VB程式设计内功讲座(二 )

变数(物件)在程式中的活动模式

有时候觉得写程式的工作跟侦探差不多，因为在程式的开发过程中，总免不了会有bug发生，而程式设计者的责任就是把制造 bug 的元凶找出来。别以为当个侦探很好玩，除了必须绞尽脑汁找出问题之外，还要做到勿枉勿纵，如果程式是一组人开发出来的，有问题的时候，每个人都不希望问题出在自己所写的程式中，身为一个组长，必须要有足够的能力判断可能是元凶的程式是哪一个，然後要求组员进行检测，以求正确地找出问题的原因，否则没有问题的程式检测了半天，不仅劳民伤财，还会延误程式开发的商机。

程式错误的原因很多，但根本道理却在资料(变数或物件)上面。我们可以把程式简单地分成「程式码」(code)及「资料」(data)两部分，虽然两者都可能是造成错误的原因，但程式码的部分在执行阶段是死的，比较容易侦测，而资料的部分则会随着程式执行的状况来改变，是比较难掌握的部分，笔者作个比喻，某一大楼发生了窃案，那麽侦察的方向有二：(1)检查保全系统是否有漏洞：由於保全系统是固定的，所以比较容易检查，如果与程式作个比较，它像是程式码的部分，(2)嫌疑犯的调查：对於可能进出大楼的人员进行调查，但由於人的行为是自由的，所以这个部分的调查工作要比保全系统的检查来得困难，如果与程式作个比较，它像是资料的部分。

上一期我们介绍了变数的组成元素，藉以了解资料的基本特性，本文让我们继续探讨资料在程式中的活动模式，藉以在程式出状况时能够抓出造成程式错误的元凶。

变数的活动范围	变数与系统记忆体
模组与全域变数	变数与参数传递

变数的活动范围

记得有一种活动，是在湖里抓鸭子，别小看鸭子笨笨的，水中的鸭子其实是很难抓的，所以比较常用的技巧是将鸭子赶到角落，以缩小鸭子的活动范围，最样子就比较容易抓到鸭子了。变数的道理也高深不到哪里去，但如果我们连变数的活动范围都搞不清楚，那麽就别想抓到因为变数所产生的错误。

区域变数

区域变数(local variable)顾名思义就是指在某一个区域里面活动的变数，当程式进入此一区域时，区域中的变数便会诞生，但是当程式执行过此一区域时，变数即告消失，典型的例子是程序(副程式、函数、或事件程序)中的变数，例如：

以上面这个 SubX 副程式为例，每次呼叫进入时，变数x才会诞生，而当程式执行过 End Sub 叙述时 (也就是程式结束此一区域的执行时)，变数x即告消失，因此每次当SubX 副程式再度被呼叫时，变数 x 的初值都等於 0。

区域变数由於活动范围仅局限於某一程序，因此只要这个程序不是写得太大，变数的变化情形就很容易掌握，也就很容易侦错了，这是程式设计中最常使用的变数类型。

全域变数

所谓全域变数，指的是所有区域皆可使用的变数，也就是说不受「程序」范围所限制的变数。在VB里面凡是撰写在程序之外的变数均属於全域变数，例如：

在VB里面，全域变数又可分成「模组私用」全域变数、「模组公用」全域变数、及「专案」全域变数，稍後笔者会有更一进步的说明。

静态变数

所谓静态变数，在VB里面是指利用 Static 保留字宣告的区域变数，例如：

以上的静态变数 x 与区域变数 y 一样，其活动范围都限定於 SubX 副程式之中，但每次进入 SubX 副程式时变数 y 的值都会归 0，而x则保有其原来之数值，所以 SubX 副程式中的 Print x 每次列印的数值都会累加100。

选择变数类型的基本原则

当我们决定使用某个变数时，该将它宣告成区域、静态、还是全域变数呢？请参考以下的基本原则：

1.是否要提供给多个程序共用，如果是，才将变数宣告成全域变数。

有些人可能会觉得将变数宣告成全域变数最方便，因为任何程序都可以使用，但是全域变数的缺点是不容易侦错，以抓鸭子的活动为例，鸭子的活动范围越大，就越难抓到，同样的，任何程序都可以使用的变数，万一其变数值与我们预期的结果不一样时(这当然是bug)，就必须逐一对每一个程序进行侦错，无形中增加了程式侦错的困难度。

