Программирование линейных алгоритмов в системе Delphi

Данный раздел посвящен изучению и приобретению навыков программирования линейных алгоритмов, освоению оператора присваивания, операторов ввода (компонент Edit) и вывода (компоненты Label и Edit), типов данных, арифметических операций и функций языкаDelphi

Файлы, создающиеся Delphi
при проектировании приложения

Проект Delphi состоит из форм, модулей, установок параметров проекта, ресурсов и т. д. Вся эта информация размещается в файлах. Многие из этих файлов создаются Delphi, когда вы строите ваше приложение. Ресурсы, такие, как битовые матрицы, пиктограммы и т. д., находятся в файлах, которые вы получаете из других источников или создаете при помощи многочисленных инструментов и редакторов ресурсов, имеющихся в вашем распоряжении. Кроме того, компилятор также создает файлы.

Файл проекта (.dpr)

Этот файл используется для хранения информации о формах и модулях. Вы также найдете здесь операторы инициализации.

Файл модуля (.pas)

Этот файл используется для хранения кода модулей. Некоторые модули связаны с формами; в некоторых хранятся только функции и процедуры.

Файл формы (.dfm)

Это двоичный файл, который создается Delphi для хранения информации о ваших формах. Каждому файлу формы соответствует файл модуля (.pas).

Файл параметров проекта (.dfo)

В этом файле хранятся установки параметров проекта.

Файл информации о пакетах (.drf)

Этот бинарный файл используется Delphi при работе с пакетами.

Файл ресурсов (.res)

Этот бинарный файл содержит используемую проектом пиктограмму. Этот файл не должен изменяться или создаваться пользователем, так как Delphi постоянно модифицирует и пересоздает этот файл.

Файлы резервных копий (.~dp,.~df,.~pa)

Это соответственно файлы резервных копий для файлов проекта, формы и модуля.

Файлы, создающиеся компилятором

Исполняемый файл (.exe)

Это исполняемый файл вашего приложения. Он является автономным исполняемым файлом, для которого больше ничего не требуется, если только вы не используете библиотеки, содержащиеся в DLL, OCX и т.д.

Объектный файл модуля (.dcu)

Это откомпилированный файл модуля (.pas), который компонуется в окончательный исполняемый файл.

Динамически присоединяемая библиотека (.dll)

Этот файл создается в случае, если вы проектируете свою собственную DLL.

Файл проекта представляет собой программу, написанную на языке Object Pascal и предназначенную для обработки компилятором:

program Project1;

uses

Forms,

Unit1 in ‘Unit1.pas’ {Form1};

{$R*.res}

begin

Application.Initialize;

Application.CreateForm(TForm1, Form1);

Application.Run;

end.

Модуль – программная единица, предназначенная для размещения объектов программы. С помощью содержащегося в модуле программного кода реализуется алгоритм решения задачи. Модуль может состоять из четырех разделов: двух обязательных (nterface, implementation) идвух необязательных (initialization, finalization). В разделе nterface размещаются описания констант, типов, переменных, заголовки процедур и функций, которые должны быть доступны всем модулям и программам, использующим этот модуль и содержащим его имя в списке uses. Раздел implementation называется разделом реализации. В разделе implementation можно размещать описания констант, типов, переменных, процедур и функций, которые используются только в этом модуле и за его пределами не видны. Также в этом разделе располагаются процедуры и функции, заголовки которых были приведены в разделе nterface. В разделе инициализации (initialization) размещаются инструкции, которые выполняются в начале работы программы. Разделы инициализации модулей выполняются в том порядке, в котором модули перечислены в списке uses программы. В разделе деинициализации (finalization) располагаются инструкции, которые выполняются при завершении программы. Разделы деинициализации модулей выполняются в обратном порядке списка модулей в директиве uses программы.

Структура модуля:

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, Buttons, ExtCtrls;

type

TForm1=class(TForm)

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var // Раздел описания переменных

Form1: TForm1;

implementation

{$R*.dfm}

{ В этом месте размещается программный код, реализующий алгоритм решения задачи }

end.

Любые данные (такие, как константы, переменные, свойства, значения функций или выражения) в Object Pascal характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Кроме того, тип определяет также и формат внутреннего представления данных в памяти ПК (рис 2.1).

