Глава 6. Программирование в среде Delphi

§ 1 Введение

Delphi – среда разработки программ, ориентированных для работы в операционной системе Windows. В качестве языка программирования в Delphi используется Object Pascal, современная версия одного из наиболее распространённых алгоритмических языков Pascal. Object Pascal удачно сочетает широкие возможности с относительной простотой, что позволяет создавать Windows программы даже непрофессиональным программистам.

§ 2 Работа со средой Delphi

В нашем случае входным языком является Object Pascal, используемый в среде Delphi. Пользователь имеет возможность открыть окно проекта Delphi либо при помощи главного меню, либо двойным щелчком мыши по соответствующей пиктограмме на рабочем столе Windows.

Рис.6-1

На рис.6-1 проиллюстрирован общий вид проекта Delphi. В верхней части экрана расположено главное окно, включающее строку меню, панель инструментов управления средой и строку визуальных компонентов, которые пользователь может вставлять в свою программу. Кроме того, имеются окно Инспектора объектов (Object inspector), окно формы (Form 1) и окно редактора кода (Unit1.pas), которое в начальный момент почти полностью закрыто окном формы. В пункте File основного меню содержатся команды создания, сохранения и изменения состава проекта. Edit – повторение и отмена команд, управление буфером обмена, выделение фрагментов текста и т.д. Порядок работы с указанными пунктами основного меню во многом аналогичен порядку работы с одноимёнными пунктами меню других приложений Windows. Порядок работы с остальными пунктами меню будет рассматриваться ниже по мере необходимости. Панель инструментов позволяет с минимальными затратами времени выполнить наиболее часто встречающиеся команды (создание нового окна, запуск программы, проверку программы по шагам и т.д.). Палитра компонентов используется для внесения визуальных компонентов (меток, кнопок, полей, полос прокрутки и т.д.) в формы разрабатываемых программ. Компоненты размещены на нескольких вкладках. Наиболее часто используемые компоненты находятся на вкладке Standard. Пользователь имеет возможность редактировать меню, панель инструментов и палитру компонентов, вставляя в них одни пункты и удаляя другие.

Исполняемая программа создаётся компилятором на основе проекта, набора файлов, содержащих исчерпывающую информацию об алгоритме выполнения программы и её интерфейсе. Файл проекта с расширением *.dpr связывает вместе все файлы, из которых состоит приложение. В каждом приложении может быть только один файл проекта. Изменение имён или положения файлов на диске, произведённое вне среды Delphi, может нарушить работоспособность программы.

Инспектор объектов, окно которого расположено в левой части экрана, позволяет устанавливать свойства объектов и назначать методы обработки событий во время разработки программы.

Окно формы, расположенное справа от окна инспектора объектов, используется для размещения всех визуальных и невизуальных компонентов разрабатываемого приложения. В состав проекта может входить как одна, так и несколько форм. Изображение каждой формы хранится в виде файла с расширением *.dfm. Для каждой формы, включённой в проект, автоматически создаётся отдельный модуль, файл с текстом исходной программы. В проект могут быть включены также модули, не связанные непосредственно ни с одной из форм. Файлу каждого модуля, написанному на языке Object Pascal, по умолчанию присваивается имя Unit с соответствующим порядковым номером и расширением *.pas. Среда Delphi автоматически управляет файлами проектов. Поэтому пользователю не следует вносить изменения в эти файлы. Не следует также изменять описания объектов, типов, переменных и т.д., которые Delphi вносит в файлы форм и модулей.

§ 3 Особенности программ, работающих под управлением ОС Windows

Программирование – процесс создания программы, который может быть представлен как последовательность следующих шагов:

1. Определение требований к программе.

2. Разработка алгоритма решения задачи.

3. Написание команд.

4. Отладка.

5. Тестирование.

