Was bringt ein "packed" bei "record packed"?

[Helmi]

Hallo,

was ich immer schon mal fragen wollte, was bringt ein "packed" bei "record packed"?

Aus der Hilfe werd ich nicht so ganz schlau:

Zitat:

Zitat von Delphi-Hilfe

Per Voreinstellung sind die Werte in einem strukturierten Typ in einem Word- oder Double-Word-Raster ausgerichtet, um den Zugriff zu beschleunigen. Wenn Sie einen strukturierten Typ deklarieren, können Sie das reservierte Wort packed einfügen, um die Daten in komprimierter Form zu speichern:

type TNumbers = packed array[1..100] of Real;

Die Verwendung von packed verlangsamt den Zugriff auf die Daten. Im Falle eines Zeichen-Arrays beeinflusst packed auch die Kompatibilität der Typen.

Das heisst es: "um die Daten in komprimierter Form zu speichern", aber wie wird das gemacht?
Was für einen Vorteil hat das packed?

[Luckie]

Normalerweise sind die Daten in einem Record an 4-Byte Grenzen ausgerichtet. Beispiel:

Delphi-Quellcode:

TDemo = record
  b: Byte;
  c: Byte;
end;

Ausrichtung im Speicher:

Code:

0  1  2  3  |  4  5  6  7
b  b        |  c  c

Deklarierst du den Record als packed sieht der Record im Speicher wie folgt aus:

Code:

0  1  2  3
b  b  c  c

Die Ausrichtung an 4-Byte Grenzen macht die Verarbeitung einfacher, weil eine 32-.Bitz CPU sowieso immer 4-Byte auf einmal aus dem Speicher holt, egal, um was für einen datentyp es sich handelt. Sind die daten jetzt an 4-Byte Grenzen ausgerichtet, muss die CPU die Daten nicht noch "nachbearbeiten". Man hat also einen Performance Vorteil. Allerdings aus Sicht des Programmierers ist es praktischer einen Record als packed zu deklarieren, da man keine Probleme bekommt, wenn sich in Zukunft die Ausrichtung ändert; auf 64-Bit CPUs zum Beispiel.

Dann muss man noch manchmal berücksichtigen, wie API-Funktionen Strukturen übergeben haben wollen.

[Helmi]

Danke für die anschauliche Erklärung!

Dann kann ich daraus schliessen, dass ein "packed" den Speicherverbrauch der Application vermindert?

[Luckie]

Siehe noch mein Edit.

Zu deiner Frage, ja. Aber fallen die Größenordnungen ins Gewicht? Wichtiger ist es eher nicht mehr benötigte Objekte udn Speicher wieder frei zu geben.

Mit einem Compilerschlater kann man übrigens das Alignment anpassen. Das nur noch der Vollständigkeit halber.

[Helmi]

Also gehts mehr nur um die Aufwärtskompatibiltät (klingt komisch) der Software auf zukünftigere Systeme...

[Oreaden]

Zitat:

Zitat von Luckie

aus Sicht des Programmierers ist es praktischer einen Record als packed zu deklarieren, da man keine Probleme bekommt, wenn sich in Zukunft die Ausrichtung ändert; auf 64-Bit CPUs zum Beispiel.

Einen schönen Guten Morgen Luckie,

wie kann man sich das Vorstellen, dass hierbei Probleme auftreten werden? Aktuell sind wir, das Orakel und ich, am rätseln und die Kristallkugel bringt nur wirres Zeug. Außerdem, was hat dies mit einer 64Bit CPU zu tun :glaskugel:

Ratlose Grüße
OREADEN

[Luckie]

Nehmen wir an es gibt einen 64-Bit Compiler. Dort wird das Alignment bei 64-Bit liegen und nicht bei 32-Bit. Jetzt hast du folgenden Record deklariert:

Delphi-Quellcode:

TKontakt = record
  Name: String[25];
  Vorname: String[15];
  Telefonnumer: String[12];
end;

Diesen schreibst du in eine Datei und liest ihn auch wieder aus. Kompilierst du dein Programm mit einer 32-bittigen Ausrichtung klappt alles wunderbar. Jetzt hast du einen 64-Bit Compiler und compilierst das Programm neu. Schon hast du nur noch Datenmüll beim Lesen, weil die Daten mit einer 32-Bit Ausrichtung geschrieben wurden. Das kann man natürlich beheben, in dem man per Compilerschalter wieder eine 32-Bit Ausrichtung erzwingt. Aber denkt man auch daran? Oder sucht man den Fehler an allen möglichen anderen Stellen? Und solche Probleme erspart man sich, wenn man den Record als packed deklariert, dann kann man das Programm mit jeden beliebigen Alignment kompilieren und es funktioniert. Ist sinnvoll, wenn man Prgrammcode weitergibt oder mit anderen Programmierer zusammenarbeitet. Erspart eben viel Ärger. Und wenn man in eine Datei schreibt, wird der Overhead auch kleiner.