Рис. 2.1. Структура простых типов данных

Порядковые типы

Порядковые типы отличаются тем, что каждый из них имеет конечное число возможных значений. С каждым значением можно сопоставить некоторое целое число – порядковый номер значения.

Функции для работы с порядковыми типами:

Low (T) − минимальное значение данных типа T;

High (T) − максимальное значение данных типа T;

Ord (Х) – возвращает порядковый номер значения Х;

Pred (Х) – возвращает предыдущее значение порядкового типа;

Succ (Х) – возвращает следующее значение порядкового типа.

Целые типы

Приведем названия целых типов данных, длину их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Целые типы

Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен ниже (табл. 2.2). Буквами b, s, w, i, l обозначены выражения соответственно типа Byte, ShortInt, Word, Integer и LongInt, х – выражение любого из этих типов; буквы vb, vs, vw, vi, vl, vx обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр.

Таблица 2.2

Стандартные процедуры и функции,
применимые к целым типам

Окончание табл. 2.2

Логические типы

К логическим типам данных относятся типы Boolean (1 байт), ByteBool (1 байт), Bool (2 байта), WordBool (2 байта), LongBool (4 байта). Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант False (ложь) или True (истина). Для них справедливы правила:

Ord (False) = 0;

Ord (True) <> 0;

Succ (False) = True;

Pred (True) = False.

Символьные типы

Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0..255. Это число служит кодом внутреннего представления символа, его возвращает функция Ord (). К символьным типам данных относятся типы Char, ANSIChar и WideChar. Символьный тип – Char предназначен для хранения одного символа. В памяти ПК символ занимает один байт. Один байт – это 256 (2⁸) различных символов, которые можно хра­нить в переменной Char. Эти символы составляют символы ASCII от 0 до 255. Тип Char эквивалентен типу ANSIChar. ANSIChar– это 8-битный ANSI-символ. Третий символьный тип – WideChar, представляет собой 16-битный символьный тип. Эти три разных символьных типа введены для совместимости. Delphi поддерживает стандарт Unicode. Эта поддержка осуществляется типом WideChar. Символ Unicode использует все 16 бит типа WideChar. Хотя Windows NT согласован с Unicode, но Windows 95 – нет. Если вы пишете приложения, которые собираетесь использовать на обеих системах, используйте функцию SizeOf ().

К типу Char применимы операции отношения, а также встроенные функции:

· Chr (B) – преобразует выражение В типа Byte в символ и возвращает его своим значением;

· UpCase (СН) – возвращает прописную букву, если СН – строчная латинская буква, в противном случае возвращает сам символ СН (для кириллицы возвращает исходный символ).

Перечисляемый тип

Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, заключенном в круглые скобки:

type

colors = (red, white, blue);

var a: colors;

Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение в списке получает порядковый номер 0, второе – номер 1 и т.д. Максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений.

Тип-диапазон

Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона. Тип-диапазон задается границами своих значений внутри базового типа:

<мин.знач.>..<макс.знач.>

Здесь <мин.знач.>..<макс.знач.> – соответственно минимальное и максимальное значения типа-диапазона.

Примечания:

1. Два символа «..» рассматриваются как один символ, поэтому между ними недопустимы пробелы;

2. Левая граница не должна превышать его правую границу.

Тип-диапазон можно описывать непосредственно при объявлении переменной:

var

date: 1..31;.

Функции, поддерживающие работу с типами-диапазонами:

· High (x) – возвращает максимальное значение типа-диапазона.

· Low (x) – возвращает минимальное значение типа-диапазона.

Вещественные типы

В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа.

Приведем названия вещественных типов, длину их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Вещественные типы

Особое положение занимают типы Comp и Currency, которые трактуются как вещественные числа с дробными частями фиксированной длины.Тип Currency используется для представления денежных сумм. Это тип с плавающей запятой, совместимый со всеми другими типами с плавающей запятой. Тип Currency имеет точность четыре десятичных разряда после точки и хранится как 64-битовое целое, в котором четыре наименьших значащих цифры представляют четыре дробных десятичных разряда.

Для работы с вещественными данными могут использоваться встроенные математические функции, представленные ниже (табл. 2.4). В этой таблице real означает любой вещественный тип, integer – любой целый тип.

