Основы программирования — Осенний семестр; Михалкович С.С.; 2008; V — различия между версиями
Juliet (обсуждение | вклад) |
Juliet (обсуждение | вклад) (→Модули) |
||
Строка 1: | Строка 1: | ||
[[Категория:Основы программирования]] | [[Категория:Основы программирования]] | ||
− | ==Модули== | + | == Модули == |
=== Введение === | === Введение === | ||
'''Модуль''' — это совокупность взаимосвязанных процедур, функций, типов, переменных и констант, | '''Модуль''' — это совокупность взаимосвязанных процедур, функций, типов, переменных и констант, | ||
предназначенных для решения ряда однотипных задач, и помещенных в специальным образом оформленный файл. | предназначенных для решения ряда однотипных задач, и помещенных в специальным образом оформленный файл. | ||
− | Модули разбивают большой проект на относительно независимые части, при этом, каждая часть "живет своей жизнью": модуль, написанный для одного программного проекта может быть использован в другом программном проекте. | + | Модули разбивают большой проект на относительно независимые части, при этом, каждая часть "живет своей жизнью": модуль, написанный для одного программного проекта, может быть использован в другом программном проекте. |
− | Различают модули в виде '''''исходных текстов''''' и '''''откомпилированные модули'''''. | + | Различают модули в виде '''''исходных текстов''''' и '''''откомпилированные модули'''''. <br /> |
− | <br>Откомпилированные модули уменьшают суммарное время компиляции и позволяют ''скрывать программный код от модификации''. | + | Откомпилированные модули уменьшают суммарное время компиляции и позволяют ''скрывать программный код от модификации''. |
− | '' | + | ''<u>Пример</u>.'' <br /> |
− | + | <u>Модуль <tt>MyLib</tt></u> | |
− | <source lang="Pascal">unit MyLib; | + | <source lang="Pascal"> |
+ | unit MyLib; | ||
interface // раздел интерфейса | interface // раздел интерфейса | ||
Строка 28: | Строка 29: | ||
function MySqr(a: real): real; | function MySqr(a: real): real; | ||
begin | begin | ||
− | + | Result := a * a; | |
end; | end; | ||
function AddSquares(a, b: real): real; | function AddSquares(a, b: real): real; | ||
begin | begin | ||
− | + | Result := MySqr(a) + MySqr(b); | |
end; | end; | ||
Строка 41: | Строка 42: | ||
end; | end; | ||
− | end. // конец модуля</source> | + | end. // конец модуля |
+ | </source> | ||
− | + | <u>Программа, подключающая модуль <tt>MyLib</tt></u> | |
− | <source lang="Pascal">uses MyLib; | + | <source lang="Pascal"> |
+ | uses MyLib; | ||
var | var | ||
Строка 53: | Строка 56: | ||
writeln(AddSquares(3, 4)); | writeln(AddSquares(3, 4)); | ||
InvertPrint(3,4); | InvertPrint(3,4); | ||
− | end.</source> | + | end. |
+ | </source> | ||
+ | Модуль в языке ''Object Pascal'' состоит из двух разделов: | ||
+ | * раздел '''интерфейса''' | ||
+ | * раздел '''реализации''' | ||
− | + | В разделе ''интерфейса'' описываются все | |
− | * | + | * ''переменные'' |
− | * | + | * ''константы'' |
+ | * ''типы'' | ||
+ | * ''заголовки подпрограмм'', | ||
+ | которые можно будет использовать в других модулях, подключающих данный. | ||
− | В разделе ''' | + | В разделе ''реализации'' содержится |
− | + | * ''реализация подпрограмм'', заголовки которых приведены в разделе интерфейса | |
− | + | * описание ''вспомогательных'' констант, переменных, типов и подпрограмм, | |
+ | которые нужны для реализации подпрограмм из раздела интерфейса и не видны из других модулей. | ||
− | + | Данный принцип получил название '''принципа сокрытия информации'''. <br /> | |
− | <br>'' | + | Его '''преимущества''': |
− | + | * уменьшение количества информации, необходимой для понимания работы модуля | |
− | + | * сокрытие реализации от клиентов | |
− | + | * возможность легкого изменения реализации в следующих версиях без изменения интерфейса, т.е. без затрагивания интерфейса клиентов | |
+ | * возможность скрыть программный код от клиентов, предоставив им лишь откомпилированную версию модуля | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
=== Синтаксис модуля === | === Синтаксис модуля === | ||
'''unit''' <имя модуля>; | '''unit''' <имя модуля>; |
Версия 09:41, 5 июня 2009
Содержание
Модули
Введение
Модуль — это совокупность взаимосвязанных процедур, функций, типов, переменных и констант, предназначенных для решения ряда однотипных задач, и помещенных в специальным образом оформленный файл.
