О чём не пишут в книгах по Delphi

Счетчик ссылок позволяет реализовать то, что называется copy-on-demand, копирование по необходимости. Если у нас есть две переменные S1, S2 типа AnsiString, присваивание вида S1:= S2 не приводит к копированию всей строки. Вместо этого в указатель S1 копируется значение указателя S2, а счетчик ссылок строки увеличивается на единицу. В дальнейшем, если одну из этих строк потребуется модифицировать, она сначала будет скопирована (а счетчик ссылок оригинала, естественно, уменьшен) и только потом изменена, чтобы это не затрагивало остальные переменные.

Далее мы рассмотрим, какие проблемы могут возникнуть при использовании строк разного вида.

3.3.2. Хранение строковых литералов

Литералами называются значения, записываемые в программе буквально. В частности, строковые литералы в Delphi — это последовательности символов, заключенных в кавычки или записанных в виде ANSI-кодов с использованием префикса #.

Когда в программе встречается строковый литерал, компилятор должен поместить его в какую-либо область памяти, чтобы это значение стало доступным программе. Компилятор Delphi размещает строковые литералы в сегменте кода, в участках, управление которым никогда не передается. В данном разделе мы рассмотрим, к каким последствиям это может привести.

Положим на форму пять кнопок и напишем следующие обработчики для нажатия на них (листинг 3.17, пример Constants на компакт-диске).

Листинг 3.17. Примеры работы со строковыми литералами

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

 P: PChar;

begin

 P:= 'Xest';

 P[0]:= 'T'; { * }

 Label1.Caption:= P;

end;

procedure TForm1.Buttom2Click(Sender: TObject);

var

 S: string;

 P: PChar;

begin

 S:= 'Xest';

 P:= PChar(S);

 P[0]:= 'T'; { * }

 Label1.Caption:= P;

end;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);

var

 S: string;

begin

 S:= 'Xest';

 S[1]:= 'T';

 Label1.Caption:= S;

end;

procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject);

var

 S: ShortString;

begin

 S:= 'Xest';

 S[1]:= 'T';

 Label1.Caption:= S;

end;

procedure TForm1.Button5Click(Sender: TObject);

var

 S: ShortString;

 P: PChar;

begin

 S:= 'Xest';

 P:= @S[1];

 P[0]:= 'T';

 Label1.Caption:= P;

end;

В этом примере только нажатие на третью и четвертую кнопку приводит к появлению надписи Test. Первые два обработчика вызывают исключение Access violation в строках, отмеченных звездочками, а при нажатии пятой кнопки программа обычно работает без исключении (хотя в некоторых случаях оно все же может возникнуть), но к слову "Test" добавляется какой-то мусор. Разберемся, почему так происходит.

Встретив в первом обработчике литерал 'Xest' и определив, что он относится к типу PChar, компилятор выделяет в подходящей области сегмента кода пять байтов (четыре значащих символа и один завершающий ноль), а в указатель P заносится адрес этого литерала. Сегмент кода доступен только для чтения, прав на его изменение система программе в целях безопасности не дает, поэтому попытка изменить то, что находится в этом сегменте, приводит к закономерному результату — выдаче сообщения "Access violation".

В обработчике второй кнопки происходит почти то же самое, с той лишь разницей. что для литерала выделяется на восемь байтов больше: т. к. в данном случае литерал имеет тип AnsiString, ему нужны еще 4 байта для хранения длины и 4 — для счетчика ссылок. В переменную S записывается указатель на этот литерал. Приводя эту переменную к типу PChar, мы, по сути, просто копируем этот указатель в переменную P, а дальше происходит то же самое — попытка изменить страницу памяти, доступную программе только для чтения с тем же самым результатом.

В третьем случае литерал, как и раньше, размещается в сегменте кода. Счетчик ссылок у таких литералов всегда равен -1 — это значение указывает менеджеру памяти, что это константа, которая не может быть изменена и память для которой не нужно освобождать. Поэтому при любой попытке изменить переменную, которой присвоен литерал, срабатывает механизм копирования по необходимости: для строки выделяется место в динамической памяти, затем значение литерала копируется в эту область, обновляется значение указателя S, а затем выполняется изменение копии, находящейся в динамической памяти. Так как эта память доступна и для чтения, и для записи, исключение не возникает, и все работает так, как и было задумано.