Delphi 中的字符串（还解释了shortstring）good

一、Delphi 2009 之前的字符串（不支持 Unicode）：

　　Delphi 2009 之前的字符串分为 3 种：ShortString、AnsiString、WideString。

【ShortString】

　　ShortString 是一种比较古老的 Pascal 字符串格式，它最多只能容纳 255 个字节的字符。当我们声明一个 ShortString 类型的变量时，Delphi 会自动申请 256 个字节的内存空间给该变量，其中第一个字节用来存放字符串的长度，后面的 255个字节用来存放字符串内容，如果字符串的长度不够 255 个字节，则有多少字符就用多少内存，后面未用到的内存清零。

var
  SStr: ShortString;

　　上面的声明就使 SStr 拥有了 256 个字节的内存空间：

Sizeof(SStr); { = 256; }

　　直到 SStr 不再被使用时，Delphi 会自动释放 SStr 所占用的内存空间。

　　我们还可以用下面的方式来声明 ShortString 类型的变量：

var
  SStr: string[16];

　　这样，我们就声明了一个只能容纳 16 个字节内容的 ShortString 字符串，加上一个字节用来存放字符串的长度，SStr 一共占用 17 个字节的内存空间：

Sizeof(SStr); { = 17; }

　　我们可以像使用字节数组（array of byte）那样来使用 ShortString，比如我们可以用下标来访问 ShortString 中的各个字符，可以用 High 和 Low 函数来获取 ShortString 的上限位置和下限位置。由于字符串的第一个字节存放的是字符串的长度，所以 SStr[0] 存放的是字符串的长度，例如：

var
  SStr: string[16];
begin
  SStr := 'ABC';
{ 此时：
  Ord(SStr[0]);  // = 3   字符串长度为 3
  SStr[1];       // = 'A' 第一个字符为 A
  SStr[2];       // = 'B' 第二个字符为 B
  SStr[3];       // = 'C' 第三个字符为 C
  SStr[4];       // = #0  其余位置清零 #0
  ……           //       其余位置清零 #0
  SStr[255];     // = #0  其余位置清零 #0
  High(SStr);    // = 16  上限位置为 16
  Low(SStr);     // = 0   下限位置为 0 }
end;

　　接下来，我们来看看 SStr 的指针情况。

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{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  SStr: ShortString;

pS: Pointer;
  pS1: Pointer;
begin
  SStr := 'ABC';

pS := Addr(SStr);        { 字符串变量 SStr 的地址 }
  pS1 := Addr(SStr[0]);    { 字符串的首地址 }

Memo1.Clear;
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pS)));  { 在我的电脑中显示为：1242240 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pS1))); { 在我的电脑中显示为：1242240 }
end;

----------

　　上面的代码说明变量 SStr 的地址就是“存放字符串的内存块”的地址。这和后面讲到的 AnsiString 和 WideString 不同。

【AnsiString】

　　AnsiString 是一种动态分配内存的字符串，也就是说当我们声明一个 AnsiString 时，它并不占用内存空间，比如：

var
  AStr: AnsiString;

　　此时字符串的长度为 0，不占用内存空间：

Length(AStr);  { = 0 }

　　这里为什么不用 Sizeof(AStr); 而用 Length(AStr); 因为 AStr 和 ShortString 不同，变量 AStr 的地址并不是“存放字符串的内存块”的地址，变量 AStr 中存放的只是一个指针，指向“存放字符串的内存块”，我们通过变量 AStr 可以找到“存放字符串的内存块”，请看下面的代码：

----------

{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  AStr: AnsiString;

pA: Pointer;
  pA1: Pointer;
begin
  AStr := 'ABC';

pA := Addr(AStr);       { 字符串变量 AStr 的地址 }
  pA1 := Addr(AStr[1]);   { “存放字符串的内存块”的地址。Delphi 不允许访问 AStr[0] }

Memo1.Clear;
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pA)));  { 在我的电脑中显示为：1242504 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pA1))); { 在我的电脑中显示为：17539780 }
end;

----------

　　从上面的代码中可以看出，字符串变量 AStr 的地址和“存放字符串的内存块”的地址是不一样的。所以用 Sizeof(AStr) 无法获取字符串的大小，只能获取一个指针的大小，永远为 Sizeof(Pointer);

