2.2. Создание заготовок процедур-обработчиков событий. Текст модуля программы

Для каждой формы, являющейся прообразом окна будущей программы, система Delphi создает отдельный модуль программы, в строго определенные места которого программист вписывает (вводит с клавиатуры) описания (объявления) элементов и операторы языка Object Pascal, реализующие алгоритм решения поставленной задачи. Другими словами; текст модуля доступен как системе Delphi, так и программисту. Поэтому программисту необходимо внимательно и точно работать в окнах формы (Form1) и редактора текста программы (Unit1.pas). Совместное с Delphi владение текстом модуля будет вполне успешным, если программист будет соблюдать простое правило: он не должен удалять или изменять строки, которые вставлены не им, а системой Delphi.

Содержимое двух разделов модуля (интерфейсного и реализации) система Delphi изменяет в зависимости от числа размещенных на форме компонентов программистом и последующих его действий. После оформления окна программы, наиболее ответственными моментами для программиста являются создание заготовок процедур-обработчиков событий (заготовок методов) и их программирование.

Создать заготовки процедур-обработчиков событий можно двумя способами. При первом способе:

- выбирается компонент (ЩЛК на нём);

- в окне Object Inspector открывается страница Events (ЩЛК на вкладке Events);

- в левой колонке этой страницы находится строка с названием события (например, OnCreate (пер. При создании)), затем в правой колонке этой строки производится 2ЩЛК.

2-й способ гораздо проще: вначале выбирается компонент (ЩЛК на нём) и производится 2 ЩЛК на этом компоненте. Delphi создаёт заготовку процедуры-обработки наиболее характерного для этого компонента события.

Например, текст заготовки процедуры, обрабатывающей событие ‘При создании’ (OnCreate) формы, выглядит так:

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); // Заголовок процедуры

begin // Начало тела процедуры

end; // Конец описания процедуры

После подготовки процедуры-заготовки, Delphi автоматически вносит её заголовок в описание класса TForm1. Составное имя процедуры TForm1.FormCreate содержит имя компонента Form1 и имя события Create. Это имя следует читать (в переводе с английского языка) справа налево: при создание формы компонента TForm1.

Перед созданием очередной заготовки процедуры, необходимо в окне Редактора текста программы переместить курсор в начало пустой строки, следующей после end; (конец описания предыдущей процедуры).

Операторы языка Object Pascal, реализующие алгоритм решения задачи, вводятся в полученную заготовку программистом между открывающей операторной скобкой begin и закрывающей операторной скобкой end;, фиксирующей конец описания процедуры – обработчика события. Совокупность этих операторов иногда называют телом процедуры.

Типы всех программных элементов, используемых операторами программы, могут быть описаны:

- между заголовком и телом процедуры-обработчика события в секции описания переменных (после ключевого слова var), если элементы ‘видны’ (локализованы) только в процедуре;

- в секции var интерфейсного раздела модуля, если элементы ‘видны’ (локализованы) для всех процедур-обработчиков событий.

Порядок размещения и местоположения фрагментов текста модуля более наглядно иллюстрируются на примерах выполнения конкретных заданий.

Задание 1. Составить программу (приложение), обеспечивающую:

- выбор пользователем фамилии студента из предварительно введенного 1-го списка;

- случайный выбор, из предварительно введенного 2-го списка, понятия, которое следует пояснить. Случайный выбор понятия должен производиться при ЩЛК на кнопке ‘Случайный выбор’;

- закрытие окна программы при ЩЛК на кнопке ‘Закрыть’.

1. Оформление окна программы

Для создания двух списков используем два компонента ComboBox1 и ComboBox2. Над этими компонентами нанесем надписи ‘Фамилия: ’ и ‘Поясните понятие: ’. Для этого используем два компонента Label1 и Label2. Для случайного выбора понятия и закрытия окна программы используем две командные кнопки Button1 и Button2. Разместив каждую пару одноименных компонентов рядом по горизонтали и соблюдая симметрию относительно вертикальной оси по центру формы, получим окно, представленное на рис. 1.