2.是否必须记录程式执行的状态，如果是，则必须变数宣告成静态变数，因为区域变数每次进入程序的值都会归0，所以无法一直纪录着程式的执行状态。

3. 如果不属於情况1、 2， 则将变数宣告成区域变数。

Option Explicit：强制变数宣告

VB 允许我们在不必事先宣告变数之下，就使用变数，例如：

但这样的程式撰写习惯却可能引起一些不容易侦测的错误，例如：

以上程式中的 Arr(j) 应该是 Arr(i) 才对，但由於 VB 允许未宣告而直接使用变数，以致 j 被视为合法的变数，但j在回圈中却一直等於0。

在不必事先宣告变数之下就使用变数，就好像变数随时随地都会冒起来，跑到我们的程式中，而从以上的例子中，我们发现这种作法其实是有缺点的，为了改善这个缺点，VB提供给我们另一种选择，那就是在所有程序之外加上 Option Explicit 的叙述，加上 Option Explicit 的作用是：「要求 VB 把未事先宣告的变数视为错误」，因此以上程式若修改成：

则由於 j 变数未事先宣告，会被VB视为错误，因此可在编译阶段提早被侦察出来。

模组与全域变数

对VB而言，一个专案可以含有多个模组，如果我们在某一个模组之中宣告了全域变数，那麽这个全域变数可以提供给该模组的所有程序使用，是无庸置疑的事，但是在多模组的专案中，我们则要考虑另一个问题：某一个模组的全域变数可以给其他模组使用吗？

模组私用全域变数

在表单模组或一般模组中，如果我们利用Private或Dim 保留字来宣告全域变数，例如：(注 ：一般模组指的是利用功能表的「专案/新增模组」而加入於专案之中的模组，此类模组将来会以.bas 的副档名来储存)

则此一变数为「模组私用」全域变数，也就是说，此一全域变数只有该模组的程序可以使用，其他模组则不可以使用。

模组公用全域变数

在表单模组中，如果我们利用Public保留字来宣告全域变数，例如：

则此一变数为「模组公用」全域变数，也就是说，此一全域变数也可以给其他模组使用。但请注意，使用的语法必须在变数之前冠上表单名称，假设以上例子中的全域变数宣告在 Form1 之中，则以下是Form1 模组中的程序与Form2 模组中的程序，在使用变数x上的差异：

由於Form2 模组使用的是 Form1 模组的全域变数，所以必须在变数之前冠上「Form1.」。

专案全域变数

在一般模组中，如果我们利用Public 保留字来宣告全域变数，则此一变数为「专案」全域变数。所谓专案全域变数，指的是同一专案中，所有模组的所有程序均可使用的变数，因此以这种方式所宣告的变数其活动范围将扩及整个专案。

最後我们以一个实例来整理以上各种变数在程式中的活动范围，假设专案中有含有两个表单模组— Form1、 Form2 及一个一般模组 Module1，而这几个模组中的所宣告的变数如下：

则这些变数在几个副程式中的可使用性如下表 ：(「??」符号表示可使用、「F1」表示必须冠上「Form1.」才可以使用、「F2」表示必须冠上「Form2.」才可以使用，空白者表示不可使用)

物件的活动范围

物件按性质可分成控制元件、表单物件、及一般物件叁种，其中一般物件与变数一样，可分成区域物件、静态物件、及全域物件叁种，活动范围也与变数一样，以下让笔者来说明控制元件与表单的活动范围。

控制元件的活动范围与表单完全相同，当表单被载入时，表单上的控制元件即会被载入，当表单被载出时，控制元件即会被载出，若与变数做比较，则与全域变数的活动范围完全相同。

由於表单中全域(静态)变数及控制元件的诞生(灭亡)取决於表单的载入(载出)，因此我们必须特别注意表单载入与载出的时机。导致表单被载入的叙述有「Load 表单名」、「表单 .Show」、及「使用表单的属性、全域变数、控制元件」叙述；至於表单被载出的情况则有「Unload 表单名」叙述及「使用者关闭表单」。

当表单被载出系统时，全域变数的变数值会归零，表单及控制元件的属性值会还原成设计阶段时的设定值，因此如果我们想保留变数值及属性值，不要使用「Unload表单名」关闭表单，须使用「表单名.Hide」或「Form.Visible = False」隐藏表单。但笔者必须特别提醒您一点，如果有表单被隐藏，则程式结束前应该使用以下方法载出所有的表单：

否则表面上所有的表单已经被关闭，让人误以为程式结束了，而实际上却还有表单在系统之中。

变数与系统记忆体

由於变数执行时会占用记忆体，因此如何正确地使用变数，也会影响系统的运作，首先让我们思考一个问题：「当程式越写越大时，程式所使用的变数也越来越多，会不会演变成程式执行所需之记忆体超过系统记忆体，而不能执行」，例如我们就经常看到某些产品在包装盒上面会标明「至少须 16MB 记忆体」之类的字眼。