Модули разбивают большой проект на относительно независимые части, при этом, каждая часть "живет своей жизнью": модуль, написанный для одного программного проекта, может быть использован в другом программном проекте.
Различают модули в виде исходных текстов и откомпилированные модули.
Откомпилированные модули уменьшают суммарное время компиляции и позволяют скрывать программный код от модификации.
Пример.
Модуль MyLib
unit MyLib;
interface // раздел интерфейса
const
MyPi = 3.14;
var
size: integer := 10;
function AddSquares(a, b: real): real;
procedure InvertPrint(a, b: integer);
implementation // раздел реализации
var i: integer;
function MySqr(a: real): real;
begin
Result := a * a;
end;
function AddSquares(a, b: real): real;
begin
Result := MySqr(a) + MySqr(b);
end;
procedure InvertPrint(a, b: integer);
begin
write(b, ' ', a);
end;
end. // конец модуля
Программа, подключающая модуль MyLib
uses MyLib;
var
n: integer;
begin
writeln(size);
writeln(AddSquares(3, 4));
InvertPrint(3,4);
end.
Модуль в языке Object Pascal состоит из двух разделов:
- раздел интерфейса
- раздел реализации
В разделе интерфейса описываются все
- переменные
- константы
- типы
- заголовки подпрограмм,
которые можно будет использовать в других модулях, подключающих данный.
В разделе реализации содержится
- реализация подпрограмм, заголовки которых приведены в разделе интерфейса
- описание вспомогательных констант, переменных, типов и подпрограмм,
которые нужны для реализации подпрограмм из раздела интерфейса и не видны из других модулей.
Данный принцип получил название принципа сокрытия информации.
Его преимущества:
- уменьшение количества информации, необходимой для понимания работы модуля
- сокрытие реализации от клиентов
- возможность легкого изменения реализации в следующих версиях без изменения интерфейса, т.е. без затрагивания интерфейса клиентов
- возможность скрыть программный код от клиентов, предоставив им лишь откомпилированную версию модуля
Синтаксис модуля
unit <имя модуля>; interface [uses <список модулей>;] <раздел описаний модуля: для п/п — только заголовки> implementation [uses <список модулей>;] <раздел описаний, где даны реализации п/п из раздела interface> [initialization <операторы>] begin | <операторы> [finalization end. <операторы>]
Семантические ограничения
- Модули, перечисленные в секции uses в разделах интерфейса и реализации не должны пересекаться;
- циклическая зависимость между модулями в разделе интерфейса запрещена:
unit A; unit B; interface interface uses B; uses A;
- тем не менее, если A ссылается на B в разделе интерфейса, а B ссылается на A в разделе реализации, то это допустимо:
unit A; unit B; interface interface uses B; implementation uses A;
- потому что модули компилируются в два этапа:
- интерфейс
- реализация
Разделы инициализации и финализации модуля
unit A; основная программа ... initialization uses A; <операторы1> finalization begin <операторы2> <операторы3> end. end.
Операторы в разделе initialization модуля выполняются раньше тела основной программы,
а операторы в разделе finalization выполняютсяпосле основной программы.
Т.е. последовательность выполнения будет такой:
<операторы1> <операторы3> <операторы2>
Примечание. В разделе инициализации обычно инициализируются глобальные переменные из раздела интерфейса.
