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感悟VisualBasic(7)
 

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广东 张鸿 时间：2003-11-28 10:07:14 
   
第十话 初识地址与指针
VB与VC++、Delphi之间最大的不同之一，就是后两者都可以使用指针进行运算，而VB为了安全着想，被去除了这一功能，虽然因此避免了使用指针所带来的危险性，但却造成使用上的许多不便，特别是在速度上难以提高。API给VB带来了一些改变，它的介入使VB得到很大程度的扩展，包括带来了指针。其实指针在Windows中是一个32位变量（占用4个字节的内存），在VB中由于没有指针类型变量，所以存放指针应使用长型（长型也是32位的变量）。
说到这里，可能有的人还不知道什么是指针。这里要先说说内存与地址。
在VB程序中，我们的变量都是在定义后被分配内存的，比如长型分配4个字节的内存，整型分配2个字节的内存，除了变长字符串有点特别之外（分配4个字节的内存），其他类型都是这样的，这些变量在内存中的先后位置称为地址，而Windows对这些变量的存取，是通过记录它们的地址来存取的。这个用来记录地址的变量，就是指针变量。
或许你会问，指针可以为我们做什么？我们真的需要它吗？事实上，针对VB来说，除非特别情况，我们是完全不需要指针的，因为它并不能给我们带来明显的好处，特别是反而带来速度的明显下降（而不是普遍所说的提高速度）。但这个特别情况，却总是在使用API中出现，所以我们仍需要它。
这一话并不是要对指针进行深入研究，所以我只准备了一个不算复杂的例子来说明要讲的内容。这里用到一个API:
Private Declare Sub Copy Memory Lib "kernel32" Alias "RtlMoveMemory" (Destination As Any，Source As Any，By Val Length As Long)
CopyMemory把内存的一段内容复制到另一段中，可以用来赋值。Destination是目标对象（的地址)，Source是源对象（的地址），Length是复制的长度（以字节算）。如果我们要对一对长型变量进行复制，可以这么写:
CopyMemroy lngValue2，lngValue1,4 "把lngValue1的内容复制到lngValue2中，复制4字节的内容
由于VB对按引用传递的参数做了特别处理（这和C++的引用有一点不同，VB中的引用实际上已经暗示了使用指针来传递值），实际上传递给API时，已经是lngValue2和lngValue1的地址了，所以我们不需要再多做工作。
对于用户定义类型的变量，你可以像这样使用：
Private Type Type1
  str As String
  value As Long
End Type
Dim s1 As String * 30，s2 As String * 30
Dim t1 As Type1，t2 As Type1
CopyMemory t2，t1，Len(t1)"复制t1的内容到t2，t1所占内存的大小
CopyMemory s2，s1,30"复制s1的内容到s2，30字节
这里用了Len来得到t1所占内存的大小，这是Len函数的另一个作用。本期的第一个示例源程序里演示了各种简单类型数据的复制，并包含了一个数组的复制，建议读者去看看。特别说一下，对数组的复制，应该传递第一个数组的成员，而不是数组名。
第十一话 检验CopyMemory
在上一话中，我说过除非特殊情况，否则并没有使用CopyMemory的需要，并且CopyMemory往往会使速度明显下降。那么，这一话我就告诉你这些问题的真相。
如果在我们的程序中，只是用来对变量进行复制，那么，VB本身的速度已经很快了。为了说明这一话的问题，我写了一个测试程序执行时间的示例，时间单位为毫秒。
Private Declare Function time Get Time Lib "winmm.dll" () As Long
这个timeGetTime返回从系统开始运行时的时间，主要作用是让我们计算一个时间间隔。
首先测试VB程序在我的计算机中（Win98SE中）循环500000次赋值所花的时间:
Const LOOPTIMES=500000
Dim t1 As Long，t2 As Long，tR1 As RECT，tR2 As RECT
Dim i As Long，lngAssign As Long，lngSrc As Long
Dim strSrc As String * 5000，strDest As String * 5000
lngSrc=10000000
t1=timeGetTime
For i=0 To LOOPTIMES
  lngAssign=lngSrc
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"Assignment:Long value=" & t2 - t1
t1=timeGetTime
Fori=0 To LOOPTIMES
  tR1=tR2
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"Assignment:User type =" & t2-t1
t1=timeGetTime
Fori=0 To LOOPTIMES
  strDest=strSrc
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"Assignment:String=" & t2-t1
这里第一个循环对长型进行赋值，第二个对（只包含4个长型成员的）用户定义类型进行赋值，第三个对5000字节的字符串进行赋值。所得的结果如下:
Assignment:Long value=175
Assignment:User type=254
Assignment:String=103850
长型、用户定义（只包含4个长型成员）分别花去175和254毫秒，但5000字节的字符串却花了103850毫秒，实在是够慢的了。那么CopyMemory的成绩又是怎样呢？
Dim t1 As Long，t2 As Long，tR1 As RECT，tR2 As RECT
Dim i As Long，lngAssign As Long，lngSrc As Long
Dim strSrc As String * 5000，strDest As String * 5000
lngSrc=10000000
t1=timeGetTime
Fori= 0 To LOOPTIMES
  CopyMemory lngAssign，lngSrc，4
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"CopyMemroy:Longvalue=" & t2-t1