Рис. 5. 1. Окно программы для задания 1.

2. Изменение свойств компонентов.

Свойству Caption компонента Form1 зададим значение ‘Задание 1’. Свойствам Caption компонентов Label1, Label2 зададим значения ‘Фамилия:’, ‘Поясните понятие: ’ соответственно. Свойству Items (пер. Пункты) компонента ComboBox1 (после ЩЛК на кнопке с тремя точками), в окне String List Editor (Редактор списка строк) зададим пункты 1-го списка фамилий: Иванов, Петров, Сидоров, Волков, Зайцев, Медведев, Галкин, Соколов, Сорокин, Воробьев. Аналогично свойству Items компонента ComboBox2 зададим пункты 2-го списка понятий, которые следует пояснить: Класс, Тип (в языке Object Pascal), Поле, Свойства, Метод, Модуль, Информация, Процессор, Объект, Файл. Свойствам Caption компонентов Button1, Button2 зададим значения ‘Случайный выбор’ и ‘Закрыть’.

3. Получение заготовок процедур-обработчиков событий и их

программирование.

Создадим 3 заготовки процедур-обработчиков событий:

- procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

- procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

- procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

первым способом.

Введем в полученные заготовки процедур операторы, реализующие алгоритм задания 1.

3.1. Для того чтобы после запуска программы в полях ComboBox1 и ComboBox2 появлялись первые из списка фамилия студента и название понятия, в тело процедуры

procedure TForm1.FormCreate (Sender: TObject)

введем 2 оператора присваивания:

ComboBox1.Item Index:=0;

ComboBox2.Item Index:=0;

и вызовем стандартную процедуру Randomize (Располагать в случайном порядке), оператором:

Randomize;

Процедура Randomize в зависимости от момента времени запуска программы всегда выдает псевдослучайное число, которое используется для вычисления псевдослучайного числа функцией Random (N).

3.2. Для того чтобы при ЩЛК на кнопке ‘Случайный выбор’ в поле ComboBox2 появлялось случайно выбранное из списка название понятия, в тело процедуры:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject),

введем оператор присваивания:

ComboBox2.ItemIndex:=Random(ComboBox2.Items.Count);

В этом операторе функция Random(ComboBox1.Items.Count) вычисляет псевдослучайное число, равномерно распределенное на отрезке [0,N]. Верхняя граница N отрезка задается числом пунктов в списке, т.е. значением подсвойства Count (пер. Число пунктов) свойства Items (пер.Пункты) компонента ComboBox1. В этом задании N = 9, т.к. нумерация пунктов списка начинается с нуля.

3.3. Чтобы при ЩЛК на кнопке ‘Закрыть’, окно проекта закрывалось и выполнение программы прекращалась, в тело процедуры

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

введем оператор вызова стандартной процедуры Close (Закрыть):

Close ;

После выполнения приведенных пунктов, текст модуля принимает следующий вид:

unit Unit1;//Заголовок модуля

interface// Начало интерфейсного раздела

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls;

type

TForm1 = class(TForm)//Начало описания класса

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

ComboBox1: TComboBox;

ComboBox2: TComboBox;

Button1: TButton;

Button2: TButton;

procedure FormCreate(Sender: TObject);

procedure Button1Click(Sender: TObject);

procedure Button2Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;//Конец описания класса

var

Form1: TForm1;

implementation//Начало раздела реализации

{$R *.dfm}

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); // Заголовок 1-й процедуры

begin

Randomize;

ComboBox1.ItemIndex:=0;

ComboBox2.ItemIndex:=0;

end; // Конец описания 1-й процедуры

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); // Заголовок 2-й процедуры

begin

ComboBox2.ItemIndex:=Random(ComboBox2.Items.Count);

end; // Конец описания 2-й процедуры

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); // Заголовок 3-й процедуры

begin

Close;

end; // Конец описания 3-й процедуры

end.//Терминатор

В приведенном тексте модуля, который размещен в окне Unit1.pas, системой Delphi осуществляются нижеприведенные действия.