Определение требований к программе – описание исходных данных и формулирование требований к результату. Кроме того, описывается поведение программы в особых случаях. Например, требования к программе вычисления площади треугольника по трём сторонам с использованием формулы Герона могут быть сформулированы в следующим образом:

a) Исходными данными программы являются длины трёх сторон (a, b, c).

b) Исходные данные должны вводиться с клавиатуры в режиме диалога во время работы программы.

c) Выходные данные программы – значение площади треугольника.

d) Если треугольник с указанными длинами сторон не существует (например, не выполняется необходимое соотношение между длинами сторон a+b≤c), должно выводиться соответствующее сообщение.

При разработке программы, предназначенной для работы в Windows, требования к ней могут включать пункты о желаемом виде окон диалога программы. Поэтому даже простая программа на этапе проектирования обычно включает не один, как при работе под управлением МС ДОС, а несколько файлов. Набор файлов, из которых состоит создаваемая прикладная программа (приложение), называется проектом.

На этапе разработки алгоритма программист должен определить последовательность действий, необходимых для получения результата, и в случае, если возможны различные варианты решения, выбрать оптимальный. Критерием оптимальности может быть скорость решения задачи, количество памяти и др. машинных ресурсов, необходимых для её решения и т.д. Разработанный алгоритм может быть представлен либо в виде описания последовательности операций, либо в виде блок-схемы.

Далее следует реализация алгоритма на выбранном алгоритмическом языке, в данном случае на Object Pascal.

Написанная программа, как правило, не свободна от ошибок. Ошибки программиста могут быть разделены на две категории: синтаксические и алгоритмические. Синтаксические ошибки могут быть легко устранены с использованием отладчика, позволяющего производить трассировку программы, наблюдать значения переменных и т.д. Алгоритмические ошибки устранить значительно труднее.

Тестирование – проверка работы программы при различных наборах входных данных. Для случая программы расчёта площади треугольника по формуле Герона, очевидно, необходимо убедиться в правильности работы программы в случаях, когда возможно и когда невозможно построить треугольник со сторонами заданной длины.

Алгоритм решения задачи о вычислении площади треугольника по трём сторонам должен включать следующие действия:

1. Ввод исходных данных – длин сторон треугольника, измеренных одной и той же мерой, например, метрами.

2. Проверку возможности построения треугольника. Сумма длин любых двух его сторон должна быть больше длины третьей стороны.

3. Расчёт площади треугольника, если выполняются условия п2 или выдача сообщения об ошибке ввода исходных данных в противном случае. Таким образом, все последующие предписания следует выполнять только в случае, если построение треугольника возможно.

4. Вычисление величины полупериметра треугольника p=(a+b+c)/2.

5. Вычисление площади треугольника по формуле S=√(p*(p-a)*(p-b)*(p-c))

Если, как было отмечено выше, длины сторон измерены в метрах, площадь окажется выраженной в м². В случае необходимости выразить площадь в других единицах, в расчётную формулу следует ввести соответствующий коэффициент. Если площадь должна быть выражена в га, то соответствующий коэффициент равен 10^-5.

Следующий этап решения задачи – преобразование алгоритма в программу на языке, «понятном» ПК. Алгоритмический язык понятен ПК лишь в том случае, если имеется программа перевода команд языка в последовательность команд машины. Такие программы называются трансляторами, а транслируемый алгоритмический язык – входным языком. Известны два типа трансляции машинных программ – интерпретация и компиляция. Компилирующие трансляторы обеспечивают более высокое быстродействие по сравнению с интерпретаторами. Поэтому интерпретаторы в настоящее время используются редко. Компилятор проверяет текст программы на отсутствие синтаксических ошибок и создаёт исполняемую программу – машинный код.