　　刚才说了，AnsiString 变量在刚声明的时候是不分配内存的，所以就不能使用 AStr[1]，因为 AStr[1] 是指“被分配的内存块”中的第一个字符，而“内存块”根本就没有分配，哪来的第一个字符？所以在使用 AStr[1] 之前首先要判断 Length(AStr) 是否为 0，若为 0，就表示内存块未分配，就不能使用 AStr[1]。

　　那什么时候 AStr 才分配内存呢？当我们给 AStr 赋值的时候，Delphi 就给 AStr 分配内存，例如：

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var
  AStr: AnsiString;     { 此时 AStr 未分配内存 }
begin
  AStr := 'ABC';        { 此时 Delphi 给 AStr 分配了三个字节的内存用来存放 'ABC' }
  ShowMessage(AStr[1]); { 这时就可以使用 AStr[1] 了 }
  AStr := 'ABCDEF';     { 此时 Delphi 增大字符串的内存空间来存放更多字符 }
  AStr := '';           { 此时 AStr 将刚分配的内存全部释放 }
  ShowMessage(AStr[1]); { 错误，因为此时未分配内存，所以不可以使用 AStr[1] }
end;

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　　那么变量 AStr 和“存放字符串的内存块”之间是什么关系呢？变量 AStr 中存放的其实是一个指针，指向“存放字符串的内存块”。通过下面的代码可以很好的理解这个问题：

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{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  AStr: AnsiString;

pA: Pointer;      { 变量 AStr 的地址 }
  pA1: Pointer;     { 字符串中第一个字符的地址（即：内存块的地址） }
  pAP: Pointer;     { 变量 AStr 中所存放的指针 }
begin
  AStr := 'ABC';    { 申请三个字节的内存块用来存放 'ABC' }

pA  := Addr(AStr);    { 获取变量 AStr 的地址 }
  pA1 := Addr(AStr[1]); { 获取内存块的地址 }
  pAP := Pointer(AStr); { 获取变量 AStr 中所存放的指针 }

Memo1.Clear;
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pA)));   { 变量 AStr 的地址 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pA1)));  { 内存块的地址 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pAP)));  { 变量 AStr 中所存放的指针 }
end;

----------

{ 运行结果 }
1242504      { 变量 AStr 的地址 }
17539780     { 内存块的地址 }
17539780     { 变量 AStr 中所存放的指针 }

----------

　　由此可见 AStr 中存放的只是一个指针，指向“存放字符串的内存块”，我们可以通过 Pointer(AStr) 来得到这个内存块的地址。

　　上面的代码有一个奇怪的地方，就是将 pA1 := Addr(AStr[1]); 和 pAP := Pointer(AStr); 两行代码的前后位置对调一下，运行结果就不同了（测试环境：Delphi XE2），下面是对调以后的运行结果：

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{ 对调以后的运行结果 }
1242504      { 变量 AStr 的地址 }
17539780     { 内存块的地址 }
5327792      { 变量 AStr 中所存放的指针 }

----------

　　这或许是 Delphi 对字符串优化所造成的结果（Delphi 的 copy-on-write 技术），当我们仅仅是读取该字符串时，它的地址就是刚赋初始值时的地址（5327792），而当我们要修改字符串时（ pA1 := Addr(AStr[1]) 也被认为是用户将要通过指针修改字符串），Delphi 就会把该字符串复制到新的地方（17539780）给用户修改并继续使用。如果“旧地址中的字符串”还同时被其它变量引用，比如 AStr := 'ABC' 之后又 AStr2 := AStr，则保留旧地址，供 AStr2 继续使用，如果旧地址不再被其它变量使用，则将旧地址中的字符串全部释放。 ）

　　为了检验以上说法，我们用下面的代码再测试一次，这次，我们将 AnsiString 定义为常量，不允许修改，看看结果如何：

----------

{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
const
  AStr: AnsiString = 'ABC';
var
  pA: Pointer;      { 变量 AStr 的地址 }
  pA1: Pointer;     { 字符串中第一个字符的地址（即：内存块的首地址） }
  pAP: Pointer;     { AStr 中所存放的指针 }
begin
  pA  := Addr(AStr);    { 获取变量 AStr 的地址 }
  pAP := Pointer(AStr); { 获取变量 AStr 中所存放的指针（放前面） }
  pA1 := Addr(AStr[1]); { 获取内存块的地址（放后面） }

