在delphi中实现类型安全的容器.txt

delphi的范型代码库

                在Delphi中实现类型安全的容器
          by [e-mail]，2004.09.12   (2006.10.20更新)


最近都在使用Delphi,但Delphi中的容器和算法实在太缺乏了，又存在很多不一致，使用也很不方便。 

在构造一些容器和算法的时候,总是怀念C++的泛型和STL;所以就尝试在Delphi中编写泛型代码； 

其它现有的Deplhi容器和算法库实现中，主要的实现途径有利用Delphi中的array of const(相当于弱类型,而且对结构的支持差，如Decal)；或者建立一套类体系作为容器中的元素(主要使用虚函数机制,如：左轻侯有篇文章也谈到过; 一般简单类型需要做打包拆包)；还有的实现是针对TObject、IInterface、String等做多套代码实现(如:DCL库)； 但他们相对于C++的STL来说缺陷也很明显，类型不安全,速度慢，代码重复； 

DGL库没有这些问题，库能够支持所有基本类型、指针(包括类的指针)、Interface、结构(record)、Object结构(Delphi中已经不推荐使用)、类成员函数指针、类(class)的值语义(一般Delphi中不习惯使用类的值语义，所以不建议使用)等其它用户自定义类型，并且类型安全(速度当然没有问题啦), 没有重复代码!


库现在包括以下组件:
<object>
_IIterator    容器迭代器
_IMapIterator Map迭代器
(PointerBox函数可以将原生指针包装成一个与库兼容的迭代器)

<接口interface>                     
_ICollection        容器接口
_ISerialContainer   序列容器的接口     
_IVector            向量接口(容器的一种)
_IList              链表接口(容器的一种)
_IDeque             队列接口(容器的一种)
_IStack             堆栈接口(一种容器配接器)
_IQueue             双端队列接口(一种容器配接器)
_IPriorityQueue     优先级队列

_ISet               Set接口                       
_IMultiSet          MultiSet接口        
_IMap               Map接口                       
_IMultiMap          MultiMap接口               

<类class>
_TAlgorithms        算法类(包括:拷贝、替换、删除、排序、搜索等算法)
      
_TVector            向量实现类        
_TList              链表List的一个实现                   
_TDeque             队列Deque的一个实现           
_TStack             堆栈Stack     
_TQueue             双端队列Queue  

(_TRB_Tree     红黑树(库内部使用))
_TSet           用红黑树实现的Set             
_TMultiSet      用红黑树实现的MultiSet        
_TMap           用红黑树实现的Map             
_TMultiMap      用红黑树实现的MultiMap

(_THashTableBase     Hash表(库内部使用))
_THashSet           用Hash表实现的Set             
_THashMultiSet      用Hash表实现的MultiSet        
_THashMap           用Hash表实现的Map             
_THashMultiMap      用Hash表实现的MultiMap


实现原型举例:

“模版”类的声明文件:UnitClassT.inc_h
[code]
//<template:_T,_T_IsEqual>
type
  TTest = class(TObject)
  private
    a : _T;
  public
    function GetA():_T;
    fucntion IsEqual(ATest:TTest):bool;
  end;
[/code]
“模版”类的实现文件:UnitClassT.inc_pas
[code]
  function TTest.GetA(): _T;
  begin
    result:=a;
  end;

  fucntion IsEqual(ATest:TTest):bool;
  begin
    result:=_T_IsEqual(a,ATest.a);
  end;
  [/code]
 
//////////////////////////////////////
使用的时候对“模版”类做pointer的特化

[code]
unit UnitTestPointer;

interface

type _T = Pointer;
function _T_IsEqual(cosnt a,b:_T); 

{$I UnitClassT.inc_h}

type TTestPointer = TTest;  // TTestPointer定义给外部使用
 
implementation

{$I UnitClassT.inc_pas}

function _T_IsEqual(cosnt a,b:_T);
begin
  result:=(a=b);
end;

end.
[/code]


使用的时候对“模版”类做double的特化
[code]
unit UnitTestDouble;

interface

type _T = double;
{$I UnitClassT.inc_h}

type TTestFloat = TTest;  // TTestFloat定义给外部使用

function _T_IsEqual(cosnt a,b:_T);

implementation

function _T_IsEqual(cosnt a,b:_T);
begin
  result:=(a=b);
end;

{$I UnitClassT.inc_pas}

end.
[/code]

（将类分成两个部分的原因是这样可以$Include更多的文件，形成组合；感觉象C++ ） 

这里只对一个_T类型做了参数化，当然还可以对多个类型做特化；甚至参数化一些常量和其他函数(比如Hash值函数)，利用$define\$ifdef进行条件编译(主要用来优化或特殊处理)；用这种方法再加上接口(Interface,不是必须)；在Delphi中就可以实现通用\高效\易用的容器和算法库了；