Создание статических массивов с фиксированной длиной в Delphi для эффективного доступа и однократной инициализации

Delphi , Синтаксис , Массивы

При работе с массивами в Delphi часто возникает потребность в создании массивов с фиксированной длиной, которые оптимизированы для однократной инициализации во время выполнения программы. Такие массивы должны выделять память во время работы программы, но при этом не требовать изменения своей длины после инициализации. В идеале, элементы массива должны быть размещены последовательно в памяти, что обеспечит быстрый доступ к элементам.

Проблема и ее решение

Традиционно в Delphi для создания массивов с переменной длиной используется тип TArray<T>, который является динамическим массивом. Однако, если требуется фиксированная длина массива и нет необходимости изменять его размер, можно использовать альтернативный подход.

Альтернативный ответ

Возможность использования статических массивов с однократной инициализацией на первый взгляд может показаться недостижимой, но существует решение, которое позволяет достичь желаемого результата. Можно использовать обертку для динамических массивов, которая ограничивает возможность изменения длины массива после его создания.

Подтвержденный ответ

Для реализации массива с фиксированной длиной можно использовать следующий подход, который заключается в создании обертки для динамического массива с помощью шаблонов:

type
  TFixedLengthArray<T> = record
  strict private
    FItems: TArray<T>;
    FLength: Integer;
    function GetItem(Index: Integer): T; inline;
    procedure SetItem(Index: Integer; const Value: T); inline;
  public
    property Length: Integer read FLength;
    property Items[Index: Integer]: T read GetItem write SetItem; default;
    class function New(const Values: array of T): TFixedLengthArray<T>; static;
  end;

{ TFixedLengthArray<T> }
class function TFixedLengthArray<T>.New(const Values: array of T): TFixedLengthArray<T>;
var
  i: Integer;
begin
  Result.FLength := Length(Values);
  SetLength(Result.FItems, Result.FLength);
  for i := 0 to Result.FLength-1 do begin
    Result.FItems[i] := Values[i];
  end;
end;

function TFixedLengthArray<T>.GetItem(Index: Integer): T;
begin
  Result := FItems[Index];
end;

procedure TFixedLengthArray<T>.SetItem(Index: Integer; const Value: T);
begin
  FItems[Index] := Value;
end;

Создание нового массива осуществляется следующим образом:

var
  MyArray: TFixedLengthArray<Integer>;
begin
  MyArray := TFixedLengthArray<Integer>.New([1, 42, 666]);
end;

Доступ к элементам массива осуществляется обычным способом:

for i := 0 to MyArray.Length-1 do
  Writeln(MyArray[i]);

Этот подход заключается в обертке динамического массива, элементы которого размещаются последовательно в памяти. Длина массива определяется при создании нового экземпляра. Обратите внимание, что, несмотря на использование шаблонов, тип будет вести себя как ссылка, так что операции присваивания будут аналогичны операциям с динамическими массивами.

Уточнение по производительности

Обновление вопроса изменило акцент на производительность. В данном случае, если основная цель - это максимизация скорости чтения и записи в массив, то стоит провести реальные тесты производительности для выбранного подхода. Хотя встраивание методов доступа может улучшить производительность, не стоит забывать, что оптимизатор кода может не сгенерировать оптимальный код для встраиваемых функций.

Также, стоит отметить, что встроенные в систему Delphi коллекции, такие как TList<T>, используют схему, где переменная "Count" является аналогом "емкости" массива, что позволяет избежать избыточного выделения памяти, если начальная емкость массива хорошо определена.

Для более глубокой работы с динамическими массивами на низком уровне, возможно использование оберток для динамических массивов, таких как TDynArray из фреймворка mORMot, которые предоставляют дополнительные возможности и совместимы с Delphi 5 и более старыми версиями, а также с FPC.

Заключение

Рассмотренный подход позволяет создать массив с фиксированной длиной, оптимизированный для однократной инициализации во время выполнения программы, без необходимости изменения его длины после создания. Элементы массива размещаются последовательно в памяти, что обеспечивает быстрый доступ к ним. Для получения максимальной производительности рекомендуется провести тестирование и оптимизацию реального кода, так как в большинстве случаев доступ к массиву не является узким местом в программе.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Создание и использование статических массивов с фиксированной длиной в Delphi для эффективного доступа и однократной инициализации.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Массивы ::