1. Записывается заголовок модуля unit Unit1. Он состоит из ключевого слова unit (пер. Модуль) и следующего за ним имени модуля Unit1, которое совпадает с именем дискового файла. В этот файл помещается исходный текст модуля, т.е. текст модуля хранится в дисковом файле Unit1.pas. Имя модуля служит для его связи с другими модулями и основной программой.

2. Определяется начало интерфейсного раздела модуля ключевым словом interface (пер. Интерфейс). В этом разделе системой Delphi:

а) записью специального предложения uses (пер. Использует) устанавливается связь модуля с другими модулями и основной программой:

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls;

В этом предложении после ключевого слова uses через запятую перечисляются имена модулей, с которыми устанавливается связь;

б) вводится секция описания типов type (пер. Тип), в которой описывается класс TForm1(см. стр. 3);

в) вводится секция описания переменных var (пер. Variables - Переменные), в которой описывается объект Form1 предложением

Form1:TForm1;

Объект Form1 формально относится к элементам программы, которые называются переменными.

3. Определяется начало раздела реализации модуля ключевым словом implementation (пер. Реализация). В этом разделе Delphi:

а) вписывает строку

{$R*.dfm},

которая является указанием (директивой) компилятору на необходимость подключения файла пользовательского интерфейса. Её запрещается удалять программистом;

б) размещает заготовки процедур- обработчиков событий, в которые программист вводит операторы, реализующие алгоритмы решения задачи, (записанные на языке Object Pascal).

4. Определяется конец текста модуля сочетанием ключевого слова end и символом ‘.’ (end.), которое иногда называется терминатором. Как только в тексте модуля встречается терминатор, компилятор прекращает анализ программы и игнорирует её оставшуюся часть.

Для выполнения задания 1, программистом вводятся в заготовки процедур только пять операторов.

Обычно в текстах модулей ключевые слова языка Object Pascal выделяются жирным шрифтом, а комментарии, поясняющие различные места программы и ничего не значащие для компилятора, записываются после // курсивом. Следует помнить, что ключевые слова не только приближают текст модуля к тексту на естественном английском языке, но каждое ключевое слово несет в себе условное сообщение для компилятора, который анализирует текст модуля слева направо и сверху вниз, как читаем его и мы.

Задание 2. Освоить основные свойства компонента Chart. Составить программу (приложение), которая строит график ‘затухающего’ синусоидального колебания:

где =0 c.– начальная граница отрезка;

=125 с – конечная граница отрезка;

t – текущее время;

e =2.7183 – основание натуральных логарифмов. В языке Object Pascal вычисление реализуется стандартной функцией exp(-k*t);

k=0.04 – коэффициент ‘затухания’ синусоидального колебания;

ω=2π*f=0.5 рад./с. – круговая частота синусоидального колебания;

f=0,08 Гц – частота;

T=1/f=12.5 c. – период колебания.

Компонент Chart (пер. Диаграмма)

Предназначен для построения диаграмм и графиков по наборам числовых данных. Chart находится на панели Additional (пер. Дополнительная) палитры компонентов, содержит большое число специфичных свойств, событий и методов. В частности, компонент Chart содержит объекты серий Series1, Series2,…, которые отображают наборы чисел в графическом виде и имеют тип TLineSeries. Иногда говорят, что Chart является контейнером объектов Series1, Series2,…. Стиль отображения данных (т.е. вид диаграммы) каждым объектом выбирается программистом в окне ‘TeeChart Gallery’(пер. Галерея диаграмм), которое открывается после ЩЛК на вкладке Series окна многостраничного Редактора диаграмм (Editing Chart).