Memo1.Clear;
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pA)));   { 变量 AStr 的地址 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pA1)));  { 内存块的地址 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Integer(pAP)));  { 变量 AStr 中所存放的指针 }
end;

----------

{ 此时的运行结果 }

5379472      { 变量 AStr 的地址 }
5327460      { 内存块的地址 }
5327460      { 变量 AStr 中所存放的指针 }

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　　字符串的地址没有发生变化，这验证了刚才我们说的 Delphi 的 copy-on-write 技术。这也解释了为什么提倡大家在不修改字符串内容的情况下，尽量将字符串声明为常量（比如函数的字符串参数），因为常量不会触发 Delphi 的 copy-on-write技术，增加代码的执行效率。

　　接下来有必要对 Length 函数做一下说明，Length 函数对于 ShortString 和 AnsiString 来说，都是指“字符串中的字节数（而不是字符数）”，请看下面的例子：

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{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  SStr: ShortString;
  AStr: AnsiString;
begin
  Memo1.Clear;

SStr := '123你好吗';  { 一共 6 个字符 }
  AStr := '123你好吗';  { 一共 6 个字符 }

Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(SStr)));    { 结果 9 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(AStr)));    { 结果 9 }
end;

----------

　　因为一个英文字符只占用 1 个字节的内存空间，而一个汉字要占用 2 个字节的内存空间，所以 SStr 和 AStr 都用了 9 个字节的内存空间来存放字符串。如果此时你使用 AStr[4] 来获取汉字“你”，那么只能获取半个汉字，此时的 AStr[4] 是 AnsiChar 类型（单字节）。所以用 AnsiString 处理汉字是很麻烦的，我们一般用 WideString 来处理带有汉字的字符串。

　　关于 Delphi 不允许访问 AStr[0]，其实 AnsiString 和 ShortString 有着类似的结构，也就是说在 AnsiString 字符串的前面也有一个数据区用来保存 AnsiString 的长度（字节数），这个数据区就是字符串之前的 4 个字节，我们可以通过指针来访问这个区域，而再之前的 4 个字节中还存放着字符串的引用计数，标识着这个字符串被几个字符串变量所引用。在 Delphi 7 的 system 单元中可以找到字符串结构的定义：

StrRec = packed record
  refCnt: Longint;   { 引用计数 }
  length: Longint;   { 字符串长度 }
end;

请看下面的代码：

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{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  AStr: AnsiString;
  P: PCardinal;    { Sizeof(Cardinal) = 4 字节 }
begin
  Memo1.Clear;

SetLength(AStr, 65530);
  P := PCardinal(AStr);

Dec(P); { 向前移动 4 个字节 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(P^));    { 结果 65530   字符串长度 }
  Dec(P); { 再向前移动 4 个字节 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(P^));    { 结果 1       引用计数 }
end;

----------

　　从上面的结果可以看出，字符串的长度为 65530，引用计数为 1。

　　关于 AnsiString 中可以存放的内容，有人说 AnsiString 中存放的是以 #0 结尾的字符串，和 C 语言的字符串类似，这样理解不准确，因为 AnsiString 中可以存放多个 #0 字符，#0 并不一定代表字符串的结尾。例如：

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{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  AStr, AStr2: AnsiString;
  I: Integer;
begin
  Memo1.Clear;

SetLength(AStr, 10);  { 在 AStr 中存放 10 个 #0 字符 }
  for I := 1 to 10 do
    AStr[I] := #0;

AStr2 := AStr;        { 看看赋值的过程中会不会发生字符丢失 }
  AStr2[5] := 'A';
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(AStr2)));    { 结果 10，没有丢失字符 }
end;

----------

　　也就是说 AnsiString 可以直接当内存来使用，它不只可以存放字符，而是可以存放任何东西，你甚至可以将一个图片的数据存入 AnsiString 的内存块中。用 AnsiString 代替内存使用有一个好处，就是 Delpih 会帮你管理这个内存，在你不需要使用该内存块的时候，Delphi 会自动帮你释放。

　　但是这样的字符串不能和 PAnsiChar 类型一起使用，因为 PAnsiChar 才是真正的以 #0 结尾的字符串（我们刚才不是说了 AnsiString 其实就是一个指针吗，PAnsiChar 也是一个指针，在用法上和 AnsiString 有很多相同的地方），当你把上面的字符串赋值给一个 PAnsiChar 变量时，PAnsiChar 只会读取第一个 #0 之前的内容，而把第一个 #0 之后的所有内容都丢弃掉。请看下面的代码：

