Object Pascal

Object Pascal

Семантика:	императивная
Класс языка:	мультипарадигмальный: императивный, структурный, объектно-ориентированный, обобщённый[1], процедурный
Тип исполнения:	компилируемый
Появился в:	1986
Автор(ы):	Ларри Теслер, Никлаус Вирт
Расширение файлов:	.p .pp .pas
Типизация данных:	статическая, динамическая (array of const, RTTI, Variant), строгая
Основные реализации:	Delphi (x86 and CLI), Oxygene (CLI), Free Pascal (x86, x86-64, PowerPC, ppc64, SPARC and ARM), Virtual Pascal (x86), TMT Pascal (x86), Turbo51 (Intel 8051)
Диалекты:	Apple, Turbo Pascal, objfpc, Delphi, Delphi.NET, Oxygene
Испытал влияние:	Паскаль, Smalltalk
Повлиял на:	C#, Java

Object Pascal (Объектный Паскаль) — язык программирования, разработанный в фирме Apple Computer в 1986 году группой Ларри Теслера, который консультировался с Никлаусом Виртом. Произошёл от более ранней объектно-ориентированной версии Паскаль^[2], называвшейся Clascal, который был доступен на компьютере Apple Lisa.

Примеры Hello World! в различных объектных расширениях языка

Object Pascal от Apple

program ObjectPascalExample;
 
   type
      THelloWorld = object
         procedure Put;
      end;
 
   var
      HelloWorld: THelloWorld;
 
   procedure THelloWorld.Put;
   begin
      WriteLn('Hello, World!');
   end;
 
begin
   New(HelloWorld);
   HelloWorld.Put;
   Dispose(HelloWorld);
end.

Turbo Pascal

Delphi и Freepascal также поддерживают этот вариант синтаксиса. В Delphi для обеспечения обратной совместимости, для Freepascal — это синтаксис по умолчанию

program ObjectPascalExample;
 
   type
      PHelloWorld = ^THelloWorld;
      THelloWorld = object
         procedure Put;
      end;
 
   var
      HelloWorld: PHelloWorld; { это указатель на THelloWorld }
 
   procedure THelloWorld.Put;
   begin
      WriteLn('Hello, World!');
   end;
 
begin
   New(HelloWorld);
   HelloWorld^.Put;
   Dispose(HelloWorld);
end.

Object Pascal в Delphi и Free Pascal

В Free Pascal этот вариант синтаксиса доступен в режимах ObjFpc и Delphi^[3]

program ObjectPascalExample;
 
type
  THelloWorld = class                    { определение класса }
    procedure Put;
  end;
 
procedure THelloWorld.Put;               { описание процедуры метода Put класса THelloWorld }
begin
  Writeln('Hello, World!');
end;
 
var
  HelloWorld: THelloWorld;               { определение переменной-указателя на экземпляр класса }
 
begin
  HelloWorld := THelloWorld.Create;      { конструктор возвращает значение указателя на экземпляр класса }
  HelloWorld.Put;
  HelloWorld.Free;                       { деструктор уничтожает экземпляр класса и освобождает область памяти }
end.

Изменения в Object Pascal от Borland в сравнении с Turbo Pascal

Изменения коснулись групп целых, символьных и строковых типов, которые стали разделяться на две категории:

• Фундаментальные (fundamental) типы. Их представление в памяти (число битов и наличие знака) строго фиксируется и выдерживается неизменным во всех последующих реализациях Object Pascal для любых операционных систем и компьютерных платформ.
• Родовые (generic) типы. Их представление в памяти не фиксируется и будет реализовано оптимальным способом, в зависимости от реализации для конкретной операционной системы и компьютерной платформы.

Интерфейсы

См. Интерфейсы: Delphi

Перегрузка процедур и функций (не ООП)

Введена перегрузка процедур и функций, не являющихся членами объекта или класса. Перегружаются (с помощью ключевого слова overload) отличающиеся типами и числом параметров процедуры и функции :
procedure Calc(I: Integer); overload;
  …
procedure Calc(S: String; J: Integer); overload;

Динамический массив

Введен для устранения рутинных операций выделения и возвращения памяти в heap-область (кучу), и для того, чтобы избежать случайных ошибок и утечки памяти. Элементы массива должны быть одинаковыми. Нумерация элементов начинается с нуля.
Пример объявления:

var MyFlexibleArray: array of Real;
Использование:

var
 A, B: array of Integer;
begin
 SetLength(A, 1); {специальная процедура выделения памяти}
 A[0] := 1;
 B := A;
 B[0] := 2;
end;

В динамическом массиве тоже возможно задание открытого массива параметров, но тип их должен быть объявлен ранее, например:
type TDynamicCharArray = array of Char;
function Find(A: TDynamicCharArray): Integer;

Динамическая типизация

Операторы динамической проверки и приведения типов

В языке Object Pascal фирмы Borland появилась динамическая типизация, а также оператор динамического приведения типов as и оператор is для динамической проверки типов. Также в открытом массиве параметров стала возможна передача параметров различного типа (variant open array parameters).

