Урок 11 — Пользовательские модули
Модули создаются, как правило, для обеспечения компактности кода, о чем приходиться заботиться крупным проектам. Стоит также отметить, что использование модулей в каком-то смысле снимает ограничение на сегментацию памяти, так как код каждого модуля располагается в отдельном сегменте.
Структура модуля выглядит так:
Далее мы поочередно рассмотрим каждый из данных разделов.
Имя модуля ( Unit )
Для объявления данного модуля, в программе нужно указать его имя:
После чего станет возможным использование всех описанных в интерфейсной части объектов.
Исполняемая часть ( Implementation )
Начинается этот раздел со слова Implementation (реализация). Именно здесь нужно описать подпрограммы, объявленные в интерфейсной части. При этом в их заголовках разрешается не указывать формальные параметры, иначе они должны полностью совпадать с таковыми в интерфейсной части. Кроме этого, интерфейсная часть может содержать локальные (недоступные вызывающей программе) для модуля объекты.
Инициирующая часть
Компиляция модулей
Использовать в программе можно лишь скомпилированные модули, имеющие расширение, предусмотренное вашей средой разработки приложений. Рассмотрим три наиболее популярные из них:
компиляция модулей в Turbo Pascal
Итогом компиляции модуля в Turbo Pascal, будет файл с расширением .tpu (Turbo Pascal Unit), хранящий его код.
компиляция модулей в Free Pascal
После компиляции модуля в среде Free Pascal, создаются два файла с разными разрешениями: .ppu и .o. Первый содержит интерфейсную часть модуля, а второй (необходим для компоновки программы) – часть реализаций.
компиляция модулей в Pascal ABC.NET
Пример: создадим небольшой модуль, содержащий в себе процедуры двоичного и линейного поиска элементов в массиве. Код модуля:
После компиляции файлов данное приложение должно исправно работать. Конечно, если вы, отвечая на вопрос “Этот массив упорядочен?” укажите программе ложную информацию, то и она может ответить тем же.
Уроки Паскаль
Строка №7. Функция Abs вычисляет модуль числа, стоящего в скобках после функции. В данном случае вычисляется модуль переменной «A», которая имеет значение «-2». Так как модуль «|-2|» равен «2», то «2» и будет результатом операции Abs.
Строка №9. Функция Sqr возводит число, стоящее в скобках в квадрат. В данном случае в квадрат возводится переменная «B», т.е. число «2». Таким образом, результатом операции будет число «4».
Дополнение к материалу.
В примерах №6, 7, 8 мы использовали небольшие числа (-2, 3, 17 и т.д.). Для всех переменных, в которые эти числа записывались, мы указывали тип данных INTEGER. Следует сказать, что данный тип данных используется не для всех чисел, а только для целых, лежащих в диапазоне от – 32768 до 32767. И если мы будем использовать в наше программе числа, которые лежат вне этих пределов (например – 32987 или 36789), то мы должны использовать другой тип данных.
Диапазон значений для различных типов данных можно посмотреть в таблице.
| Тип данных | Запись | Длина в байтах |
|---|---|---|
| integer | -32 768….32 767 | 2 |
| byte | 0…255 | 1 |
| word | 0…65 535 | 2 |
| shortint | -128….127 | 1 |
| longint | -2 147 483 648….2 147 483 647 | 4 |
Как писать модуль в паскале.
Есть такая функция abs(x).
Она и возвращает модуль Х.
P.S. Видимо, я не понял вопроса. Тогда следующий ответ даёт Вам общее представление о модуле. Но чтобы написать модуль, нужно открыть учебник, включить компьютер и попытать что-либо воспроизвести. Только практика может научить Вас писать модули.
Borland Pascal обеспечивает вам доступ к большому числу
встроенных констант, типов данных, переменных, процедур и функ-
ций. Некоторые из них специфичны для Borland Pascal, другие спе-
цифичны для приложений Windows. Их количество велико, однако, в
своей программе вы редко используете их все сразу. Поэтому они
разделены на связанные группы, называемые модулями. В этом случае
можно использовать только те модули, которые необходимы в прог-
рамме.
