“ＶＢ程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中的變量類型使用問題研究

文章編號：1672-5913(2008)20-0138-02

摘 要：變量的使用是VB程序設(shè)計(jì)中必不可少的重要環(huán)節(jié)，而在教學(xué)中變量的使用技巧沒有得到足夠的重視，學(xué)生的掌握程度不佳。本文著重探討了變量錯(cuò)用導(dǎo)致的“溢出”問題和變體型變量的使用問題。

關(guān)鍵詞：VB程序設(shè)計(jì)；變量類型；溢出；變體型

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 引言

Visual Basic(以下簡稱VB)是一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級程序設(shè)計(jì)語言，可用于開發(fā)Windows環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。它簡單易學(xué)、效率高、功能又強(qiáng)，所以目前很多院校將它作為非計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件技術(shù)基礎(chǔ)課程講授的編程語言之一(使用VB6.0版本)。

筆者在講授這門課程的過程中發(fā)現(xiàn)，變量的使用是任何一種程序設(shè)計(jì)語言中都必不可少的環(huán)節(jié)，變量用來存放程序運(yùn)行時(shí)使用到的數(shù)據(jù)和程序運(yùn)行產(chǎn)生的中間結(jié)果，正確的使用變量可以使程序清晰明了，減少程序運(yùn)行時(shí)占用的內(nèi)存，提高運(yùn)行效率。然而由于VB常作為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的第一門程序設(shè)計(jì)課程，加之課時(shí)有限，所以無論在教材中，還是在課堂講授中，對變量的講解都比較淺顯，不能滿足學(xué)生實(shí)際應(yīng)用的需要。筆者特將兩個(gè)和變量相關(guān)的問題提出來，與講授這門課程的教師們共同探討。

2 變量類型使用錯(cuò)誤導(dǎo)致的溢出問題

大多數(shù)VB程序設(shè)計(jì)教程都很少提及賦值和計(jì)算中的“溢出”問題。然而在學(xué)生的編程中，“溢出”卻是不可回避的一個(gè)問題。不正確的變量類型使用可能導(dǎo)致“溢出”。例如在龔沛曾等主編的教材《Visual Basic 程序設(shè)計(jì)教程》(第3版)的實(shí)驗(yàn)篇中有這樣一道題目[1]。

[例1]計(jì)算π的近似值，π的計(jì)算公式為：

注意：

① 分別顯示當(dāng)n=10、100、1000時(shí)的結(jié)果，由此可見，此公式收斂程度如何？

② 同時(shí)為防止大相乘是結(jié)果溢出的問題，將變量類型改為長整型或?qū)崝?shù)類型。

大部分學(xué)生會(huì)寫出這樣的程序段：

Private Sub Form_Click()

Dim pi As Single， n As Integer， t As Single

pi = 2

For n = 1 To 10

t = (2 * n) ^ 2 / ((2 * n - 1) * (2 * n + 1))

pi = pi * t

Next n

Print \"n=10時(shí)，π=\"; pi

pi = 2

For n = 1 To 100

t = (2 * n) ^ 2 / ((2 * n - 1) * (2 * n + 1)) ‘此句發(fā)生溢出

pi = pi * t

Next n

Print \"n=100時(shí)， =\"; pi

……

End Sub

當(dāng)程序運(yùn)行到程序中加注釋的語句時(shí)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行期錯(cuò)誤“實(shí)時(shí)錯(cuò)誤'6':溢出”。(見圖1)學(xué)生們都注意到變量t用來保存公式的通項(xiàng)，應(yīng)該使用精度比較高的實(shí)型數(shù)據(jù)，而認(rèn)為n變量的取值分別是1～10、1～100、1～1000，當(dāng)然使用整型(integer)就可以了。其實(shí)，錯(cuò)誤就出在這里。為了解釋這個(gè)問題，我們舉一個(gè)簡單的例子，如下程序段：

[例2] Private Sub Command1_Click()

Dim c As Long

c = 3 2* 1024

End Sub

圖1

程序運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生溢出錯(cuò)誤。大部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為，變量c已經(jīng)是長整型了，足以放的下32×1024的積，怎么還會(huì)溢出呢？其實(shí)，VB在做數(shù)值運(yùn)算時(shí)，會(huì)先開辟一個(gè)內(nèi)存地址來存放計(jì)算結(jié)果，然后再傳送到指定的變量中。如上面的程序，變量c雖然是長整型，其可存放數(shù)值的范圍是(-2147483648，+2147483647)，但VB做計(jì)算時(shí)，將32判斷為整數(shù)，1024也判斷為整數(shù)，就任意在內(nèi)存的某個(gè)位置開辟2Byte大小的空間來存放32×1024的值，然后再回存至變量c。但32×1024(即32768)已超過任意在內(nèi)存的某個(gè)地址開辟的2Byte的大小，故溢出。

怎樣解決溢出問題呢？答案就是轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)的類型。將例2的程序段改為：

Private Sub Command1_Click()

Dim c As Long

c = CLng(3 2)*CLng( 1024)

