Программирование на Object Pascal в среде Delphi Лабораторная работа №1 Программирование линейных алгоритмов Цель лабораторной работы: изучить основные элементы визуальной среды, освоить использование простейших компонентов DELPHI для ввода/вывода данных, и создать приложение, которое использует линейный алгоритм. 1.1.Визуальная среда DELPHI При запуске DELPHI на экране появляется панель интерфейса, показанная на рис. 1.1. Среда DELPHI визуально реализуется в виде нескольких одновременно раскрытых на экране монитора окон. Количество, расположение, размер и вид окон может изменяться программистом. Главное окно всегда присутствует на экране и предназначено для управления процессом создания приложения. Главное меню содержит все необходимые средства для управления проектом. Пиктограммы главного меню облегчают доступ к наиболее часто применяемым командам. Палитра Компонентов обеспечивает доступ к набору библиотечных программ среды DELPHI, которые описывают некоторый элемент (компонент), помещенный программистом в окно Формы. Каждый компонент имеет определенный набор свойств, которые программист может выбирать и изменять по своему усмотрению. Например, заголовок окна, надпись на кнопке, размер, цвет и тип шрифта и др. Свойства компонентов приведены в HELP. Окно Инспектора Объектов предназначено для изменения свойств выбранных компонентов и состоит из двух страниц. Страница Properties (Свойства) предназначена для изменения необходимых свойств компонента. Страница Events (События) – для определения реакции компонента на то или иное событие (например, щелчок кнопки “мыши ”). Окно Формы представляет собой интерфейс проектируемого Windows-приложения. В это окно на этапе проектирования приложения помещаются необходимые компоненты, которые разработчик берет из Палитры Компонентов. Каждой Форме проекта соответствует модуль (Unit), текст которого на языке Object Pascal размещается в окне Редактора Кода. Окно Редактора Кода предназначено для просмотра, создания и редактирования текстов модулей проекта. При первоначальной загрузке в окне Редактора Кода находится текст модуля, содержащий минимальный набор операторов для нормального функционирования пустой Формы в качестве Windows-приложения. При размещении некоторого компонента в окне Формы, текст модуля автоматически дополняется необходимыми операторами. Обо всех происходящих в системе событиях, таких как создание Формы, нажатие кнопки мыши или клавиатуры и т.д., ядро Windows информирует окна путем посылки соответствующих сообщений. Среда DELPHI принимает и обрабатывает сообщения с помощью обработчиков событий (например, щелчок кнопки “мыши” – событие OnClick, создание Формы – OnCreate). Наиболее часто применяемые события представлены в табл. 1.1. Таблица 1.1 Событие Описание события OnActivate Возникает при активизации Формы OnCreate Возникает при создании Формы. В обработчике данного события следует задавать действия, которые должны происходить в момент создания Формы, например установка начальных значений. OnClick Возникает при нажатии кнопки мыши в области компонента. OnDblClick Возникает при двойном нажатии кнопки мыши в области компонента OnKeyPress Возникает при нажатии клавиши на клавиатуре. Параметр Key имеет тип Char и содержит ASCII-код нажатой клавиши (клавиша Enter клавиатуры имеет код #13, клавиша Esc - #27 и т.д.). Обычно это событие используется в том случае, когда необходима реакция на нажатие одной из клавиш. OnKeyDown Возникает при нажатии клавиши на клавиатуре. Обработчик этого события получает информацию о нажатой клавише и состоянии клавиш Shift, Alt и Ctrl, а также о нажатой кнопке мыши. Для создания обработчика события программисту необходимо раскрыть список компонентов в верхней части окна Инспектора Объектов и выбрать необходимый компонент. Затем, на странице Events Инспектора Объектов, нажатием левой клавиши мыши выбрать название обработчика и дважды щелкнуть по его правой (белой) части. В ответ DELPHI активизирует окно Редактора Кода модуля и покажет заготовку процедуры обработки выбранного события. Для каждого обрабатываемого события в тексте модуля организуется процедура (procedure), между ключевыми словами begin и end которой программист на языке Object Pascal записывает требуемый алгоритм обработки события. Переключение между окном Формы и окном Редактора Кода осуществляется кнопкой главного меню с пиктограммой или клавишей F12. 