Чтобы отобразить данные, нужно создать как минимум одну серию, например Series1. Реальный вид графика (диаграммы) зависит от фактических данных (в нашем случае от задаваемых значений t и вычисляемых значений, которые создаются в работающей программе и добавляются к серии с помощью метода AddXY (пер. Добавить по оси X и по оси Y) объекта Series1. Это реализуется оператором:

Series1.AddXY(t, y,’ ’,clRed);

В этом операторе: первым фактическим параметром, значения которого отображаются по оси 0X, является аргумент t; вторым фактическим параметром, значения которого отображаются по оси 0Y, является функция y; третий параметр является не обязательным; четвертый параметр (clRed) определяет цвет графика (Красный). Перед началом отображения графика следует очистить серию от занесенных в неё ранее данных, записав оператор:

Series1.Clear;

Без этого оператора повторное выполнение метода AddXY только добавит новые точки, не удалив прежние.

1. Оформление окна программы

Исходные данные этого задания определим в программе операторами присваивания. На форме Form1 разместим компонент Chart1 и командную кнопку Button1. При помощи маркеров Chart1 изменим его размеры так, чтобы он занимал большую часть Form1. Ниже Chart1 разместим Button1. Тогда эскиз окна программы примет вид, приведенный на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Эскиз окна программы для задания 2.

2. Изменение свойств компонентов

Свойствам Caption компонентов Form1 и Button1 зададим значения ‘Задание 2’ и ‘Построить график’ соответственно.

Двойным щелчком левой кнопки мыши (2ЩЛК) на компоненте Chart1 вызовем Редактор компонента ‘Editing Chart1’. В появившемся многостраничном окне автоматически откроется страница с вкладкой Series.

Создадим первую серию Series1, для этого:

- ЩЛК на кнопке Add;

- в открывшемся окне ‘TeeChart Gallery’ (пер. Галерея диаграмм) ЩЛК на рисунке Line выбираем вид графика;

- сбросим флажок перед полем 3D (устраняя представление графика в трехмерном пространстве) и ЩЛК на кнопке OK;

- зададим название графика. Для этого ЩЛК на вкладке ‘Titles’ и в появившемся поле вместо слова Chart введем заголовок ‘График функции’;

- ЩЛК на кнопке Close закроем окно ‘Editing Chart1’. В компоненте Chart 1 появится примерный вид графика (см. рис. 5.3).

Рис. 5.3. Окно программы с примерным видом графика.

3. Создание заготовки процедуры обработчика события и её программирование.

Создадим заготовку процедуры-обработчика события OnClick командной кнопки ‘График функции’ двойным щелчком левой кнопки мыши на ней.

В полученную заготовку введем описания переменных и операторы, реализующие вычисления функции и отображение её графика. Для этого:

1. Между заголовком процедуры и операторной скобкой begin введем секцию var, в которой опишем типы переменных:

var

t0,tk,w,t,h,y:real;

n,i:integer;

2. В тело процедуры запишем операторы, реализующие:

- присваивание переменным начальных значений, приведенных в задании;

- очистку серии Series1 от данных;

- в цикле: вычисление значений аргумента, функции и отображения их в Chart1.

Текст процедуры может выглядеть так:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);//Заголовок процедуры

var//Секция описания переменных

t0,tk,w,t,h,y:real;

n,i:integer;

begin//Начало тела процедуры

w:=0.5;

tk:=125;

n:=80;

h:=tk/80;

t:=0.0;

Series1.Clear;

for i:=0 to 80 do//Заголовок оператора цикла

begin

y:=exp(-0.04*t)*sin(w*t);

Series1.AddXY(t,y,' ',clTeeColor);

t:=t+h;

end;

end;//Конец описания процедуры

По мере оформления окна, создания заготовки процедуры-обработчика события OnClick, ввода описания переменных и операторов, система Delphi также будет формировать модуль, окончательный текст которого может выглядеть так:

unit Unit1;//Заголовок модуля

interface// Начало интерфейсного раздела

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls,

Forms, Dialogs, TeEngine, Series, ExtCtrls, TeeProcs, Chart, StdCtrls;

type

TForm1 = class(TForm) // Начало описания класса

Button1: TButton;

Chart1: TChart;