Используя модули, вы можете разбивать программу на отдельные
части и компилировать их отдельно. Программный модуль (unit)
представляет собой набор констант, типов данных, переменных, про-
цедур и функций, которые могут совместно использоваться несколь-
кими программами. Каждый модуль аналогичен отдельной программе на
Паскале: он может иметь основное тело, которое вызывается перед
запуском вашей программы и осуществляет необходимую инициализа-
цию.
Все описания внутри модуля связаны друг с другом. Например,
модуль Strings содержит все описания, необходимые для подпрограмм
работы со строками с завершающим нулем.
Ваша программа может использовать любую из процедур и функ-
ций в этих модулях, и вам не потребуется писать их заново.
Структура модуля аналогична структуре программы, однако есть
несколько существенных различий. Например, рассмотрим модуль:
Pascal. Модуль (UNIT)
Модуль (unit) представляет собой набор констант, типов данных, переменных, процедур и функций. Каждый модуль аналогичен отдельной программе на Паскале: он может иметь основное тело, которое вызывается перед запуском Вашей программы и осуществляет необходимую инициализацию. Короче говоря, модуль представляет собой библиотеку описаний, которую можно вставить в свою программу и которая позволит разбить программу на части, компилируемые отдельно.
Турбо-Паскаль обеспечивает Вам доступ к большому числу встроенных констант, типов данных, переменных, процедур и функций. Некоторые из них специфичны для Турбо-Паскаля; другие специфичны для персонального компьютера РС фирмы IBM (и совместимых с ним компьютеров) или для операционной системы MS-DOS. Их количество велико, однако, в своей программе Вы редко используете их все сразу. Поэтому они разделены на связанные группы, называемые модулями. В этом случае Вы можете использовать только те модули, которые необходимы в программе.
Структура модуля
Модуль обеспечивает набор средств благодаря процедурам и функциям при поддержке констант, типов данных и переменных, однако действительная реализация этих средств скрыта в силу того, что модуль разделен на две секции: интерфейса и реализации. Если программа использует модуль, то все описания модуля становятся доступными этой программе, как если бы они были определены в ней самой.
Структура модуля аналогична структуре программы, однако есть несколько существенных различий. Например, рассмотрим модуль:
Модуль может использовать другие модули, для этого они определяются в предложении uses. Предложение uses, если имеет место, то следует сразу после ключевого слова interface. Отметим, что здесь выполняется общее правило использования предложения uses: если модуль, имя которого указано в предложении uses, использует другие модули, то имена этих модулей также должны быть указаны в предложении uses, причем до того, как они будут использованы.
Стандартные модули
Файл TURBO.TPL содержит все стандартные пакеты, кроме Graph и пакетов совместимости (Graph3 и Turbo3): System, Overlay, Crt, Dos и Printer. Эти пакеты загружаются в память вместе с Турбо-Паскалем и всегда вам доступны. Обычно файл TURBO.TPL хранят в одном каталоге с TURBO.EXE (или TPC.EXE). Вы можете хранить его и в другом каталоге, если он описан как каталог Турбо-Паскаля. Для этого необходимо с помощью TINST.EXE установить этот каталог в файле TURBO.EXE.
Используемые пакеты: нет
System содержит все стандартные и встроенные процедуры и функции Турбо-Паскаля. Любая подпрограмма Турбо-Паскаля, не являющаяся частью стандартного Паскаля и не находящаяся ни в каком другом модуле, содержится в System. Этот модуль присоединяется ко всем программам.
Используемые пакеты: нет
DOS определяет многочисленные паскалевские процедуры и функции, которые эквивалентны наиболее часто используемым вызовам DOS, как например, GetТime, SetТime, DiskSize и так далее. Кроме того, он определяет две программы низкого уровня МsDos и Intr, которые позволяют активизировать любой вызов MS-DOS или системное прерывание. Registers представляет собой тип данных для параметра в МsDos и Intr. Кроме того, определяются некоторые другие константы и типы данных.