t1=timeGetTime
Fori= 0 To LOOPTIMES
  CopyMemoryt R2，tR1，Len(tR1)
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"CopyMemory:User type=" & t2-t1
t1=timeGetTime
Fori= 0 To LOOPTIMES
  CopyMemory strDest，strSrc，5000
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"CopyMemory:String=" & t2-t1
运行结果是:
CopyMemroy:Long value=487
CopyMemory:User type=476
CopyMemory:String=3284319
更离奇了，花了487和476毫秒去给长型和只包含4个长型成员的用户定义类型变量，而字符串花了3284319毫秒，是VB本身的32倍！为了等这个测试完成，我花了近一个小时。这样的速度，能用它来提高速度吗？那么CopyMemory真的那么慢吗？
其实不是！但由于我们使用的是VB，所以就是这么慢。为什么？因为开销。
你有没有发现，在使用CopyMemory时，每一次都用到了Len运算用户定义的大小？这是第一个开销。我们调用API是调用外部的函数，而不是程序本身的函数，这时，如果函数是第一次调用，系统需要去访问磁盘上的文件，如果是第一次以后，所访问的虽然是内存，但却是一块共享区域，而且不是程序本身的，所以效率仍然很低，这是第二个开销。CopyMemory要用到参数，这些参数在传递时是需要花费时间的，这是第三个开销。在上一话中我说过VB本身会对按引用传递暗示按地址传递，这里暗中隐含了一个取地址的运算，是第四个开销。单单一个赋值运算，就要花费四个开销，这样程序的效率是非常低的，所以VB调用CopyMemory并不能给我们提高速度，它令我们十分失望！
但是，这里有个特殊情况，这种情况下我们可以优化我们的代码来改善这种情况，并且可能带来很大惊喜:
Dim t1 As Long，t2 As Long，tR1 As RECT，tR2 As RECT
Dim i As Long，lngAssign As Long，lngSrc As Long，lLen As Long
Dim strSrc As String * 5000，strDest As String * 5000
Dim v1 As Long，v2 As Long
lngSrc=10000000
lLen=Len(tR1)
v1=VarPtr(lngAssign)
v2=VarPtr(lngSrc)
t1=timeGetTime
For i= 0 To LOOPTIMES
CopyMemory ByVal v1，ByVal v2,4
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"CopyMemroy:Long value=" & t2-t1
v1=VarPtr(tR1)
v2=VarPtr(tR2)
t1=timeGetTime
Fori= 0 To LOOPTIMES
CopyMemory ByVal v1，ByVal v2，lLen
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"CopyMemory:User type=" & t2-t1
v1=StrPtr(strDest)
v2=StrPtr(strSrc)
t1=timeGetTime
Fori= 0 To LOOPTIMES
CopyMemory ByVal v1，ByVal v2,5000
Next i
t2=timeGetTime
Debug.Print"CopyMemory:String=" & t2-t1
这里又和前面有一点不同，不仅用到了VarPtr和StrPtr函数，还用到了ByVal。
VarPtr、StrPtr、ObjPtr是三个连MSDN也没提到的函数，它们分别是取得变量的地址、字符串的地址和对象的地址（在以前子类的文章中我曾提到过），由于CopyMemory规定传递的目标对象和源对象要用指针，但又为了考虑用户定义类型和对象的情况，所以用了Any类型（Any类型只能在API中使用，要注意）。但是就算是Any类型，也并不是说我们就可以直接使用，因为仍改变不了CopyMemory要用到指针的事实，所以VarPtr返回了变量的指针。而ByVal呢？因为VB隐含地把对象的地址传递给了函数，所以我们要“显式”的声明我们这一次传递的是对象的值（VB也因此省去运算变量的地址），而不是地址，要不然，将传递“存放变量地址的那个变量的地址”，结果将是两个长型变量之间的内容复制，而我们指定复制的大小又不是4字节，我们的程序将“非法操作”。
好，来看看我的结果:
CopyMemroy:Long value=472
CopyMemory:User type=525
CopyMemory:String=3018
噢，我知道你想说“我的天!这是什么结果？”，不过我没写错，是3秒！前面花了一个小时的赋值，在这里变成了3秒！这种优化对长型没有什么作用（每次运算时间都可能有不同程度的小偏差，这是正常的），但对字符串的作用是十分明显的，它也远远比VB本身的字符串赋值快（VB的字符串运算是比较慢的，因为经常暗含了一些不必要的转换）。我也在NT4中做了测试，所有结果的速度都有提高，如果你用比较新的计算机，那么结果会比我的快。
在这个特殊情况下，它要求在循环中每个源操作对象和目标操作对象的地址是相同的，Len的结果是同样大小。这样在每个循环中就省去了Len运算和取地址运算，去除了VB本身带来的两个开销。不过这种情况很少遇到，但我们还是可以从中看到CopyMemory是十分快的。
虽然如此，CopyMemory仍在许多时候要用到，因为我们使用的是API，我们不可能用API只是为了给程序中两个变量赋值。在许多情况下，用某个API取回的值是一个长型变量（比如SendMessage的一些应用场合），但它实际图1上却是一个其他变量的地址，当我们只得到这个地址的时候，我们无法用VB为我们取回它的对象，只能用CopyMemory。但因为操作的源对象不是我们程序中的对象，所以这里就不像我们上一话那么简单地使用了，应该把源对象的地址直接告诉CopyMemory，就如前面优化时所做的那样。
这一期主要是告诉你CopyMemory的使用方法，并把它的一些问题也告诉你。应该怎么去使用它，就要看你怎么把握你的程序了。由于篇幅原因，对于文中最后提到的有许多API返回值是变量的地址的情况，以后如果有机会，再向读者演示。在这之前，还需要读者自己遇到时，运用本期所讲的知识，不然一个不小心，就要去数“非法操作”一个小时有几次了。
文中程序在Win98/Win2000+VB6下调试通过。源程序下载地址是：http://www.cfan.net.cn/qikan/cxg/0207gwv.zip。