Таблица 2.4

Стандартные математические функции

Тип TDateTime (дата-время)

Тип дата-время определяется идентификатором TDateTime и предназначен для одновременного хранения и даты, и времени. Во внутреннем представлении он занимает 8 байт и представляет собой вещественное число с фиксированной дробной частью: в целой части числа хранится дата, в дробной – время.

Над данными типа TDateTime определены те же операции, что и над вещественными числами, а в выражениях этого типа могут участвовать константы и переменные целого и вещественного типов.

Тип Variant

Тип Variant разработан специально для тех случаев, когда на этапе компиляции программист не может сказать, какие типы данных будут использоваться в выражении. Тип Variant может хранить целое число (кроме Int64), строку, символ, логическое значение или вещественное число. Применение этого типа изменяется в зависимости от того, какого типа значение ему присваивается. Переменная типа Variant занимает в памяти дополнительные два байта, в которые помещается информация о действительном типе переменной. Эта информация позволяет компилятору создать код, который будет осуществлять необходимое преобразование типов на этапе прогона программы.

В Delphi определены следующие операции:

1. Унарные:

not – отрицание;

@ – адрес.

2. Мультипликативные:

* – умножение;

/ – деление;

div – целочисленное деление;

mod – остаток от деления;

and – логическое И;

shl – левый сдвиг;

shr – правый сдвиг.

3. Аддитивные:

+ – сложение;

- – вычитание;

or – логическое ИЛИ;

xor – исключающее ИЛИ.

4. Отношения:

= – равно;

<> – не равно;

< – меньше;

> – больше;

<= – меньше или равно;

>= – больше или равно.

Приоритет операции убывает в указанном порядке, т.е. наивысшим приоритетом обладают унарные операции, низшим – операции отношения.

Логические операции над логическими данными дают результат логического типа по правилам, указанным ниже (табл. 2.5).

Таблица 2.5

Логические операции над данными логического типа

С помощью оператора присваивания переменной или функции присваивается значение выражения. Для этого используется знак присваивания:=, слева от которого записывается имя переменной или функции, которой присваивается значение, а справа – выражение, значение которого вычисляется перед присваиванием.

Допустимо присваивание значений переменным любого типа, за исключением типа файл. Тип переменной и тип выражения должны быть совместимы для присваивания. Например, если в левой части оператора присваивания находится переменная целого типа, то в правой части оператора нельзя использовать выражение вещественного типа.

Ввод и вывод данных

На странице Standard палитры компонентов размещена компонента Edit: текстовый редактор, предназначенный для ввода и (или) отображения одной текстовой строки. Щелкнув мышью по соответствующей пиктограмме, перенесите компоненту Edit на форму. Изменить свойства компоненты (имя, размер и т.п.) можно, используя Object Inspector / Properties. Например, чтобы очистить строку ввода, в свойстве Text компоненты Edit удалите содержащуюся там запись. Так как компонента Edit работает со строками, то, чтобы преобразовать текст из компоненты Edit (имя Edit 1) в число, потребуются специальные процедуры и функции.

Например, выражения

y:= StrToInt(Trim(Edit1.Text));

z:= StrToFloat(Trim(Edit2.Text));

преобразуют строку Edit 1 .Text в переменную типа Integer истроку Edit 2 .text в вещественную переменную типа Real. Функция Trim удаляет пробелы и управляющие символы в начале и в конце строки. Возможны и обратные преобразования:

Edit1.Text:= IntToStr(x);

Edit2.Text:= FloatToStr(y),

где x – переменная типа Integer; y – вещественная переменная типа Real. Функции преобразования чувствительны к возможным ошибкам символьного представления числа (ошибки в программе можно блокировать с помощью редактора MaskEdit и функции Trim).

На странице Standard палитры компонентов размещена компонента Label – метка. Эта компонента используется для размещения в окне не очень длинных однострочных надписей. Щелкнув мышью по соответствующей пиктограмме, перенесите компоненту Label на форму. Изменить свойства компоненты (имя, размер и т.п.) можно, используя Object Inspector/ Properties. Например, чтобы метка содержала текст, в свойстве Caption компоненты Label удалите содержащуюся там запись и наберите необходимый текст.