Используемые пакеты: нет
Используемые пакеты: нет
Crt обеспечивает набор специфичных для РС описаний констант, переменных и программ для операций ввода/вывода. Последние можно использовать для работы с экраном (задание окон, непосредственное управление курсором, цвет текста и фона). Кроме того, Вы можете осуществлять «необработанный» ввод с клавиатуры и управлять платой генерации звукового сигнала персонального компьютера. Этот модуль обеспечивает множество подпрограмм, которые были стандартными в версии 3.0.
Используемые пакеты: Crt
В модуле Printer дано описание переменной текстового файла Lst, которая связывается с драйвером устройства, позволяющим направлять стандартный для Паскаля вывод на печатающее устройство с помощью Write и Writeln. Например, включив Printer в свою программу, Вы можете сделать следующее:
Используемые пакеты: Crt
Используемые пакеты: Crt
Этот модуль содержит две переменные и несколько процедур, которые больше не поддерживаются Турбо-Паскалем. Они включают встроенную файловую переменную Кbd, булеву переменную CBreak и первоначальные целочисленные версии MemAvail и MaxAvail (которые возвращают размер свободной памяти в параграфах, а не в байтах, как это делают настоящие версии).
Используемые пакеты: Crt
Graph обеспечивает набор быстродействующих, эффективных графических подпрограмм, которые позволяют использовать в полной мере графические возможности Вашего персонального компьютера.
Этот модуль реализует независимый от устройства графический драйвер фирмы «Борланд», позволяющий поддерживать графические адаптеры типа СGА, ЕGА, Hercules, АТТ 400, МСGА, 3270 РС и VGА.
Написание собственных модулей
Допустим, Вы написали модуль IntLib, записали его в файл INTLIВ.PAS и оттранслировали на диск; получившийся в результате код находится в файле INTLIВ.ТРU. Для использования этого модуля в программе необходимо включить в нее оператор uses, указывающий компилятору, какой модуль используется. Ваша программа может выглядеть следующим образом:
Отметим, что Турбо-Паскаль предполагает, что файл, в котором находится модуль, имеет такое же имя, что и сам модуль. Если имя Вашего модуля МyUtilities, то Турбо-Паскаль будет искать файл с именем МYUTILIТ.PAS.
В любом случае имеет смысл переслать файлы с расширением *.ТРU (вместе с исходными файлами) в каталог модулей, который определен с помощью команды О/D/Unit directories (Каталоги модулей). В одном исходном файле может находиться только один модуль, поскольку компиляция прекращается, как только обнаружен завершающий оператор end.
Введем эту подпрограмму, запишем ее в файл INTLIВ.PAS, а затем оттранслируем на диск. В результате получим код модуля в файле INTLIВ.ТРU. Перешлем его в каталог модулей. Следующая программа использует модуль IntLib:
Все описания внутри модуля связаны друг с другом. Например, модуль Crt содержит все описания, необходимые для подпрограмм работы с экраном на Вашем персональном компьютере.
Pascal-Паскаль
Программирование. Модули Pascal-Паскаль
Программирование. Модули Pascal-Паскаль
Назначение модулей
Стандартный Паскаль не предусматривает механизмов раздельной компиляции частей программы с последующей их сборкой перед выполнением. Вполне понятно стремление разработчиков коммерческих компиляторов Паскаля включать в язык средства, повышающие его модульность.
Модуль Паскаля – это автономно компилируемая программная единица, включающая в себя различные компоненты раздела описаний (типы, константы, переменные, процедуры и функции) и, возможно, некоторые исполняемые операторы инициирующей части.
Основным принципом модульного программирования является принцип «разделяй и властвуй». Модульное программирование – это организация программы как совокупности небольших независимых блоков, называемых модулями, структура и поведение которых подчиняются определенным правилам.
