[VB]VB中的指针,VB也可以使用指针!

一、指针是什么?

  不需要去什么标准的定义,它就是一个32位整数,在C语言和在VB里都可以用Long类型来表示。在32位Windows平台下它和普通的32位长整型数没有什么不同,只不过它的值是一个内存地址,正是因为这个整数象针一样指向一个内存地址,所以就有了指针的概念。

  有统计表明,很大一部分程序缺陷和内存的错误访问有关。正是因为指针直接和内存打交道,所以指针一直以来被看成一个危险的东西。以至于不少语言,如著名的JAVA,都不提供对指针操作的支持,所有的内存访问方面的处理都由编译器来完成。而象C和C++,指针的使用则是基本功,指针给了程序员极大的自由去随心所欲地处理内存访问,很多非常巧妙的东西都要依靠指针技术来完成。

  关于一门高级的程序设计语言是不是应该取消指针操作,关于没有指针操作算不算一门语言
的优点,我在这里不讨论,因为互联网上关于这方面的没有结果的讨论,已经造成了占用几个GB的资源。无论最终你是不是要下定决心修习指针技术《葵花宝典》,了解这门功夫总是有益处的。

  注意:在VB里,官方是不鼓励使用什么指针的,本文所讲的任何东西你都别指望取得官方的技术支持,一切都要靠我们自己的努力,一切都更刺激!

  让我们开始神奇的VB指针探险吧!

二、来看看指针能做什么?有什么用?

  先来看两个程序,程序的功能都是交换两个字串:

  【程序一】:
’’标准的做法SwapStr
Sub SwapStr(sA As String, sB As String)
  Dim sTmp As String
  sTmp = sA: sA = sB: sB = sTmp
End Sub

  【程序二】:
’’用指针的做法SwapPtr
Private Declare Sub CopyMemory Lib "kernel32" Alias "RtlMoveMemory" _ (Destination As Any, Source As Any, ByVal Length As Long)

Sub SwapPtr(sA As String, sB As String)
  Dim lTmp As Long
  CopyMemory lTmp, ByVal VarPtr(sA), 4
  CopyMemory ByVal VarPtr(sA), ByVal VarPtr(sB), 4
  CopyMemory ByVal VarPtr(sB), lTmp, 4
End Sub

  你是不是以为第一个程序要快,因为它看着简单而且不用调用API(调用API需要额外的处理,VB文档明确指出大量调用API将降低程序性能)。但事实上,在VB集成环境中运行,程序二要比程序一快四分之一;而编译成本机代码或p-code,程序二基本上要比程序一快一倍。下面是两个函数在编译成本机代码后,运行不同次数所花时间的比较:

  运行100000次,SwapStr需要170毫秒,SwapPtr需要90毫秒。

  运行200000次,SwapStr需要340毫秒,SwapPtr需要170毫秒。

  运行2000000次,SwapStr需要3300毫秒,SwapPtr需要1500毫秒。

  的确,调用API是需要额外指令来处理,但是由于使用了指针技术,它没有进行临时字串的分配和拷贝,因此速度提高了不少。

  怎么样,想不到吧!C/C++程序员那么依赖指针,无非也是因为使用指针往往能更直接的
去处理问题的根源,更有驾驭一切的快感。他们不是不知道使用指针的危险,他们不是不愿意开卫星定位无级变速的汽车,只是骑摩托更有快感,而有些地方只有摩托才走得过去。
和在C里类似,在VB里我们使用指针也不过三个理由:

  一是效率,这是一种态度一种追求,在VB里也一样;

  二是不能不用,因为操作系统是C写的,它时刻都在提醒我们它需要指针;

  三是突破限制,VB想照料我们的一切,VB给了我们很强的类型检查,VB象我们老妈一样,对我们关心到有时我们会受不了,想偶尔不听妈妈的话吗?你需要指针!

  但由于缺少官方的技术支持,在VB里,指针变得很神秘。因此在C里一些基本的技术,在VB里就变得比较困难。本文的目的就是要提供给大家一种简单的方法,来将C处理指针的技术拿到VB里来,并告诉你什么是可行的,什么可行但必须要小心的,什么是可能但不可行的,什么是根本就不可能的。
三、 程咬金的三板斧

  是的,程序二基本上就已经让我们看到VB指针技术的模样了。总结一下,在VB里用指针技术我们需要掌握三样东西:CopyMemory,VarPtr/StrPtr/ObjPtr, AdressOf. 三把斧头,程咬金的三板斧,在VB里Hack的工具。

  1、CopyMemory

  关于CopyMemory和Bruce McKinney大师的传奇,MSDN的Knowledge Base中就有文章介绍,你可以搜索"ID: Q129947"的文章。正是这位大师给32位的VB带来了这个可以移动内存的API,也正是有了这个API,我们才能利用指针完成我们原来想都不敢想的一些工作,感谢Bruce McKinney为我们带来了VB的指针革命。

  如CopyMemory的声明,它是定义在Kernel32.dll中的RtlMoveMemory这个API,32位C函数库中的memcpy就是这个API的包装,如MSDN文档中所言,它的功能是将从Source指针
所指处开始的长度为Length的内存拷贝到Destination所指的内存处。它不会管我们的程序有没有读写该内存所应有的权限,一但它想读写被系统所保护的内存时,我们就会得到著名的Access Violation Fault(内存越权访问错误),甚至会引起更著名的general protection (GP) fault(通用保护错误) 。所以,在进行本系列文章里的实验时,请注意随时保存你的程序文件,在VB集成环境中将"工具"->"选项"中的"环境"选项卡里的"启动程序时"设为"保存改变",并记住在"立即"窗口中执行危险代码之前一定要保存我们的工作成果。