1.2. Пример создания приложения Задание: создать Windows-приложение для вычисления выражения . Численные значения данных x, y и z занести с клавиатуры в соответствующие поля панели интерфейса. Один из возможных вариантов панели интерфейса создаваемого приложения показан на рис. 1.2. 1.2.1. Сохранение проекта В процессе проектирования приложения DELPHI создает несколько файлов - проект. Каждый проект целесообразно хранить в отдельной, заранее созданной папке. С помощью подходящего приложения Windows создадим папку и назовем ее, например, LAB1. Для сохранения проекта откройте в главном меню пункт File и щелкните “мышью” на опции Save Project As…(Сохранить проект как…). Сначала DELPHI откроет панель диалога Save Unit1 As (Сохранить модуль как) для сохранения модуля проекта. В этой панели найдем созданную папку LAB1 и сохраним в ней модуль под именем, например, UnLinAlg. Обратите внимание на то, что DELPHI по умолчанию присвоит этому файлу тип Delphi unit c расширением *.pas. Затем откроется панель диалога Save Project1 As . Назовем наш проект, например, PrLinAlg и сохраним его в этой же папке. Здесь DELPHI даст файлу тип Delphi project и расширение *.dpr. Убедитесь в том, что главное окно DELPHI теперь называется PrLinAlg, окно главного файла проекта- PrLinAlg.dpr, а окно модуля проекта- UnLinAlg.pas. Старайтесь давать файлам осмысленные имена вместо однообразных Unit1 и Project1, предлагаемых DELPHI. Чтобы избежать потери файлов проекта в аварийных ситуациях связанных, например, с выключениием питания, зависании системы и т.д., рекомендуется периодически сохранять проект, используя пиктограмму главного меню или опцию Save All в меню File. 1.2.2. Настройка окон Чтобы работать с окном, необходимо сделать его активным, щелкнув “мышью” в любом месте окна. У активного окна заголовок становится выделенным, например, на рис. 1.1 активным является окно Редактора Кода. Окна Формы и Редактора Кода модуля в правом верхнем углу имеют кнопки управления, которые предназначены: -для свертывания окна в пиктограмму, -для разворачивания окна на весь экран и возвращения к исходному размеру , -для закрытия окна. С помощью “мыши”, захватывая одну из кромок окна или выделенную строку заголовка, отрегулируете нужные размеры окон Формы, Редактора Кода, Инспектора Объектов и их положение на экране. 1.2.3. Изменение заголовка Формы Новая Форма имеет одинаковые имя (Name) и заголовок (Сaption) - FORM1. Начинающим программистам имя Формы менять не рекомендуется, т.к. оно используется в тексте модуля. Для изменения заголовка активизируйте окно Инспектора Объектов и на странице Properties в свойстве Caption замените заголовок Form1 на Лаб. работа №1-Линейный алгоритм. Убедитесь, что одновременно изменился заголовок окна Формы. 1.2.4. Размещение компонентов на Форме Будем размещать компоненты на Форме так, чтобы они соответствовали панели, показанной на рис 1.2. Рис.1.2 Для нанесения надписей на Форму используется компонент Label. Выберите в Палитре Компонентов на странице Standard пиктограмму компонента Label и щелкните на ней “мышью”. Затем в нужном месте Формы щелкните “мышью” - появится надпись Label1. В свойстве Caption Инспектора Объектов замените надпись Label1 на Введите значение X:. В свойстве Font подберите шрифт. Аналогично нанесите на Форму остальные надписи. Щелкнув “мышью” на любом из размещенных компонентов, отрегулируйте его местоположение на Форме и размер. Для ввода/вывода данных в простейших случаях используются компоненты Edit и Memo. Компонент Edit применяется в тех случаях, когда данные представляются одной строкой. Если данные представляют собой несколько строк, то используется компонент Memo. Для создания полей ввода численных значений переменных x, y и z используем компонент Edit. Выберите в Палитре Компонентов на странице Standard пиктограмму и разместите компонент Edit в нужных местах Формы так же, как Вы это делали с компонентом Label. Для вывода результатов используем компонент Memo. Выберите в Палитре Компонентов на странице Standard пиктограмму , поместите компонент Memo на Форму и откорректируйте его местоположение и размеры. 1.2.5. Написание процедуры обработки события создания Формы (FormCreate) Если программист желает, чтобы при появлении панели интерфейса на экране в соответствующих полях находились начальные значения данных, он должен учесть, что при запуске приложения возникает событие - создание Формы (OnCreate). Создадим процедуру обработки этого события, которая занесет начальные значения переменных x, y, z в поля Edit1, Edit2 и Edit3 соответственно, а в поле Memo1 поместит строку Лабораторная работа №1 – Линейный алгоритм. Для этого дважды щелкните мышью на любом свободном месте Формы. На экране появится текст модуля UnLinAlg, в котором DELPHI автоматически создает заготовку процедуры-обработчика события создания Формы: Procedure TForm1.FormCreate(Sender:TObject). Между операторами begin и end этой процедуры вставьте операторы, которые выполняют необходимые действия (текст модуля приведен в п.1.2.7). 