[jbg]

Zitat:

Zitat von Luckie

Kompilierst du dein Programm mit einer 32-bittigen Ausrichtung klappt alles wunderbar.

Bis auf, dass man auch Daten, die gar nicht zum Record gehören schreibt, da sie zwischen den einzelnen ausgerichteten Record-Feldern liegen.

Übrigens, das Vorgabe-Alignment liegt (auch schon bei Delphi 7 ) bei 8 Byte und nicht wie hier mehrmals erwähnt bei 4 Byte.

[Luckie]

Zitat:

Zitat von jbg

Übrigens, das Vorgabe-Alignment liegt (auch schon bei Delphi 7 ) bei 8 Byte und nicht wie hier mehrmals erwähnt bei 4 Byte.

Gut, spielt aber für das Verständnis keine Rolle.

[Helmi]

Danke für die Erklärungen :-)

[igel457]

Außerdem ist packed wichtig, wenn du zum Beispiel direkt Bitmaps aus dem Speicher auslesen willst. Diese haben oftmals eine Bittiefe von 24 Bit (3 Byte) pro Pixel. Es gibt allerdings keinen Datentyp, der 3 Byte breit ist.

Mit...

Delphi-Quellcode:

type
  TRGBRec = packed record
    r, g, b: Byte;
  end;

...kannst du dir einen genau 3 Byte breiten Typ erstellen, und mit diesem direkt auf jeden Pixel deines Bitmaps zugreifen. Ohne das "packed" währe der Record 24 Byte breit.

[Hawkeye219]

Hallo,

ich möchte Michaels Ausführung in Beitrag #2 teilweise widersprechen. Der von ihm als Beispiel angeführte Record belegt auch im "ungepackten" Zustand immer 2 Bytes im Speicher - selbst bei der Ausrichtung Quad Word. Interessant wird es erst, wenn man zwischen die beiden Bytes einen Integer-Wert einfügt. In diesem Fall wächst der Speicherplatzbedarf des ungepackten Records auf 12 Bytes an.

Gruß Hawkeye

[Reinhard Kern]

Hallo,

auf die Gefahr hin Prügel dafür zu beziehen möchte ich doch noch auf die Welt ausserhalb Delphi hinweisen: z.B. Datenstrukturen in WIN32 sind normalerweise direkt gespeichert wie beschrieben, word, byte usw. folgt ohne Lücken aufeinander. Man muss daher fast immer Records, die in einer anderen Sprache definiert wurden, in Delphi als packed deklarieren - gilt also besonders bei Benutzung von DLLs.

Gruss Reinhard

[Sunlight7]

Zitat:

Zitat von igel457

Ohne das "packed" währe der Record 24 Byte breit.

Sicher? :angel2:

Zitat:

Zitat von Delphi Hilfe

Per Voreinstellung sind die Werte in einem strukturierten Typ in einem Word- oder Double-Word-Raster ausgerichtet, um den Zugriff zu beschleunigen. Wenn Sie einen strukturierten Typ deklarieren, können Sie das reservierte Wort packed einfügen, um die Daten in komprimierter Form zu speichern:

[jbg]

Zitat:

Sicher

Da hat wohl jemand vergessen, dass Byte-Felder überhaupt nicht ausgerichtet werden und als "Lückenfüller" dienen. Zudem ist 24 Byte gänzlich falsch. 24 Bit würde passen :mrgreen:

Zitat:

Zitat von Sunlight7

Delphi Hilfe

Die Delphi Hilfe ist nicht immer korrekt (und aktuell). Die Hilfe bezieht sich in diesem Fall noch auf Delphi 5. Ab Delphi 6 ist die Ausrichtung auf Quad-Word ( 8 Bytes ) der Standard.

Code:

Borland Delphi Version 14.0
...
Compiler-Schalter: $<buchst><status> (Vorgabewerte siehe unten)
  A8  Ausgerichtete Record-Felder
  ...