  2、VatPtr/StrPtr/ObjPtr

  它们是VB提供给我们的好宝贝,它们是VBA函数库中的隐藏函数。为什么要隐藏?因为VB开发小组,不鼓励我们用指针嘛。

  实际上这三个函数在VB运行时库MSVBVM60.DLL(或MSVBVM50.DLL)中是同一个函数VarPtr(可参见我在本系列第一篇文章里介绍的方法)。

  其库型库定义如下:
[entry("VarPtr"), hidden]
long _stdcall VarPtr([in] void* Ptr);
[entry("VarPtr"), hidden]
long _stdcall StrPtr([in] BSTR Ptr);
[entry("VarPtr"), hidden]
long _stdcall ObjPtr([in] IUnknown* Ptr);

  即然它们是VB运行时库中的同一个函数,我们也可以在VB里用API方式重新声明这几个函数,如下:
()c语言是啥
Private Declare Function ObjPtr Lib "MSVBVM60" Alias "VarPtr" (var As Object) As Long
Private Declare Function VarPtr Lib "MSVBVM60" (var As Any) As Long

  (没有StrPtr,是因为VB对字符串处理方式有点不同,这方面的问题太多,我将在另一篇文章中详谈。顺便提一下,听说VB.NET里没有这几个函数,但只要还能调用API,我们就可以试试上面的几个声明,这样在VB.NET里我们一样可以进行指针操作。但是请注意,如果通过API调用来使用VarPtr,整个程序二SwapPtr将比原来使用内置VarPtr函数时慢6倍。)

  如果你喜欢刨根问底,那么下面就是VarPtr函数在C和汇编语言里的样子:

  在C里样子是这样的:
long VarPtr(void* pv){
  return (long)pv;
}

  所对就的汇编代码就两行:
mov eax,dword ptr [esp+4]
ret 4 ’’弹出栈里参数的值并返回。

  之所以让大家了解VarPtr的具体实现,是想告诉大家它的开销并不大,因为它们不过两条指令,即使加上参数赋值、压栈和调用指令,整个获取指针的过程也就六条指令。当然,同样的功能在C语言里,由于语言的直接支持,仅需要一条指令即可。但在VB里,它已经算是最快的函数了,所以我们完全不用担心使用VarPtr会让我们失去效率!速度是使用指针技术的根本要求。

  一句话,VarPtr返回的是变量所在处的内存地址,也可以说返回了指向变量内存位置的指针,它是我们在VB里处理指针最重要的武器之一。


  3、ByVal和ByRef

  ByVal传递的参数值,而ByRef传递的参数的地址。在这里,我们不用去区别传指针/传地址/传引用的不同,在VB里,它们根本就是一个东西的三种不同说法,即使VB的文档里也有地方在混用这些术语(但在C++里的确要区分指针和引用)

  初次接触上面的程序二SwapPtr的朋友,一定要搞清在里面的CopyMemory调用中,在什么地方要加ByVal,什么地方不加(不加ByVal就是使用VB缺省的ByRef),准确的理解传值和传地址(指针)的区别,是在VB里正确使用指针的基础。

  现在一个最简单的实验来看这个问题,如下面的程序三:

  【程序三】:
’’体会ByVal和ByRef
Sub TestCopyMemory()
  Dim k As Long
  k = 5
  Note: CopyMemory ByVal VarPtr(k), 40000, 4
  Debug.Print k
End Sub

  上面标号Note处的语句的目的,是将k赋值为40000,等同于语句k=40000,你可以在"立即"窗口试验一下,会发现k的值的确成了40000。
实际上上面这个语句,翻译成白话,就是从保存常数40000的临时变量处拷贝4个字节到变量k所在的内存中。

  现在我们来改变一个Note处的语句,若改成下面的语句:
Note2: CopyMemory ByVal VarPtr(k), ByVal 40000, 4

  这句话的意思就成了,从地址40000拷贝4个字节到变量k所在的内存中。由于地址40000所在的内存我们无权访问,操作系统会给我们一个Access Violation内存越权访问错误,告诉我们"试图读取位置0x00009c40处内存时出错,该内存不能为’’Read’’"。

  我们再改成如下的语句看看。
Note3: CopyMemory VarPtr(k), 40000, 4

  这句话的意思就成了,从保存常数40000的临时变量处拷贝4个字节到到保存变量k所在内存地址值的临时变量处。这不会出出内存越权访问错误,但k的值并没有变。

  我们可以把程序改改以更清楚的休现这种区别,如下面的程序四:

  【程序四】:
’’看看我们的东西被拷贝到哪儿去了
Sub TestCopyMemory()
  Dim i As Long, k As Long
  k = 5
  i = VarPtr(k)
  NOTE4: CopyMemory i, 40000, 4
  Debug.Print k
  Debug.Print i
  i = VarPtr(k)
  NOTE5: CopyMemory ByVal i, 40000, 4
  Debug.Print k
End Sub

  程序输出:

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