Вне зависимости от использованного алгоритмического языка, программирование под Windows является объектно-ориентированным. Объект – то, чем пользователь управляет с использованием программы. Один объект может находиться внутри другого, например, метка или управляющая кнопка входит в состав формы. Каждый объект обладает некоторыми характеристиками, свойствами. Объект имеет имя (свойство name), которое пользователь указывает при обращении, заголовок (свойство caption), расположенный на его изображении. Изменяя значения свойства visible, пользователь может показывать или не показывать объект на экране. Каждый объект имеет определённый набор свойств. В среде Delphi изменение значений свойств выделенного объекта осуществляется с использованием вкладки properties инспектора объектов. Команды, с использованием которых свойства объекта в процессе выполнения программы могут быть изменены, называются методами объекта. Самым важным объектом является окно. Окно первым появляется после запуска любого приложения и последним исчезает после прекращения работы. Общение с окном возможно при помощи сообщений. Windows при помощи сообщения посылает информацию окну приложения о некотором событии, вследствие которого изменились параметры окружающей приложение среды. Окно реагирует на событие в соответствии с программой, составленной пользователем. В среде Delphi перечень событий, связанных с тем или иным объектом, содержится на вкладке events инспектора объектов. Программирование в среде Delphi, работающей под управлением Windows, связано, как правило, с разработкой процедур обработки событий. Задачу организации взаимодействия между отдельными процедурами берёт на себя среда Delphi. Процесс создания приложения, в состав которого входят окно формы, окно редактирования и управляющая кнопка рассмотрим на примере программы, которая после щелчка мышью по кнопке возвращает в окне редактирования слово «Привет, друг!». Для этого надо произвести следующие действия: в окно формы, появляющейся на экране при открытии Delphi вставить два визуальных элемента и написать программу, управляющую реакцией этого окна на событие – щелчок мышью по кнопке (click).

1. Изменение заголовка окна формы (изменение заголовков других окон или надписей на других компонентах производится при помощи тех же самых действий).

1.1. В левой части окна инспектора объектов на вкладке properties найти свойство caption.

1.2. В правой части вкладки установить значение свойства «Приветствие». Следует отметить, что изменяется только надпись на заголовке окна, а имя окна (свойство name) остаётся без изменения.

2. Вставка окна редактирования Edit1.

2.1. Установить курсор мыши на кнопку Edit на палитре компонентов главного окна и щёлкнуть по ней левой клавишей.

2.2. Установить курсор мыши в ту точку формы, где должен находиться левый верхний угол поля, нажать левую клавишу.

2.3. Перетащить курсор в точку, где должен находиться правый нижний угол поля, и отпустить клавишу.

3. Вставка управляющей кнопки Button1.

3.1. Установить курсор мыши на кнопку Button на палитре компонентов главного окна и щёлкнуть по ней левой клавишей.

3.2. Установить курсор мыши в ту точку формы, где должен находиться левый верхний угол кнопки, нажать левую клавишу.

3.3. Перетащить курсор в точку, где должен находиться правый нижний угол кнопки, и отпустить клавишу.

3.4. Установить на кнопке надпись «Привет», изменив значение свойства caption, подобно тому, как было изменено значение свойства caption исходной формы.

4. Корректировка положения и размера выбранного компонента.

4.1. Перемещение компонента – установить на изображение компонента курсор мыши, нажать левую клавишу и, не отпуская её, переместить курсор в нужное место формы.

4.2. Изменение размера компонента – выделить нужный компонент щелчком мыши, установить курсор на один из маркеров, нажать левую клавишу и переместить границу компонента в нужное положение.

5. Присоединение кода для события.

5.1. Дважды щёлкнуть мышью по кнопке, после чего станет активным окно редактора кода (модуль Unit1).

5.2. В окне инспектора объектов щёлкнуть мышью по вкладке и выбрать событие, реакцией на которое должно стать выполнение создаваемого кода. По умолчанию устанавливается событие OnClick, т.е. код будет выполняться после щелчка мышью по кнопке.

5.3. В окне редактора кода внутри пустой процедуры, созданной средой по умолчанию, между ключевыми словами begin и end ввести команду Edit1.Text:= ’Привет, друг!’, которая должна изменить значение свойства «Text» окна редактирования Edit1. (Свойство «name» окна редактирования при изменении значения свойства «Text» остаётся неизменным).

6. Сохранение файлов проекта

6.1. Войти в меню «File» и в выпадающем меню второго уровня выбрать пункт «Save Project As…».