Series1: TLineSeries;

procedure Button1Click(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;//Конец описания класса

var

Form1: TForm1;

implementation//Начало раздела реализации

{$R *.dfm}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);//Заголовок процедуры

var

t0,tk,w,t,h,y:real;

n,i:integer;

begin

w:=0.5;

tk:=125;

n:=80;

h:=tk/80;

t:=0.0;

Series1.Clear;

for i:=0 to 80 do

begin

y:=exp(-0.04*t)*sin(w*t);

Series1.AddXY(t,y,' ',clTeeColor);

t:=t+h;

end;

end;//Конец описания процедуры

end.//Терминатор

3. Выполнение работы

3.1. Включите ПК, создайте две папки для хранения двух проектов.

3.2. Запустите систему Delphi.

3.3. Выполните каждый пункт задания 1 и сохраните проект в 1-й папке. Откомпилируйте и запустите на выполнение составленную программу ЩЛК на командах:

<Run>→<Run>.

При необходимости, проведите отладку программы.

3.4. Повторите перечисленное в п. 3.3 для задания 2.

4. Форма отчета

Отчет должен содержать:

- основные положения по пунктам 2.1, 2.2;

- для каждого из двух заданий: условие задания; окно проекта и модуль с комментариями.

5. Контрольные вопросы

1. Поясните понятие ‘класс’ и ‘объект’.

2. Поясните текст описания класса (на конкретном примере).

3. Как создаются заготовки процедур- обработчиков событий?

4. Как определяются области локализации переменных?

5. Поясните текст модуля (на конкретном примере). Какие записи производит в модуле система Delphi?

6. Для чего нужен интерфейсный раздел модуля?

7. Для чего нужен раздел реализации модуля?

6. Литература

1. Фаронов В.В. Delphi. Программирование на языке высокого уровня. Учебник для вузов. СПб.: Питер, 2007. 640 с.

Лабораторная работа №6

Программирование вычислений определенных интегралов

в Delphi (метод трапеций)

1. Цель работы: изучить сущность метода трапеций для вычисления определенных интегралов; освоить основные этапы составления программы в системе Delphi; закрепить полученные знания на конкретных примерах.

2. Основные сведения

2.1. Вывод формулы трапеций

Известно, что если функция непрерывна на отрезке и известна её первообразная , то определенный интеграл от этой функции в пределах от a до может быть вычислен по формуле Ньютона-Лейбница:

где , штрихом вверху обозначен знак операции дифференцирования первообразной , по независимой переменной .

Однако во многих случаях первообразная не может быть найдена или не имеет смысла (если задана таблично). Поэтому важное значение имеют численные методы вычисления определенных интегралов. Численные методы являются приближенными, в основу их алгоритмов положен геометрический смысл определенного интеграла.

Определенный интеграл

(6.1)

представляет собой площадь, ограниченную кривой подинтегральной функции , осью абсцисс и прямыми и (см. рис. 6.1).

Обычно, обозначают Для вычисления искомой площади, отрезок разбивают на интервалов, каждый величиной

(6.2)

которая называется шагом интегрирования. На каждом интервале, величиной h, площадь ‘элементарной’ фигуры, ограниченной кривой подинтегральной функции , 2-мя ординатами (например, и ) и осью абсцисс, заменяют площадью, ограниченной прямой, теми же ординатами и осью абсцисс, т.е. площадью ‘элементарной’ трапеции. Отсюда следует название – метод трапеций. В целом, на отрезке кривая подинтегральной функции заменяется (аппроксимируется) кусочно-линейной функцией (см. рис. 6.1).

Рис. 6.1. Геометрический смысл определенного интеграла.

Площадь ‘элементарной’ трапеции для интервала с номером вычисляется по формуле:

(6.3)

а площадь, ограниченная кривой подынтегральной функции осью абсцисс и ординатами и , приближенно будет равна сумме площадей ‘элементарных’ трапеций. Тогда можно записать:

(6.4)

Эту запись называют формулой трапеций. В формуле (6.4) последняя форма записи является удобной для составления программ на алгоритмических языках.