----------

{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  AStr: AnsiString;
  pAStr: PAnsiChar;
  I: Integer;
begin
  Memo1.Clear;

SetLength(AStr, 10);
  for I := 1 to 10 do
    AStr[I] := #0;

pAStr := 'ABC';
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(pAStr)));    { 结果 3 }

pAStr := PAnsiChar(AStr);
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(pAStr)));    { 结果 0 }

pAStr := #0#0#0;
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(pAStr)));    { 结果 0 }
end;

----------

　　好了，总结一下 AnsiString：

　　AnsiString 变量只是一个指针，指向一个内存块，这个内存块用来存放实际的字符串。AnsiString 所指向的内存是动态分配的，如果 AnsiString 中未存放任何字符串，则 AnsiString 指向 nil。

　　虽然 AnsiString 变量并不是真正的内存块，只是一个指针，但是我们仍然可以通过下标的方式来访问内存块中的字符。下标必须从 1 开始，Delphi 不允许 AnsiString 和 WideString 使用下标 0。

　　我们可以通过如下方式访问到 AStr 所指向的内存块地址：

@AStr[1]
Pointer(AStr)

　　我们可以通过如下方式访问到 AStr 所指向的内存块中的第一个字符、第二个字符、第三个字符：

AStr[1]、AStr[2]、AStr[3]
PAnsiChar(AStr)^ 、(PAnsiChar(AStr)+1)^ 、(PAnsiChar(AStr)+2)^

　　PAnsiChar 类型和 AnsiString 类型之间可以很容易的相互转换。不过编译器在编译的时候会给出警告（不是错误）。例如：

----------

{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  AStr: AnsiString;
  pAStr: PAnsiChar;
begin
  Memo1.Clear;

AStr := 'ABC';
  pAStr := PAnsiChar(AStr);
  Memo1.Lines.Add(AStr);
  Memo1.Lines.Add(pAStr);

Memo1.Lines.Add('');

pAStr := '123';

AStr := pAStr;
  Memo1.Lines.Add(AStr);
  Memo1.Lines.Add(pAStr);
end;

----------

　　关于 Length 函数，Length 函数对于 ShortString 和 AnsiString 来说返回的是它们所存放的字符串的字节数，而不是字符数。

　　在 AnsiString 的字符串之前的 4 个字节中存放着字符串的总长度（总字节数），再之前的 4 个字节中存放着字符串的引用计数。

　　AStr[n] 只能返回半个汉字，所以用 AnsiString 处理汉字是很麻烦的，我们一般用 WideString 来处理带有汉字的字符串。

　　Delphi 对 AnsiString 和 WideString 都使用了 copy-on-write 技术，所以当我们不准备修改字符串的内容时，最好将字符串声明为常量，以提高程序的执行效率。

　　Delphi 中的 AnsiString 可以直接当做内存来使用，如果你愿意这么用的话，Delphi 会帮你管理这块内存。申请内存很方便，直接 SetLength 就可以了。用完了 Delphi 会帮你释放。但此时 AnsiString 不能和 PAnsiChar 一起使用。要得到内存的地址，可以使用 Pointer(AStr)。

【WideString】

　　WideSting 和 AnsiString 的用法基本一样，也是动态分配内存。所不同的是，WideString 所存储的任何字符（不管是英文还是汉字）都是使用 2 个字节，但是 WideString 没有引用计数。其实 WideString 是为了方便使用 COM 而产生的，也就是 BSTR 字符串。BSTR 没有引用计数，效率较低。

　　与 WideString 相对应的类型有 WideChar，用法与 AnsiChar 一样。还有 PWideChar，用法与 PAnsiChar 一样。

　　Length 函数对于 WideString 来说，返回的就是字符数，而不是字节数，要获取 WideString 的字节数，直接把 Length 的返回值乘以 2 就可以了。

　　对于如下代码而言：

----------

var
  WStr: WideString;
begin
  WStr := '123你好吗'
end;