1.2.6. Написание процедуры обработки события нажатия кнопки Button1 (Button1Click) Поместим на Форму кнопку, нажатие которой приведет к вычислению выражения. Выберите в Палитре Компонентов на странице Standart пиктограмму компонента Button. В свойстве Caption Инспектора Объектов замените надпись на кнопке Button1 на Вычислить. В свойстве Font подберите шрифт. Отрегулируйте положение и размер кнопки. Затем дважды щелкните “мышью” на кнопке, после чего курсор установится в тексте процедуры-обработчика события нажатия кнопки Button1 : Procedure TForm1.Button1Click(Sender:TObject). Внимательно наберите операторы этой процедуры, используя текст модуля UnLinAlg. 1.2.7. Текст модуля UnLinAlg Unit UnLinAlg; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls; type TForm1 = class(TForm) Label1: TLabel; Edit1: TEdit; Label2: TLabel; Edit2: TEdit; Label3: TLabel; Edit3: TEdit; Label4: TLabel; Memo1: TMemo; Button1: TButton; procedure FormCreate(Sender: TObject); procedure Button1Click(Sender: TObject); private { Private declarations } public { Public declarations } end; var Form1: TForm1; implementation {$R *.DFM} // Процедура обработки события создания Формы: procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin Edit1.Text:='0.4'; // начальное значение X Edit2.Text:='8.75e-2'; // начальное значение Y Edit3.Text:='-19.63'; // начальное значение Z Memo1.Clear; // очистка Memo1 // Вывод строки в Memo1: Memo1.Lines.Add('Лабораторная работа №1 - Линейный алгоритм'); end; // Процедура обработки события нажатия кнопки Button1: procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var x,y,z,a,b,c,u : extended; // объявление локальных переменных begin x:=StrToFloat(Edit1.Text); // X присваивается содержимое Edit1 y:=StrToFloat(Edit2.Text); // Y присваивается содержимое Edit2 z:=StrToFloat(Edit3.Text); // Z присваивается содержимое Edit3 // Вычисляется выражение a:=sqrt(x)-y*y*y; b:=sin(a)/cos(a); c:=Exp(5*Ln(b)); u:=c+exp(y/z)*sin(z*z); Memo1.Lines.Add('X = '+Edit1.Text+' Y = '+Edit2.Text+ ' Z = '+Edit3.Text); // контрольный вывод X, Y, Z в Memo1 // Вывод результата в Memo1: Memo1.Lines.Add(' U = '+FloatToStrF(u,ffFixed,8,3)); end; end. Данные, с которыми работают компоненты Edit и Memo, имеют тип String. Поэтому в процедуре TForm1.Button1Click при присваивании содержимого полей Edit1,Edit2,Edit3 переменным X,Y,Z c помощью функции StrToFloat осуществляется преобразование данных типа String в действительные значения с плавающей точкой типа Extended. Если необходимо работать с данными целого типа, используется функция StrToInt. При выводе данных в Memo1 используется метод Add свойства Lines, причем для преобразования данных из действительного значения в строковое и управления формой представления выводимого результата используется функция FloatToStrF. 1.2.8. Работа с приложением Для запуска созданного приложения нажмите пиктограмму главного меню или клавишу F9. При этом происходит компиляция модулей и, если нет ошибок, компоновка проекта и создание выполняемого файла PrLinAlg.exe. На экране появляется панель интерфейса приложения (рис.1.2). Щелкните “мышью” на кнопке “Вычислить” и в поле Memo1 появляется результат. Измените исходные значения x, y, z в полях Edit и снова нажмите кнопку ”Вычислить”. Убедитесь, что в поле Memo1 отображаются новые результаты. Завершить работу приложения можно нажатием кнопки в правом верхнем углу панели интерфейса. В случае нештатного функционирования приложения восстановить первоначальный режим работы с проектом можно путем выбора в меню Run опции ProgramReset или нажать клавиши Ctrl+F2. 1.3. Выполнение индивидуального задания По указанию преподавателя выберите свое индивидуальное задание. Уточните условие задания, количество и типы исходных данных. В соответствии с этим оформите дизайн панели интерфейса проектируемого приложения, установите необходимое количество полей Edit, тексты заголовков на Форме, размеры шрифтов, а также типы переменных и функции преобразования при вводе и выводе результатов. Индивидуальные задания 1. При x=14.26, y=-1.22, z=3.5  t=0.564849. 