Вариантный тип

В языке Object Pascal был введен вариантный тип данных (Variant), тип которых не известен на этапе компиляции и может изменяться на этапе выполнения программы. Однако этот тип данных поглощает больше памяти по сравнению с соответствующими переменными и операции над данными типа Variant выполняются медленнее. Более того, недопустимые операции над данными этого типа чаще приводят к ошибкам на этапе выполнения программы, в то время как подобные ошибки над данными другого типа были бы выявлены ещё на этапе компиляции.

Вариантные переменные могут принимать различные значения (целые, строковые, булевские, Currency, OLE-строки), быть массивами элементов этих же типов и массивом значений вариантного типа, а также содержать COM и CORBA объекты, чьи методы и свойства могут быть доступны посредством этого типа. Однако Variant не может содержать:

• данные структурных типов;
• указатели;
• Int64 (начиная с Delphi 6 — может).

Variant можно смешивать (в выражениях и операторах) с другими вариантами, числовыми, строковыми и булевскими данными. При этом компилятор автоматически выполняет преобразование типа. Варианты, содержащие строки, не могут, однако, индексироваться (V[i] не допустимо).

var
  V1, V2, V3, V4, V5: Variant;
  I: Integer;
  D: Double;
  S: string;
begin
  V1 := 1; { значение типа integer }
  V2 := 359.768; { значение типа real }
  V3 := 'Hello world!'; { значение типа string }
...

Параметры типа вариантного открытого массива

Стала возможна передача параметров различного типа. В оригинале он назван как «variant open array parameters». Тип данных определяется динамически в процессе выполнения программы. Так же как и в обычном открытом массиве функция High вызывается для определения числа элементов массива. Для объявления используются ключевые слова array of const. Пример:

function Output(const Args: array of const): string;
var
 I: Integer;
begin
 Result := ;
 for I := 0 to High(Args) do   with Args[I] do
   case VType of
       vtString:     Result := Result + VString^;
       vtPChar:      Result := Result + VPChar;
       vtInteger:    Result := Result + IntToStr(VInteger);
       vtBoolean:    Result := Result + BoolToStr(VBoolean);
       vtChar:       Result := Result + VChar;
       vtExtended:   Result := Result + FloatToStr(VExtended^);
       vtObject:     Result := Result + VObject.ClassName;
       vtClass:      Result := Result + VClass.ClassName;
       vtVariant:    Result := Result + string(VVariant^);
       vtInt64:      Result := Result + IntToStr(VInt64^);
       vtAnsiString: Result := Result + string(VAnsiString);
       vtCurrency:   Result := Result + CurrToStr(VCurrency^);
   end;
  Result:=Result+ ' ';
end;
...
Output(['test', 777, '@', True, 3.14159, TForm]) {передача открытого массива параметров}

будет возвращена строка: «test 777 @ T 3.14159 TForm».

Как видно, имеет свою внутреннюю структуру, обращение к которой дает возможность определить тип данных. В строке вызова функции создается массив, с помощью конструктора открытого массива, который использует квадратные скобки.

Различия в объектных моделях

Для введения новой объектной модели введено ключевое слово class (в Turbo Pascal ключевое слово object).

Введены операторы для проверки и приведения классов is и as динамически в ходе выполнения программы. Появились указатели на методы, для чего введено новое использование ключевого слова object:
type
   TMyMethod = procedure (Sender : Object) of object;

Изменения синтаксиса, из-за изменения размещения объектов

В Turbo Pascal можно было работать как с динамическими, так и со статическими экземплярами объектов. В объектной модели Object Pascal программист работает только с динамическими экземплярами классов, выделяемых в heap-области (куче). В связи с этим изменен синтаксис обращения к полям и методам объектов. Ранее для работы с динамическими экземплярами объектов, проинициализированными с использованием обращения к конструктору в сочетании с функцией New, необходимо было использовать обращение «по адресу» (^). Теперь тип класса стал являться по умолчанию также указателем.
Пример для сравнения:

Объектная модель в Turbo Pascal (выделены участки кода, подвергшиеся изменению)

type
 PMyObject = ^TMyObject;
 TMyObject = object (TObject)
 MyField : PMyType;
 constructor Init;
end;
...
var
MyObject : PMyObject;
begin
 MyObject:=New(PMyObject,Init);
 MyObject^.MyField:= ...
end;

Новая объектная модель в Object Pascal

type
TMyObject = class (TObject)
  MyField : TMyType;
  constructor Create;
end;
...
var
MyObject : TMyObject;
begin
  MyObject:=TMyObject.Create;
  MyObject.MyField:= ...
end;

С помощью точки стало возможным обращаться для доступа к методам класса. Кроме того, было изменено соглашение об именовании конструкторов и деструкторов. В старой объектной модели вызов New отвечал за распределение памяти, а обращение к конструктору инициализировало выделенную область памяти. В новой модели эти действия выполняет конструктор Create.

Появилась возможность ограничивать видимость членов класса (методы, свойства), которые предназначены для использования только в реализации производных классов. Это дает возможность защищать исходный код от модификации пользователями класса. Такие методы содержатся в секции protected (защищённые) в объявлении класса.

Визуальное объектно-ориентированное программирование

Появились понятия свойства (property) и связанные с со свойствами ключевые слова read, write, stored, default (nodefault), index. Свойства визуальных объектов, видимых в интегрированной среде разработки объявляются с помощью нового слова published в качестве секции в объявлении класса, являющегося визуальным объектом.

Обобщения

type
 generic TList<T> = class     {объявление}
   Items: array of T;
   procedure Add(Value: T);
 end;
Implementation
{реализация}
procedure TList.Add(Value: T);
begin
  SetLength(Items, Length(Items) + 1);
  Items[Length(Items) - 1] := Value;
end;

Общий класс может быть просто специализирован для конкретного типа с использованием ключевого слова specialize:

Type
  TIntegerList = specialize TList<Integer>;
  TPointerList = specialize TList<Pointer>;
  TStringList  = specialize TList<string>;

Перегрузка операторов

Разработчики TMT Pascal (модификация Object Pascal) первыми ввели полноценную перегрузку операторов, что впоследствии было перенято разработчиками других диалектов языка: Delphi (среда Delphi 2005), Free Pascal и др.
Пример:

{объявление}
type
  TVector = packed record
     A, B, C: Double;
     procedure From(const A, B, C: Double);
     class operator Add(const Left, Right: TVector): TVector;
     class operator Implicit(const v: TVector): TPoint;
  end;
 implementation
...
{реализация}
class operator TVector.Add(const Left, Right: TVector): TVector;
begin
 Result.A := Left.A + Right.A;
 Result.B := Left.B + Right.B;
 Result.C := Left.C + Right.C;
end;
class operator TVector.Implicit(const v: TVector): TPoint;
begin
 Result.A := round(v.A);
 Result.B := round(v.B);
end;
...
{использование:}
var
 v1, v2: TVector;
begin
 v1.From(20, 70, 0);
 v2.From(15, 40, 4);
 Canvas.Polygon([v1, v2, v1 + v2]);
end;

Поддержка различными разработчиками

Начиная с версии среды Delphi 7, фирма Borland стала официально называть язык Object Pascal как Delphi^[4].

Язык Object Pascal поддерживается и развивается другими разработчиками. Наиболее серьёзные реализации Object Pascal (помимо Delphi) — это кроссплатформенный TopSpeed Pascal (версия языка Turbo Pascal^[5]) мультиязыковой среды TopSpeed, TMT Pascal, Virtual Pascal, PascalABC.NET, Free Pascal, GNU Pascal. На Object Pascal основан язык программирования Oxygene.

Примечания

1. ↑ Hallvard’s Blog: Highlander2 Beta: Generics in Delphi for .NET
2. ↑ Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами решения[itbookz.ifolder.ru/7276278]
3. ↑ Michaël Van Canneyt Chapter 6: Classes  (англ.). Free Pascal : Reference guide. (декабрь 2011). Архивировано из первоисточника 2 февраля 2012. Проверено 16 января 2012.
4. ↑ Delphi Language Overview
5. ↑ TopSpeed-компиляторы: не дожили до триумфа

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Проставив сноски, внести более точные указания на источники.