需要使用大量记忆体的软体通常是功能强大的知名软体，我们自己写的程式是不是也会出现越来越吃记忆体的情事呢？感觉应该不会，但实际不然，如果使用变数时不了解系统内部的基本运作，则即使是小程式也可能会把系统记忆体吃光。

全域变数与静态变数

就我们所讨论的叁种变数而言，全域变数及静态变数会在所属之模组被载入系统时，占据一块记忆体，参考以下程式：

如果以上程式附属於「一般模组」(会在程式被载入时，即载入系统)，则程式被载入系统时，X及Y阵列将占据6 KB 的记忆体，而直到程式被载出时，这6KB的记忆体才会归还给系统；如果以上程式附属於「表单模组」，则必须等到表单被载入时，X及Y阵列才会占据 6 KB 的记忆体，而当表单被载出时，这 6KB 的记忆体即会归还给系统。

了解以上的基本特性之後，笔者想特别说明以下两种通病：

(1) 将所有的全域变数都放在「一般模组」中：的确，将共用的变数放在一般模组中最为简便，但由於一般模组中的变数会在程式被执行时即占用系统记忆体，而在程式结束时才归还记忆体，这使得变数在程式执行期间一定会占用记忆体，而减少了系统可运用之记忆体。要避免此一问题，宣告大型变数(例如 Dim Y(40960) As Integer会占用 80 KB)时，想一想被宣告的变数是不是只有某一「表单模组」需要使用，如果是，则将那些变数放在表单模组中，若是小型变数(例如 Dim X As Integer 只占用 2 bytes)， 则可不必顾虑此一问题。

(2) 将其他模组可能使用的变数放在某一「表单模组」中，然後使用「Form名 .变数名」的格式来使用变数：此一方式并没有什麽错误，但请注意当表单被载出时，表单中所有变数的记忆体将会归还系统，而使得变数值全部归零，如果这些变数的用途是记录程式执行的状况，则在表单被载出时，将会失去记录的功效。

区域变数

当程式进入某一区域时，系统会为该区域的区域变数配置好记忆体，而程式执行过该区域时，变数所占用之记忆体又会归还给系统。

区域变数可能占用的记忆体有「堆叠」及「系统记忆体」两种，其中堆叠是程式载入时就配置给程式的(通常小於64KB)，不管怎麽使用都不会影响系统记忆体，对於小型变数而言，使用的是堆叠中的记忆体，但如果是大型变数，则须占用系统记忆体。

由於区域变数所使用的记忆体在不使用时即归还系统，一般而言并不会出现耗尽系统记忆体的现象，须特别注意的是递回呼叫(例如副程式呼叫自己，或者副程式A呼叫副程式B，而副程式B又呼叫回副程式A)，如果程式没有设计好递回呼叫的出口，则副程式会一直呼叫下去，则位於该副程式中的变数将会持续地占用记忆体，而可能用尽堆叠或系统记忆体。

物件与系统记忆体

物件与变数最大的差异如图-1：

比较特别的是物件的「具体物件」部分，当我们宣告某一物件变数时(例如 Dim X As Object)，具体物件还不存在，直到执行建立物件的叙述之後，物件才会含有具体物件(详阅上一期VB专栏)。

若撇开具体物件的部分，物件与变数在记忆体的使用上是完全相同的，所以我们可以把重心放在具体物件上面，具体物件所占用的记忆体通常会跟物件变数一起被归还给系统，例如：

则程式执行到 End Sub 时，X所占用的记忆体会被释放，而属於X的具体物件也会一并被释放。

但并非每一种物件的具体物件都具有以上特性，有些物件的作法是，如果程式要释放具体物件，一定要呼叫释放物件的方法，如果程式忘了这麽做，则即使程式结束执行了，该具体物件依然会占据系统记忆体，还好的是此类物件并不多见，笔者提出此一状况，只是想提醒您一点，当我们使用某一种新的物件的，须查阅该物件的说明文件以了解该物件是否为此类物件。

变数与参数传递

当我们将一个大程式分成多个模组或程序之後，为了让不同程序之间能够共享资料，除了全域变数的使用之外，另一个方法则是程序呼叫时的参数传递。诚如我们前面在「选择变数类型的基本原则」段落中的说明，全域变数少用为宜，因此参数的传递在程式设计中就益形重要。

在VB里面，程序之间的参数传递有两种方式：「传值呼叫」(call by value)及「传址呼叫」(call by address)，这两种参数传递方式在表面上很容易让人忽略其差异性，但实际上却会影响程式执行的结果，以下先以一个例子来说明这个问题，假设有一副程式定义如下：

