Delphi泛型

Delphi（pascal的扩展）一直有强大的类型系统。看看下面的实现简单的插入排序算法的示例代码（我使用Delphi 2009年）：

01 unit InsSort;
02  
03 interface
04  
05 type
06   TItem = Integer;
07   TArray = array of TItem;
08  
09 procedure InsertionSort(var A: TArray);
10  
11 implementation
12  
13 procedure InsertionSort(var A: TArray);
14 var
15   I, J: Integer;
16   Item: TItem;
17  
18 begin
19   for I:= 1 + Low(A) to High(A) do begin
20     Item:= A[I];
21     J:= I - 1;
22     while (J >= Low(A)) and (A[J] > Item) do begin
23       A[J + 1]:= A[J];
24       Dec(J);
25     end;
26     A[J + 1]:= Item;
27   end;
28 end;

上面的代码对整数数组进行排序，如果我们需要处理字符串数组，我们所要做的就是把TItem声明从整数型转换为字

符串：

1 type
2   TItem = string;

如果我们的任务是进行整数和字符串数组排序，我们应该有两个单独的源代码单元（虽然他们只有一个词是不同的）。显然，这是重复的代码，不能用纯pascal解决。但是，Delphi有泛型，让我们用泛型来试试。

1 procedure InsertionSort<TItem>(var A: array of TItem);

先不要编译，如果我们需要使用泛型类，我们还需要一些手段比较泛型类型，所以我写了下面的简单泛型类：

01 type
02   TArray<TItem> = class
03     class function Compare(const L, R: TItem): Integer; static;
04     class procedure InsertionSort(var A: array of TItem); static;
05   end;
06  
07 implementation
08  
09 uses SysUtils, TypInfo;
10  
11 class function TArray<TItem>.Compare(const L, R: TItem): Integer;
12 var
13   P: PTypeInfo;
14  
15 begin
16   P:= TypeInfo(TItem);
17   case P^.Kind of
18     tkInteger: begin
19       if PInteger(@L)^ < PInteger(@R)^ then Result:= -1
20       else if PInteger(@L)^ > PInteger(@R)^ then Result:= 1
21       else Result:= 0;
22     end;
23     tkUString: Result:= CompareStr(PString(@L)^, PString(@R)^);
24   end;
25 end;
26  
27 class procedure TArray<TItem>.InsertionSort(var A: array of TItem);
28 var
29   I, J: Integer;
30   Item: TItem;
31  
32 begin
33   for I:= 1 + Low(A) to High(A) do begin
34     Item:= A[I];
35     J:= I - 1;
36 //    while (J >= Low(A)) and (A[J] > Item) do begin
37     while (J >= Low(A)) and (Compare(A[J], Item) > 0) do begin
38       A[J + 1]:= A[J];
39       Dec(J);
40     end;
41     A[J + 1]:= Item;
42   end;
43 end;

 

它能工作，不过它看起来很丑陋,如果考虑到泛型比较疯狂的开销的话，特别是像通常由普通汇编指令比较整数类型只用一个单一指令。 Delphi2009的RTL（Generics.Defaults.pas 单元文件）在IComparer泛型接口的基础上提供了更优雅（也更长）的解决方案的，但它归结到底还是使用一个低效率的运行时类型信息。

但是，为什么我们需要'比较'的功能呢？当编译器为泛型TItem类型生成代码时，编译器应该已经知道TItem的实际代替类型，编译器可以利用实际类型来生成更优雅的代码行

1 while .. (A[J] > Item) ..

效率远远高于下面这个:

1 while .. (Compare(A[J], Item) > 0) ..

泛型直接比较的思想还涉及到Haskell的'类型的类'的概念。在'类型类'跟OOP类有很大的不同。 在Haskell中每个类型是许多类型类的实例。例如整数类型是'Eq'类型类的实例，因为整数可以比较相等，也是'ord'类型类的实例，因为所有的比较操作（<，<=，>，> =）适用于整数，也是'Show'类型类，因为整数可以转换为字符串，等等.在我们的情况下，泛型TItem类型应该是一个'ord'类型类的实例。

网友在我以前的贴子评论中指出，我的泛型排序简单例程的TArrayRTL代码包含额外的开销，（Generic.Collections & Generic.Defaults 单元文件），因为是循环内使用RTTI。是的，这是真的。让我们改进RTTI的检查，采取循环外代码，同时保持代码简单（不使用复杂的IComparer接口）。

简单的任务，应该有简单的解决方案。现在，我的解决办法似乎很简单，我也花了几个小时才找到它 -泛型对初学者来说仍然很怪异。最后一步，让系统工作的代码是 在泛型类TArray里面  声明一个泛型过程类型TCompare ，没有它的代码将不能编译：

01unit GenericSort;

02 

03interface

04 

05type

06  TArray<T> = class

07  public type

08    TCompare = function(const L, R: T): Integer;

09  private

10    class procedure InternalSort(var A: array of T;

11      Compare: TCompare); static;

12  public

13    class procedure InsertionSort(var A: array of T); static;

14  end;

15 

16function CompareInt(const L, R: Integer): Integer;

17 

18implementation

19 

20uses SysUtils, TypInfo;

21 

22class procedure TArray.InternalSort(var A: array of T; Compare: TCompare);

23var

24  I, J: Integer;

25  Item: T;

26  P: PTypeInfo;

27 

28begin

29  for I:= 1 + Low(A) to High(A) do begin

30    Item:= A[I];

31    J:= I - 1;

32    while (J >= Low(A)) and (Compare(A[J], Item) > 0) do begin

33      A[J + 1]:= A[J];

34      Dec(J);

35    end;

36    A[J + 1]:= Item;

37  end;

38end;

39 

40function CompareInt(const L, R: Integer): Integer;

41begin

42 if L < R then Result:= -1

43  else if L > R then Result:= 1

44  else Result:= 0;

45end;

46 

47class procedure TArray.InsertionSort(var A: array of T);

48var

49  P: PTypeInfo;

50 

51begin

52  P:= TypeInfo(T);

53  case P^.Kind of

54    tkInteger: InternalSort(A, @CompareInt);

55    tkUString: InternalSort(A, @CompareStr);

56  end;

57end;

58 

59end.

请注意该'CompareInt'函数在接口部分声明。如果你注释掉接口声明编译会出错误