----------

　　WStr[1] 就表示字符“1”，WStr[4] 就表示字符“你”，只不过此时的 WStr[1] 是 WideChar 类型（双字节）。

二、Delphi 2009 之后的字符串（开始全面支持 Unicode）：

　　Delphi 2009 之后又加入了一种新的字符串：UniodeString，并且对字符串的结构也做了改动，增加了 codePage 和 elemSize 域。下面是 System 单元中定义的字符串结构：

PStrRec = ^StrRec;
StrRec = packed record
  codePage: Word;   // 代码页：Unicode、UTF-8、UTF-16、GB2312
  elemSize: Word;   // 元素大小：一字符占几个字节
  refCnt: Longint;  // 引用计数：字符串被几个字符串变量使用
  length: Longint;  // 字符串长度：字节数
end;

　　这个结构只用于 AnsiString 和 UnicodeString，也就是说在 AnsiString 和 UnicodeString 的字符串之前的 4 个字节存放的是字符串长度，再之前的 4 个字节存放的是字符串的引用计数，再之前的 2 个字节存放的是元素大小，再之前的 2 个字节存放的是字符串的代码页。而 WideString 依然是原来的样子，没有变化。所以我们以后可以直接使用 UnicodeString 来处理汉字。

　　在 system 单元中还定义了 UTF8String 和 UCS4String 类型的字符串，定义如下：

UTF8String = type AnsiString(65001);
UCS4String = array of UCS4Char;  { UCS4Char = type LongWord; }

　　除此之外，Delphi 还定义了 RawByteStrng 类型的字符串，定义如下：

RawByteString = type AnsiString($ffff);

　　关于RawByteStrng 类型：在将 AnsiString 格式的字符串赋值给 UTF8String 格式的字符串时，Delphi 会自动进行格式转换（还有其它格式的自动转换），所以，如果我们有一个函数的参数需要接收各种类型的字符串时，那么就很难实现，因为在传递参数的时候，Delphi 就会自动进行格式转换，所以，Delphi 定义了 RawByteString 类型，这种类型的变量在接收任何格式的字符串时，都会保持源字符串的内存格式，不做任何改动。

【string】

　　我们平时经常使用的字符串类型是 string 类型，很少直接使用 AnsiString 或 UnicodeString，那么 string 是什么类型呢？

　　string 类型根据编译参数的不同，所代表的含义也不同，或者说根据 Delphi 版本的不同，所代表的含义也不同，在 Ansi 版本（Delphi 2009 之前）中，string 就代表 AnsiString，而在 Unicode 版本（Delphi 2009 之后）中，就代表 UnicodeString。

　　同样的 Char 在 Ansi 版本中就代表 AnsiChar，在 Unicode 版本中就代表 WideChar。PChar 在 Ansi 版本中就代表 PAnsiChar，在 Unicode 版本中就代表 PWideChar。

　　在 Delphi 的 Unicode 版本中有一个新的函数 ByteLength 用来获取字符串的字节数。但是这个函数只能用于 string 类型的变量，我们看一下它的源代码就知道为什么了。

----------

function ByteLength(const S: string): Integer;
begin
  Result := Length(S) * SizeOf(Char);
end;

----------

　　这个函数会根据不同的编译条件产生不同的计算结果，所以只能配合 string 使用。如果你将它用于 AnsiSting 或 UnicodeString 型变量，则在不同的编译条件下，有可能会出现错误。请看下面的代码：

----------

{ 在一个空白窗体上放置一个 TMemo 和一个 TButton }
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  SStr: ShortString;
  AStr: AnsiString;
  UStr: UnicodeString;
  WStr: WideString;
  Str: string;
begin
  SStr := '123你好吗';
  AStr := '123你好吗';
  UStr := '123你好吗';
  WStr := '123你好吗';
  Str  := '123你好吗';

Memo1.Clear;
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(SStr)));      { 结果 9  }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(AStr)));      { 结果 9  }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(UStr)));      { 结果 6  }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(WStr)));      { 结果 6  }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(Length(Str)));       { 结果 6  }

Memo1.Lines.Add(IntToStr(ByteLength(SStr)));  { 结果 12 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(ByteLength(AStr)));  { 结果 12 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(ByteLength(UStr)));  { 结果 12 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(ByteLength(WStr)));  { 结果 12 }
  Memo1.Lines.Add(IntToStr(ByteLength(Str)));   { 结果 12 }
end;

http://www.cnblogs.com/PocketZ/archive/2013/03/26/2983583.html