О чём не пишут в книгах по Delphi

Григорьев Антон Борисович

3.1.3. Переполнение при арифметических операциях

Переполнением принято называть ситуацию, когда при операциях над переменной результат выходит за пределы ее диапазона. Рассмотрим следующий пример (листинг 3.4, проект Overflow1 на компакт-диске).

Листинг 3.4. Переполнение при вычитании

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var X: Byte;

begin

 X := 0;

 X := X - 1;

 Label1.Caption := IntToStr(X)

end;

Переменная

X

получит значение 255, поскольку при вычитании получается -1, что в беззнаковом формате соответствует 255. В принципе, этот пример практически эквивалентен примеру Assignment1, за исключением того, что значение -1 появляется в результате арифметических операций.

Немного изменим этот пример — заменим оператор вычитания функцией

Dec

(листинг 3.5, пример Overflow2 на компакт-диске).

Листинг 3.5. Переполнение при декременте

{$R+}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var X: Byte;

begin

 X := 0;

 Dec(X);

 Label1.Caption := IntToStr(X);

end;

Результат получается тот же (X получает значение 255), но обратите внимание: несмотря на то, что опция Range checking включена, исключение не возникает. Этим пример Overflow2 отличается от Overflow1 — там исключение возникнет. Связано это с тем, что переполнение при использовании

Dec

и подобных ей функций контролируется другой опцией — Overflow checking (в коде программы включается директивой

{$Q+}

или

{$OVERFLOWCHECKS ON}

). Эта опция по умолчанию тоже отключена и ее также рекомендуется включать при отладке. При ее включении в данном примере возникнет исключение

EIntOverflow

.

3.1.4. Сравнение знакового и беззнакового числа

Посмотрим, что произойдет, если мы попытаемся сравнить знаковое и беззнаковое число (листинг 3.6, пример Compare1 на компакт-диске).

Листинг 3.6. Сравнение "одинаковых" знакового и беззнакового числа

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

 X: Byte;

 Y: ShortInt;

begin

 Y := -1;

 X := Y;

 if X = Y then Label1.Caption := 'Равно';

 else Label1.Caption := 'He равно';

end;

В окне появится надпись Не равно, хотя последовательность битов в переменных

X

и

Y

будет, как мы уже знаем, одинаковая. Надпись соответствует действительности —

X

(255) действительно не равно

Y

(-1). Разберемся, почему так происходит.

Те, кто успел самостоятельно откомпилировать пример Compare1, могли заметить предупреждение компилятора на строке со сравнением: "Comparing signed and unsigned types — widened both operands". Это предупреждение все объясняет: компилятор, зная, что совпадение наборов битов не гарантирует равенство знакового и беззнакового выражения, сначала "расширяет" типы выражений

до того типа, чей диапазон целиком вмещает оба требуемых диапазона и лишь затем выполняет сравнение. Это обеспечивает правильный результат сравнения, но требует дополнительных ресурсов, поэтому компилятор выдает предупреждение.

Аналогичные действия компилятор выполнит при сравнении выражений типов

Word

и

SmallInt

, а также

LongInt

и

LongWord

. Тип Int64 не имеет беззнакового аналога, поэтому операнды этого типа при сравнении компилятор не "расширяет".

Явное приведение типов позволяет избавиться от операций по расширению типа и ограничиться побитовым сравнением (листинг 3.7. пример Compare2 на компакт-диске).

Листинг 3.7. Явное приведение типов при сравнении

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

 X: Byte;

 Y: ShortInt;

begin

 Y := -1;

 X := Y;

 if X = Byte(Y) then Label1.Caption := 'Равно'

 else Label1.Caption := 'Не равно';

end;

При компиляции такого кода не выдается никаких предупреждений, но и результат сравнения будет неверным: Равно.

Примечание

Операции >, <, >= и <= тоже работают по-разному для знаковых и беззнаковых чисел. Пусть, например, сравниваются числа 01000000 и 11000000. В беззнаковом формате это 64 и 192, поэтому первое число меньше второго. А в знаковом это 64 и -64, т. е. первое число больше. Из-за этого для операций сравнения для знаковых и беззнаковых чисел в системе команд процессора существуют разные команды. В литературе, чтобы подчеркнуть это, часто используются различные названия операций в зависимости от формата: для знаковых чисел — "больше" и "меньше", для беззнаковых — "выше" и "ниже".

3.1.5. Неявное преобразование в цикле for

Рассмотрим программу (пример ForRange на компакт-диске), на форме которой находятся кнопка и панель, причем кнопка (это важно!) — не на панели, а на форме, а на панели нет никаких компонентов. Обработчик нажатия на кнопку выглядит следующим образом (листинг 3.8).

Листинг 3.8. Обработчик нажатия кнопки

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

 I: Cardinal;

begin

 for I := 0 to Panel1.ControlCount - 1 do

Panel1.Controls[I].Tag := 1;

end;

На первый взгляд кажется, что при нажатии на кнопку ничего не должно происходить, т.к. на панели никаких визуальных компонентов нет, и цикл

for

не должен выполниться ни разу. Тем не менее нажатие на кнопку вызывает исключение Access violation.

При нулевом количестве компонентов на панели выражение

Panel1.ControlCount - 1

должно давать значение -1. Но поскольку переменная цикла имеет тип

Сardinal

, эта комбинация битов интерпретируется как 4 294 967 295, верхняя граница оказывается больше нижней, и цикл начинает выполняться, обращаясь к несуществующим элементам управления. Отсюда и ошибка.