Использование модульного программирования позволяет упростить тестирование программы и обнаружение ошибок. Аппаратно-зависимые подзадачи могут быть строго отделены от других подзадач, что улучшает мобильность создаваемых программ.
Термин «модуль» в программировании начал использоваться в связи с внедрением модульных принципов при создании программ. В 70-х годах под модулем понимали какую-либо процедуру или функцию, написанную в соответствии с определенными правилами. Например: «Модуль должен быть простым, замкнутым (независимым), обозримым (от 50 до 100 строк), реализующим только одну функцию задачи, имеющим одну входную и одну выходную точку».
Первым основные свойства программного модуля более-менее четко сформулировал Парнас (Parnas): «Для написания одного модуля должно быть достаточно минимальных знаний о тексте другого». Таким образом, в соответствии с определением, модулем могла быть любая отдельная процедура (функция) как самого нижнего уровня иерархии (уровня реализации), так и самого верхнего уровня, на котором происходят только вызовы других процедур-модулей.
Таким образом, Парнас первым выдвинул концепцию скрытия информации (information hiding) в программировании. Однако существовавшие в языках 70-х годов только такие синтаксические конструкции, как процедура и функция, не могли обеспечить надежного скрытия информации, поскольку подвержены влиянию глобальных переменных, поведение которых в сложных программах бывает трудно предсказуемым.
Решить эту проблему можно было только разработав новую синтаксическую конструкцию, которая не подвержена влиянию глобальных переменных.
Такая конструкция была создана и названа модулем. Изначально предполагалось, что при реализации сложных программных комплексов модуль должен использоваться наравне с процедурами и функциями как конструкция, объединяющая и надежно скрывающая детали реализации определенной подзадачи.
Таким образом, количество модулей в комплексе должно определяться декомпозицией поставленной задачи на независимые подзадачи. В предельном случае модуль может использоваться даже для заключения в него всего лишь одной процедуры, если необходимо, чтобы выполняемое ею локальное действие было гарантировано независимым от влияния других частей программы при любых изменениях.
По своей организации и характеру использования в программе модули Паскаля близки к модулям-пакетам (PACKAGE) языка программирования Ада. В них так же, как и в пакетах Ады, явным образом выделяется некоторая «видимая» интерфейсная часть, в которой сконцентрированы описания глобальных типов, констант, переменных, а также приводятся заголовки процедур и функций. Появление объектов в интерфейсной части делает их доступными для других модулей и основной программы. Тела процедур и функций располагаются в исполняемой части модуля, которая может быть скрыта от пользователя.
Значение модулей для технологии разработки программного проекта может быть продемонстрировано диаграммой на рис. 2.
Модули представляют собой прекрасный инструмент для разработки библиотек прикладных программ и мощное средство модульного программирования. Важная особенность модулей заключается в том, что компилятор размещает их программный код в отдельном сегменте памяти. Длина сегмента не может превышать 64 Кбайт, однако количество одновременно используемых модулей ограничивается лишь доступной памятью, что позволяет создавать большие программы.
Структура модулей Паскаля
Всякий модуль Паскаля имеет следующую структуру:
Здесь UNIT – зарезервированное слово (единица); начинает заголовок модуля;
Таким образом, модуль Паскаля состоит из заголовка и трех составных частей, любая из которых может быть пустой.
Заголовок модуля Паскаля и связь модулей друг с другом
Заголовок модуля Паскаля состоит из зарезервированного слова unit и следующего за ним имени модуля. Для правильной работы среды Турбо Паскаля и возможности подключения средств, облегчающих разработку больших программ, имя модуля Паскаля должно совпадать с именем дискового файла, в который помещается исходный текст модуля. Если, например, имеем заголовок модуля Паскаля
Имя модуля Паскаля служит для его связи с другими модулями и основной программой. Эта связь устанавливается специальным предложением:
Здесь USES – зарезервированное слово (использует);
— список модулей, с которыми устанавливается связь; элементы списка – имена модулей через запятую.
Интерфейсная часть
Пример фрагмента программы
Если теперь в основной программе написать предложение
Отметим, что объявление подпрограмм в интерфейсной части автоматически сопровождается их компиляцией с использованием дальней модели памяти. Таким образом, обеспечивается доступ к подпрограммам из основной программы и других модулей Паскаля.
Следует учесть, что все константы и переменные, объявленные в интерфейсной части модуля Паскаля, равно как и глобальные константы и переменные основной программы, помещаются компилятором Турбо Паскаля в общий сегмент данных (максимальная длина сегмента 65536 байт).
Исполняемая часть модуля Паскаля
Исполняемая часть модуля Паскаля начинается зарезервированным словом IMPLEMENTATION и содержит описания подпрограмм, объявленных в интерфейсной части. В ней могут объявляться локальные для модуля объекты – вспомогательные типы, константы, переменные и блоки, а также метки.
Описанию подпрограммы, объявленной в интерфейсной части модуля Паскаля, в исполняемой части должен предшествовать заголовок, в котором можно опустить список формальных параметров и тип результата для функции, так как они уже описаны в интерфейсной части. Но если заголовок подпрограммы приводится в полном виде, т.е. со списком параметров и объявлением типа результата для функции, то он должен полностью совпадать с заголовком подпрограммы в интерфейсной части, например:
Пример модуля Паскаля
Инициирующая часть модуля Паскаля
Инициирующая часть завершает модуль Паскаля. Она может отсутствовать вместе с начинающим ее словом BEGIN или быть пустой – тогда вслед за BEGIN сразу следует признак конца модуля.
В инициирующей части размещаются исполняемые операторы, содержащие некоторый фрагмент программы. Эти операторы исполняются до передачи управления основной программе и обычно используются для подготовки ее работы. Например, в инициирующей части могут инициироваться переменные, открываться файлы, устанавливаться связи с другими компьютерами и т.п.:
Пример модуля Паскаля
Не рекомендуется делать инициирующую часть пустой, лучше ее опустить.
Компиляция модулей Паскаля
При компиляции модуля или основной программы в режиме COMPILE все, упоминаемые в предложении USES модули, должны быть предварительно откомпилированы, и результаты компиляции должны быть помещены в одноименные файлы с расширением TPU (от англ. Turbo Pascal Unit). Файл с расширением TPU создается автоматически при компиляции модуля Паскаля.
Пример ошибок модуля Паскаля
Это ограничение можно обойти, если «спрятать» предложение USES в исполняемые части зависимых модулей:
Пример исправленных ошибок модуля Паскаля
Дело в том, что Турбо Паскаль разрешает ссылки на частично откомпилированные модули, что приблизительно соответствует опережающему описанию подпрограммы. Если интерфейсные части независимы (это обязательное условие!), Турбо Паскаль сможет идентифицировать все глобальные объекты в каждом модуле, после чего откомпилирует тела модулей обычным способом.
Доступ к объявленным в модуле Паскаля объектам
Пусть, например, мы создаем модуль Паскаля, реализующий сложение и вычитание комплексных чисел с помощью процедур:
Пример модуля реализующий сложение и вычитание комплексных чисел
В следующей программе осуществляются арифметические операции над комплексными числами:
Арифметические операции над комплексными числами
Этот оператор выведет на экран содержимое «закрытой» типизированной константы, объявленной в модуле Паскаля из предыдущего примера.
Стандартные модули Паскаля
Пример стандартного модуля Паскаля
Модуль Паскаля CRT. В нем сосредоточены процедуры и функции, обеспечивающие управление текстовым режимом работы экрана. С его помощью можно перемещать курсор в любую точку экрана, менять цвет выводимых символов и фона, создавать окна. Кроме того, в данный модуль включены также процедуры «слепого» чтения клавиатуры и управления звуком.
Модули Паскаля TURBO 3 и GRAPH 3 введены для обеспечения совместимости с ранней версией системы Турбо Паскаль.