End Sub

就可以正常計(jì)算了。理解了VB做數(shù)值運(yùn)算的內(nèi)部機(jī)理，我們就可以重新審視例1。當(dāng)程序發(fā)生溢出錯(cuò)誤時(shí)，我們點(diǎn)擊“調(diào)試”，出錯(cuò)的語句會(huì)高亮度顯示，我們把光標(biāo)放在n變量上，可以發(fā)現(xiàn)溢出時(shí)n的值為91，n=91時(shí)，表達(dá)式(2 * n - 1) * (2 * n + 1)的值為33123。通過例2我們得知，n為整型變量，計(jì)算機(jī)會(huì)認(rèn)為表達(dá)式2*n-1和2*n+1也是整型，所以會(huì)在內(nèi)存中開辟2Byte的空間暫時(shí)存儲表示式(2 * n - 1) * (2 * n + 1)的值，當(dāng)n取值91時(shí)，乘積大于整型變量的取值范圍-32768～+32767，故溢出。解決的辦法可以有多種：

(1)將變量n定義為長整型或?qū)嵭汀?/p>

(2)將錯(cuò)誤語句中的乘數(shù)2后面加上長整型類型符或者實(shí)型符號!、#均可。

(3)避免大數(shù)相乘，將錯(cuò)誤語句改為t = (2 * n) ^ 2 / (2 * n - 1) / (2 * n + 1)。

3 慎用變體型(Variant)變量

很多教師在講授VB程序設(shè)計(jì)的過程中不注重強(qiáng)調(diào)變量的顯式聲明，而且在安裝VB時(shí)，它的默認(rèn)設(shè)置并不要求對變量進(jìn)行顯式聲明，所以學(xué)生們都不是很注意這個(gè)問題。由于VB程序設(shè)計(jì)課程不強(qiáng)調(diào)在程序編寫之前畫出流程圖，所以大部分學(xué)生習(xí)慣于在程序編寫之前不對程序所要使用的變量進(jìn)行通盤考慮，而是在最后需要使用的時(shí)候才將變量插進(jìn)來。而VB規(guī)定所有未定義的變量默認(rèn)為Variant型。例如下面的程序段，其中的變量i將作為Variant處理。

Private Sub Command1_Click()

Dim MyArray(5) As Single

For i = 0 To 5

a(i) = inputbox(\"請輸入第\" i \"個(gè)元素的值\")

Next i

End Sub

還有一些同學(xué)在變量聲明中沒有包含As<類型>子句，那么該變量也被創(chuàng)建為Variant型。例如下面兩個(gè)變量聲明將產(chǎn)生相同的結(jié)果：

Dim MyVarialble

Dim MyVarialble As Variant

對于用戶創(chuàng)建的Function過程來講，這一原則也同樣使用。定義一個(gè)函數(shù)時(shí)，如果不包含As<類型>子句，函數(shù)的返回值將始終是Variant。下面兩個(gè)函數(shù)定義也產(chǎn)生相同的結(jié)果：

Private Function MyFunction()

Private Function MyFunction() as Variant

這一點(diǎn)也是我們講課時(shí)經(jīng)常忽略的。

雖然VB能夠很好地確定Variant中存放的數(shù)據(jù)類型并應(yīng)用相應(yīng)的運(yùn)算規(guī)則，然而Variant變量存在一個(gè)重大的缺陷就是它們占用的內(nèi)存比VB的任何其他數(shù)據(jù)類型都要多。每一個(gè)Integer占2個(gè)字節(jié)，Double占8個(gè)字節(jié)，而每一個(gè)Variant存放任何數(shù)值數(shù)據(jù)都占用個(gè)16字節(jié)。變長字符串變量占用4個(gè)字節(jié)加上宇符串中每一個(gè)宇符占用1個(gè)字節(jié)，而每一個(gè)包含字符串的Variant都要占用22個(gè)字節(jié)加上字符串長度。任何數(shù)據(jù)類型的Variant數(shù)組都要占用20個(gè)字節(jié)內(nèi)存，加上4字節(jié)用于每個(gè)維數(shù)，再加上用于每個(gè)數(shù)據(jù)元素本身的字節(jié)數(shù)。Variant不僅占用的內(nèi)存比其他數(shù)據(jù)類型要多，而且對于Variant中的數(shù)據(jù)操作時(shí)的速度幾乎總是比對其他數(shù)據(jù)類型進(jìn)行操作的速度要慢[2]。因此在用作局部變量或過程的參數(shù)時(shí)，Variant變量是特別煩人的，因?yàn)樗鼈兿亩褩？臻g太快[3]。因此，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在開始學(xué)習(xí)編程時(shí)就養(yǎng)成良好的習(xí)慣，注意顯示聲明變量，并為變量精心選擇數(shù)據(jù)類型，絕對必要時(shí)才采用變體型。

4 結(jié)束語

本文對VB教學(xué)中普遍容易忽略的變量類型選用問題進(jìn)行了初步的探討，變量的正確使用關(guān)系到程序運(yùn)行結(jié)果的準(zhǔn)確型和運(yùn)行的效率，關(guān)系重大，值得我們認(rèn)真加以研究。同時(shí)，要精確的使用變量，也非一件易事，需要我們進(jìn)一步的探討。

參考文獻(xiàn)

[1] 龔沛曾．Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程[M]．北京：高等教育出版社，2007.

[2](美)James D．Foxall著．王建華譯．Visual Basic編程標(biāo)準(zhǔn)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[3] 姚福娥．談VB程序設(shè)計(jì)的后續(xù)的若干問題[J]．科技信息，2006，(8):12-13.

“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文”