是不能实现对其他类型的使用，而是不愿意，因为这样我们可以 获得极高的效率。我可不想看见 case 语句变成简单的 if then else if 的封装。 其实问题并没有解决完，回头看看刚才的那三行汇编代码的前两行，那仅仅是 排除了 i 大于最大选项值的情况。但是要是 i 为 6 呢？这是它虽然小于最大选 项值 10，但是它仍然不存在于选项表中。那，程序就顺序执行咯，照样根据 i 取出偏移索引值。那这个索引值会指引它跳向何处呢？当然是 else 部分的入口 地址咯（如果有 else 的话，如果没有，则跳出 case 到后面紧接着的代码行呗）。 那但是前面建表的时候，没有 6 这个选项，在表中第 6 项应该没有相应的值啊。 呵呵，这好办，把表里面那些没有对应选项值的“空位”全部填上 else 部分的入 口地址偏移值（若没有 else 部分则填 case 后面紧接着的代码行的地址）就可以 啦。好办法！ 还有问题，要是选项里面有负数怎么办？怎么建表？容易，直接以最小的选项 值为基础，所有选项值减去这个负数，于是，选项值又从 0 开始了（当然，查表 的时候 i 也做相应变化）。那要是 i 是负数呢？仔细看那三句汇编的第二句： jnbe +$7c，jnbe 是判断无符号的，i 要是负数，把它看成无符号数，最高位就 是 1，自然大于所有的有符号正数（最高位为 0），而被当成异己，直接排除了。 最后一个问题，这个神秘的表到底建在什么地方呢？如果我的眼神没有退化的 话，它应该紧接着 case i of 即那三行汇编的后面。表后面就是所有选项的入口。 不过，在最大项和最小项之间的差值大于等于 15 的时候，查找地址的动作略有 不同，这应该和表所占空间有关系吧（这种情况没有深入研究，头有点晕了:-p）。 悄悄告诉你，当选项数目很少（小于 5）的时候，不会建立这个表，而是以另 外一种比较有趣的方法实现，你若有兴趣可以自己去看一下。还有，当最小选项 值大于 3 的时候，Delphi 会自动把所有选项的值减去该最小项的值，使最小项 从 0 开始，这样可以节约入口地址表的空间（当然，在用 i 来查表的时候，也 要先减去该值，否则就不对了）。 不管是谁，想到这个办法来实现多分支结构，同时能够极大地提高效率，的确是 个了不起的人。这也进一步让我认识到，编程的确是一项艺术。 差不多应该讲完了（我所知道的），就是不知道讲清楚没有，有问题大家一起探 讨吧。 原文：http://www.delphibbs.com/delphibbs/dispq.asp?lid=1406114

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