Пример.
unit A;
interface
var
RandomNumber: integer;
implementation
...
initialization
RandomNumber := Random(100);
end.
Схема компиляции программы с модулями
<Здесь будет рисунок>
1. Компилируется файл основной программы.
2. Если в нем встречена секция uses, то компилируются модули из этой секции слева направо.
3. Каждый модуль компилируется так же, как и основная программа по пунктам 1-2:
- Если в модуле подключаются другие модули, то компилируются они,
- и так происходит до тех пор, пока компилятор не дойдет до модулей, не содержащих подключения других модулей.
4. По окончании компиляции модуля его откомпилированный вариант (.pcu в PascalABC.NET) записывается на диск.
5. После записи откомпилированного модуля на диск компилятор возвращается к основному модулю (вызывающему) или программе, и докомпилирует его до конца. Основная программа после компиляции хранится в оперативной памяти.
6. Первый этап компиляции закончен. Начинается заключительный этап компиляции — линковка (компоновка). Специальная программа — линковщик — собирает из откомпилированных модулей единый исполняемый файл (.exe в Windows).
Замечание 1. Ошибки могут происходить как на этапе компиляции, так и на этапе, собственно, линковки.
Замечание 2. Наличие откомпилированного файла модуля существенно ускоряет процесс компиляции (сводя его к процессу линковки).
Замечание 3. Если есть откомпилированные файлы модулей, то исходные тексты модулей можно удалить. При этом компилятор проанализирует, что данный модуль откомпилирован, и продолжит компиляцию дальше.
Замечание 4. Если файл модуля .pas создан после откомпилированного файла модуля (.pcu), то произойдет его перекомпиляция.
Замечание 5. При работе в интегрированной среде компилятор в первую очередь берет тексты модулей из открытых файлов и только затем смотрит файлы на диске.
Примечание 1. Файлы модулей могут храниться в другом каталоге относительно файла исходной программы. Тогда надо вместе с именем модуля указывать, в каком каталоге он хранится (тогда имя модуля и имя файла модуля могут не совпадать):
— Main ——————————— MyPr.pas | |— Modules | — a.pas | — b. pas
MyPr.pas program MyPr; uses A in 'Modules\a.pas'; B in 'Modules\b.pas';
Примечание 2. Откомпилированные файлы модулей по умолчанию создаются:
- в каталоге основной программы
- если установлен специальный путь в среде программирования для выходных файлов, то по этому пути
Кроме этого, стандартные откомпилированные модули хранятся в специальной папке, например, в PascalABC.NET — в папке \LIB. Если модуль претендует на звание стандартного, его можно туда поместить.
Упрощенная структура модуля
В PascalABC.NET можно использовать упрощенную структуру модуля:
unit <имя модуля>; <раздел описаний> [begin <операторы>] end.
В <разделе описаний> описываются типы, константы, переменные и подпрограммы.
Раздел begin + <операторы> соответствует разделу инициализации.
Алгоритм поиска имен в модулях
В разных модулях могут находиться объекты с одинаковыми именами, т.к. модуль является пространством имен.
Как же осуществляется поиск имен в модулях?
Правило 1. Имя вначале ищется в текущем модуле. Если не найдено, то в подключенных модулях секции uses справа налево.
Правило 2. Если нужно явно указать переменную из какого-то модуля, то перед ней ставится <имя модуля>.
Пример.
unit A;
uses B;
var n, m: integer;
...
end.
unit B;
var n, k, m: integer;
...
end.
program MyPr;
uses A, B;
var n: integer;
begin
n := 5; // из основной программы
k := 6; // из B
m := 7; // из B
A.n := 8; // из A
B.n := 9; // из B
A.m := 10; // из A
end.
Стандартный системный модуль PABCSystem
<xh4></xh4>
Лекция 15
Документирующие комментарии ///
Библиотеки. Отличие библиотек от модулей. Подключение библиотек в PascalABC.NET.
Перечислимый и диапазонный типы. Стандартные функции Ord Pred Succ. Стандартные процедуры Inc Dec.
Использование перечислимого типа в for и case.