2. При x=-4.5, y=0.75  ,z=0.845 u=-55.6848. 3. При x=3.74 , y=-0.825, z=0.16 v=1.0553. 4. При x=0.4 ,y=-0.875, z=-0.475 w=1.9873. 5. При x=-15.246, y=4.642 , z=20.001 =-182.036. Лабораторная работа №2 Программирование разветвляющихся алгоритмов Цель лабораторной работы: освоить использование простейших компонентов-переключателей и создать приложение, которое использует разветвляющийся алгоритм. 2.1. Пример создания приложения Задание: создать Windows-приложение для вычисления выражения Z= , где по желанию пользователя. В панели интерфейса предусмотреть возможность управления контрольным выводом исходных данных. Один из возможных вариантов панели интерфейса создаваемого приложения показан на рис. 2.1. 2.1.1. Размещение компонентов на Форме Будем размещать компоненты на Форме так, чтобы они соответствовали панели, показанной на рис 2.1. Рис. 2.1 При создании приложений в DELPHI часто используются компоненты в виде кнопок-переключателей. Состояние такой кнопки (включено - выключено) визуально отражается на Форме. На панели (рис. 2.1) представлены кнопки-переключатели двух типов: CheckBox и RadioGroup . Компонент CheckBox организует кнопку независимого переключателя, с помощью которой пользователь может указать свое решение типа “да/нет”. Компонент RadioGroup организует группу кнопок - зависимых переключателей. При нажатии одной из кнопок группы все остальные кнопки выключаются. Поместите на Форму компоненты Label, Edit и Memo в соответствии с рис.2.1. Выберите в Палитре Компонентов на странице Standard пиктограмму компонента CheckBox и разместите ее в нужном месте Формы. . В свойстве Caption Инспектора Объектов замените надпись CheckBox1 на Контрольный вывод данных. . Чтобы при запуске приложения кнопка CheckBox оказалась включена, cвойство Checked установите равным True. Выберите в Палитре Компонентов Standard пиктограмму компонента RadioGroup и поместите ее в нужное место Формы. В свойстве Caption измените заголовок RadioGroup1 на f(x). Для размещения кнопок в один столбец, свойство Columns установите равным 1. Дважды щелкните “мышью” по правой части свойства Items - появится строчный редактор списка наименований кнопок. Наберите 2 строки с именами: в первой строке - sin(x), во второй - cos(x) и нажмите ОК. После этого на Форме появится группа из двух кнопок - переключателей с соответствующими надписями. Чтобы при запуске приложения первая кнопка RadioGroup оказалась включена, cвойство ItemIndex установите равным 0. 2.1.2. Создание процедур обработки событий FormСreate и Button1Сlick Технология создания процедур обработки событий FormСreate и Button1Сlick ничем не отличается от предыдущей работы. Внимательно наберите операторы этих процедур, используя текст модуля UnRazvAlg. 2.1.3. Текст модуля UnRazvAlg Unit UnRazvAlg; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls; type TForm1 = class(TForm) Label1: TLabel; Edit1: TEdit; Label2: TLabel; Edit2: TEdit; Label4: TLabel; Memo1: TMemo; Button1: TButton; RadioGroup1: TRadioGroup; CheckBox1: TCheckBox; procedure FormCreate(Sender: TObject); procedure Button1Click(Sender: TObject); private { Private declarations } public { Public declarations } end; var Form1: TForm1; implementation {$R *.DFM} // Процедура обработки события создания Формы: procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin Edit1.Text:='0.5'; // начальное значение X Edit2.Text:='1.8'; // начальное значение Y Memo1.Clear; // очистка Memo1 // Вывод строки в Memo1: Memo1.Lines.Add(‘Лабораторная работа №2 - Разветвляющийся алгоритм’); end; // Процедура обработки события нажатия кнопки Button1: procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var x,y,z,fx : extended; // объявление локальных переменных begin x:=StrToFloat(Edit1.Text); // X присваивается содержимое Edit1 y:=StrToFloat(Edit2.Text); // Y присваивается содержимое Edit2 fx:=sin(x); // fx присваивается начальное значение // Выбор функции, соответствующей нажатой кнопке: case RadioGroup1.ItemIndex of 0:fx:=sin(x); 1:fx:=cos(x); end; // Вычисление выражения: if xthen z:=fx else z:=y; // Проверка состояния кнопки CheckBox1: if CheckBox1.Checked then Memo1.Lines.Add('X = '+Edit1.Text+ ' Y = '+Edit2.Text); // контрольный вывод X, Y в Memo1 // Вывод результата в Memo1: Memo1.Lines.Add(' Z = '+FloatToStrF(z,ffFixed,8,3)); end; end. Если нажата первая кнопка RadioGroup1, в переменную целого типа RadioGroup1.ItemIndex заносится нуль, если вторая – единица. Если кнопка CheckBox1 нажата, логическая переменная