而以下是两种不同的呼叫方式：

结果呼叫「Call AddOne(i)」之後，所得到的 i 值等於11，而呼叫「Call AddOne( (i) )」之後，所得到的i值却等於10。

注: 在以上的呼叫格式中，往往会省略 Call 保留字，如果省略 Call 保留字，则「Call AddOne(i)」要写成「AddOne i」(去掉参数周围的左右括弧)，而「Call AddOne((i))」则写成「AddOne (i)」。

上述例子会有不同的输出结果，是因为参数传递方式有所不同的关系，以下让笔者来解说上述两种参数传递的差异及工作原理。

实际参数与形式参数

当我们定义副程式时，例如前面的 Sub AddOne( x )，由於我们并不知道将来呼叫者会传入哪些资料作为参数，因此只好给这个参数取一个暂时性的名称，例如x，而将来副程式被呼叫时它们会被真正的资料 (常数值或变数)所取代，所以这些参数都只是形式上的，故称之为「形式参数」(formal parameter)。

而呼叫程式端在呼叫副程式时，必须以实际的资料来替代形式上的参数，使得副程式能够拿到真正的资料来运算，这真正的资料就叫做「实际参数」(actual parameter)，例如 Call AddOne( i )中的i。

所谓参数传递的方式，就是在呼叫副程式的过程中，编译器(或解译器)如何以实际参数来替代形式参数的方法，而方法不同，得到的结果也可能不同，解说参数的传递方式以前，让我们先以「变数的四个组成元素」来表示实际参数及形式参数的关系，就拿前面程式为例吧：

就图-2来看，变数有四个元素，所谓传递参数，传的到底是名称、资料型别、位址、还是值呢？

其实除了传递「资料型别」无法达到传递参数的目的之外，其他叁个元素都可以作为参数传递的标的物，不过VB 并不支援传递「名称」的方式，以下笔者就针对传「值」及传「位址」两种方式来加以解说。

传值呼叫

这种传递参数的方式，是把呼叫者的实际参数值，复制一份到副程式的形式参数位址内，尔後副程式不管怎麽对形式参数进行运算，完全不会对实际参数的变数值有所影响。

以前面的例子来说，呼叫程式端在实际参数的前後加上 ()，例如「Call AddOne( (i) )」，其传递方式就是传值呼叫，所以以下的呼叫：

变数 i 的值不会因执行了 AddOne() 而被改变，因此输出结果等於10。

传位址呼叫

所谓传值呼叫，我们可以把它想成「以实际参数的值取代形式参数的值」，而传位址呼叫则是「以实际参数的位址取代形式参数的位址」，示意图如图-4：

从图-4来看，我们可以把传位址呼叫中的实际参数与形式参数想成「同一个变数」(名称虽不同，但实际所占用的是同一块记忆体)。

以前面的例子来说，Call AddOne( i ) 由於未在变数 i 的前後再加上()，被视为传位址呼叫，因此呼叫之後的i值将因为形式参数x(与i为同一变数)的改变而跟着改变，所以以下的叙述：

i 的输出结果等於11。

ByVal 保留字与传值呼叫

在呼叫程式端，利用左右括弧将参数框起来，可使参数传递成为传值呼叫，此外，我们也可以在副程式(函数)定义端，利用ByVal 保留字将参数传递设定成传值呼叫，例如副程式定义如下：

则不管「Call AddOne( (i) )」或是「Call AddOne( i )」均被视为传值呼叫。

传值呼叫的限制

在VB里面，「阵列」的传递是不可以采用传值呼叫的，例如以下的呼叫会产生错误：

传递阵列时，VB 之所以不接受传值呼叫的理由是，传值呼叫必须「复制」整个阵列，这对於大型阵列(例如含有30000个阵列元素)，是一件比较不符合效率的事情，反之，若采用传址呼叫，以上面的程式为例，只要将 X 阵列的位址设定给 data 参数即可，而不必大量复制阵列的资料。

传址呼叫的限制

就像传值呼叫有其限制一样，传址呼叫也有其限制。传址呼叫的限制是「不同资料型别的实际参数不可作为传递的参数」，例如：

为什麽不接受呢？请参考图-5：

假设「Call SubX( L )」是正确的，那麽将会造成：「Integer型别的变数I，其位址却指向一块型别为Long 的记忆体」，这显然违反了程式运作的原则，所以会产生错误。

不过，如果我们在副程式定义端，将形式参数宣告成Variant(不定型)或者不宣告资料型别，则该参数可以接受任何型别的资料，因为Variant的资料型别(及不定型型别)可随着资料来改变，如图-6：