На странице Standard палитры компонентов размещена компонента Button – стандартная кнопка. Чтобы на кнопке изменить надпись, в свойстве Caption компоненты Button наберите необходимый текст. Обработчик события OnClick поможет ввести исходные данные, выполнить вычисления и вывести на форму результаты. Для этого щелкните дважды по кнопке Button. Delphi автоматически подготовит заготовку процедуры, останется только вставить необходимые операторы. Структура процедуры может содержать следующие разделы:

//Раздел объявления меток

Label met1, met2;

//Раздел объявления констант

Const A=5; B=2.8;

//Раздел описания типов

Type tx=array [0..4] of real;

//Раздел описания переменных

Var y:integer; x:tx;

//Раздел описания встроенных процедур и функций

//Раздел операторов

Begin

<Операторы языка программирования>

End;

Разделы описаний и объявлений могут использоваться в произвольном порядке и встречаться несколько раз. При этом нужно соблюдать правило: все описания и объявления элементов программы должны быть сделаны до того, как они будут использованы.

Пример программирования линейного алгоритма

Линейному алгоритму соответствует следующая типовая блок-схема (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Типовая блок-схема линейного алгоритма

Задание. Даны целые числа х, у. Вычислить F = .

1. Разработка алгоритма (рис. 2.3):

а) входные данные: x, y – целые числа;

б) выходные данные: F – действительное число.

Рис. 2.3. Блок-схема алгоритма задачи

2. Разработка формы (рис. 2.4, табл. 2.6):

Рис. 2.4. Внешний вид формы

Таблица 2.6

Используемые компоненты

3. Текст программы:

unit Unit1;

interface

uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls;

type

TForm1 = class(TForm)

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

Edit1: TEdit;

Edit2: TEdit;

Label4: TLabel;

Label5: TLabel;

Label6: TLabel;

Button1: TButton;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

{ обработчик события OnClick }

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var x,y:integer; f:real;

begin

{ преобразование текста из Edit 1 в целое число }

x:= StrToInt(Trim(Edit1.Text));

{ преобразование текста из Edit 2 в целое число }

y:= StrToInt(Trim(Edit2.Text));

{ вычисление f }

f:=(sqr(x)+sqrt(abs(y)))/(1+abs(x*y));

{ преобразование числа f в строку и вывод результата }

label5.caption:=FloatToStr(f);

end;

end.

Контрольные вопросы к главе 2

1. Какую структуру должна иметь программа?

2. Верно ли, что в программе, написанной на языке Delphi, надо описывать все используемые в ней переменные?

3. Записать на Delphi следующие числа:

–27,8*10^-7; 10⁶; 0,5*10⁶; 6,38; 2; 4/1000.

4. Записать следующие числа без десятичного порядка:

–0.00027Е+4; 555Е-3; 1Е1.

5. Привести примеры целых чисел, не представимых на Delphi.

6. Записать на Delphi следующие формулы: a+bx+cyz; (1+x)²; cos³x²; |a+bx|; sin 8x; log₂0,4x; arcctg 10³; arcsin x; x⁵; (1+x)^1/3; x^-2;
e^|x-y|; ln(1+3,3x); ; tg³ x⁵; ctg² x³; ; ;

7. Вычислить значения выражения:

trunc(6,9); trunc(6,54); int(4,56);

frac(45,67); round(34,56); round(12,11);

round(–2,6); int(38,976); trunc(184,7).

8. Вычислить значение выражений:

20 div 5; 20 mod 7;

2 div 5; 2 mod 7.

9. Указать порядок выполнения операций в выражении:

a mod b + a div b*c/a.

10. Если у – вещественная переменная, а n – целая, то какие из следующих операторов присваи­вания правильные, а какие нет и почему:

y:=n+1; n:=y–1; n:=4.0;

y:=trunc(y); n:=n div 2; n:=sqr(sqr(n)).

y:=y div 2; n:=n/2;

11. Какое значение будет иметь переменная х после выполнения операторов, если х:=10; х:=х+3?

12. С помощью каких средств языка Delphi можно осуществить ввод данных?

13. С помощью каких средств языка Delphi можно осуществить вывод данных?

14. Каким образом можно отредактировать форму, предложенную Delphi, с тем, чтобы создать свой проект?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: