Pascal. Пользовательские модули. Программирование с использованием модулей Сборка модулей программ в паскале авс

05.08.2020

Abs в Паскале возвращает абсолютное значение переменной. Результат, возвращаемый функцией Abs, имеет тот же , что и аргумент - параметр, передаваемый в функцию. Этот параметр может иметь любой числовой тип данных.

Синтаксис функции Abs для целых чисел:

function Abs(L: LongInt) : LongInt;

function Abs(I: Int64) : Int64;

Последний вариант возможен только для и , так как в классическом Паскале нет типа данных Int64.

Синтаксис функции Abs для вещественных чисел:

function Abs(D: ValReal) : ValReal;

ValReal - это вещественный тип данных с наибольшим доступным значением в данной операционной системе. Фактически это псевдоним (алиас) одного из типов Extended или Double.

А теперь пример использования:

Program absfunc; var x: integer = -100; y: integer; begin y:= Abs(x); //у = 100 WriteLn("Abs(-100) = ", y); //Выведет 100 ReadLn; end.

Здесь мы сначала объявляем переменную с начальным значением равным -100 (отрицательное число).

А в программе используем функцию Abs и в результате переменная у будет равна 100 (положительное число).

Что вычисляет функция Abs

Вообще Abs - это сокращение от Absolute. Как нетрудно догадаться, переводится это слово как “абсолютный, чистый, несомненный”.

Вы должны помнить из школьного курса математики, что абсолютное число, то есть абсолютная величина или модуль числа х - это неотрицательное число, определение которого зависит от типа числа х.

В математике модуль числа х обозначается так: |x|.

То есть функция Abs в любом случае возвращает положительное число. Такая функция есть практически во всех языках программирования, так как используется довольно часто и входит в основы математики.

Таким образом, можно сказать, что функция Abs(х) вычисляет модуль числа х. То есть Abs(х) в Паскале - это то же самое, что |x| в математике.

Ну и напоследок давайте создадим свой собственный аналог функции, которая возвращает модуль числа. Итак, функция будет примерно такая:

Function MyAbs(iNum: integer) : integer; begin if iNum

Здесь мы передаём в функцию целое число, которое может быть как отрицательным, так и положительным. В функции мы проверяем значение этого числа. Если число отрицательное, то мы умножаем его на -1, и таким образом получаем положительное число. Если число положительное, то мы ничего не делаем - просто возвращаем полученное через параметр iNum число.

Как видите, алгоритм довольно простой.

Правда, наша функция может работать только с целыми числами. Но это уже мелочи...

В языке Pascal для реализации технологии структурированного программирования с использованием модулей используются библиотеки подпрограмм. Текстуально библиотеки объединяются в самостоятельные программные единицы называемые модулями языка Pascal. Модули создаются для реализации библиотек подпрограмм. Обычно модули объединяют подпрограммы, выполняющие задачи одного класса.

Модуль - это самостоятельная программная единица, которая является автономно компилирующей и имеет определенную структуру.

Модуль имеет следующую структуру:

Заголовок модуля на языке Паскаль состоит из служебного слова Unit и следующего за ним именем модуля. К имени модуля предъявляются жесткие требования и это имя должно совпадать с именем дискового файла с расширением.pas, в котором находится текст модуля.

Unit MyType; //файл MyType.pas

Имя модуля служит для связи модуля с программами и другими модулями. Программы и модули устанавливают связь с требуемым модулем в разделе Uses программы или модуля. Модули для своей работы могут вызывать другие модули, если модуль вызывает другой модуль, то раздел Uses должен следовать за служебным словом INTERFACE.

Интерфейсная часть языка Паскаль начинается зарезервированным словом INTERFACE. Она служит для связи модуля с головной программой или другими модулями. В интерфейсной части содержатся объявление всех глобальных объектов модуля. В первую очередь подпрограмм, а кроме того объявляются глобальные типы и переменные. Если объект объявлен глобально, то его можно использовать в вызывающей программе и модуле без специального объявления.

Unit Wodmass;

INTERFACE

USES MyType;

[имя_типа]:[тип];

[список_глобальных_переменых]:[тип];

В интерфейсной части подпрограммы объявляются их заголовками, в которых следует имя подпрограммы и список формальных параметров.

Исполняемая часть языка Паскаль начинается служебным словом IMPLEMENTATION и содержит описание подпрограмм, объявленных в интерфейсной части, кроме того в исполняемой части могут быть объявлены локальные для модуля объекты (переменные, константы). Описание подпрограммы в исполняемой части должно начинаться с заголовка подпрограммы, при этом список формальных параметров опускается.

Инициирующая часть языка Паскаль завершает модуль, и эта часть может отсутствовать или может быть пустой. Делать инициирующую часть не рекомендуется, поскольку могут возникнуть ситуации зависания. В ней размещаются исполняемые операторы, устанавливаются начальные значения глобальных переменных, открываются нужные файлы, устанавливаются связи с другими файлами.

Компиляция модулей на языке Pascal

При работе с модулями необходимо выполнять компиляцию самих модулей и компиляцию программ, использующих модули. Как известно в среде Borland Pascal имеется три режима компиляции (Compile, Build, Make). При компиляции самого модуля обычно используется режим Compile, хотя можно и другими режимами, в том случае если модуль используется другие модули. При компиляции модуля не создается исполняемая программа, а создается специальный файл откомпилированного модуля с расширением.tpw. Файлы откомпилированных модулей помещаются в каталоги, обычно с именем Units (задается при настройках среды). При компиляции программ, содержащих модули, могут быть использованы все три режима компиляции. Компиляция разными режимами отличаются продолжительностью и надежностью.

Режим Compile - простой и самый быстрый. В этом режиме компилятор проверяет наличие подключаемых в разделе Uses модулей и при их наличии компилирует программы. Если модуль отсутствует, компиляция прекращается и выводится сообщение об отсутствии модуля.

В режиме Make компилятор проверяет наличие подключаемых модулей и если какой-то модуль не найдем, компилятор ищет текст модуля с расширением.pas, компилирует модуль и после этого компилирует программу. Кроме того компилятор проверяет даты создания модулей.tpw и.pas. Если он обнаруживает, что дата создания файла.pas более поздняя, чем.tpw, он делает вывод, что в тексте модуля были произведены изменения и заново перекомпилирует модули. Тем самым это надежнее.

В режиме Build все.tpw файлы игнорируются, компилятор перекомпилирует все используемые в головной программе модули и откомпилирует программу. Это самый надежный режим, но в тоже время самый длительный.

Подключаемые модули.

1. Основные положения

Подключаемый модуль – файл, содержащий исходный текст на языке Pascal, имеющий определенную структуру, предназначенный для использования как в главной программе, так и в других подключаемых модулях. Использование заключается в подключении модуля в разделе uses, путем указания его имени.

2. Общая структура подключаемого модуля

Unit <имя модуля>; Interface Implementation End.

Структурно в подключаемом модуле можно выделить три раздела: 1) Интерфейсный раздел – interface (должен быть объявлен, может быть пустым) 2) Раздел реализаций – implementation (должен быть объявлен, может быть пустым) 3) Тело модуля – begin-end. (может отсутствовать)

2.1. Интерфейсный раздел.

Интерфейсный раздел – область подключаемого модуля, начинающаяся с ключевого слова interface и заканчивающаяся ключевым словом implementation, которая может содержать: - список подключаемых модулей; - константы; - пользовательские типы данных; - переменные; - прототипы процедур и функций, доступные из места подключения данного модуля. Замечание 1: переменные, объявленные в разделе интерфейсов, являются глобальными. То есть существуют в любом месте программы, где подключен данный модуль, в том числе в разделе реализации самого модуля. Замечание 2: как и в программе, вышеперечисленные секции (объявления констант, переменных и др., за исключением секции uses) в данном разделе могут быть расположены в любой последовательности и в любом количестве. Замечание 3: если в данном разделе объявляются прототипы процедур/функций, то их реализации должны гарантированно присутствовать в разделе implementation. Основное назначение: определяет общедоступные данные/функционал для применения из программы или модуля, использующих данный модуль.

Пример интерфейсного раздела:

Interface {подключаемые модули} Uses AnotherUnit; {константы} Const PI=3.14159265; E=2.71828182; {пользовательские типы данных} Type TMyType=array[-3..7] of real; {переменные} Var temp:TMyType; {процедуры и функции} Procedure Fill(var x:TMyType); Function Find(const x:TMyType; const Value:real):Boolean; Implementation

2.2. Раздел реализаций.

Раздел реализаций – область подключаемого модуля, начинающаяся с ключевого слова implementation и заканчивающаяся телом модуля (если таковое имеется) или ключевым словом end с точкой, означающим конец модуля, в которой располагаются реализации процедур и функций, объявленных в интерфейсном разделе, которая может содержать: - список подключаемых модулей; - константы; - пользовательские типы данных; - переменные; - процедуры и функции, необходимые для реализации процедур/функций, объявленных в интерфейсном разделе. Основное назначение: реализация процедур и функций, описанных в секции interface. Замечание 1: при реализации процедур и функций, описанных в интерфейсной секции, их заголовки могут быть описаны в сокращенной форме. Исключение - PascalABC: при использовании переменных заголовка в тексте реализации возникает ошибка компиляции.

Пример 1 (заголовки в сокращенной форме):

Unit DemoUnit; Interface {прототип процедуры} Procedure Swap(var a,b:integer); Implementation {реализация процедуры} Procedure Swap; Var Temp:integer; Begin Temp:=a; a:=b; b:=Temp; end; end.

Пример 2 (заголовки в полной форме):

Unit DemoUnit; interface {прототип функции} Function GetMax(a,b:integer):integer; Implementation {реализация функции} Function GetMax(a,b:integer):integer; Begin If a>b then GetMax:=a Else GetMax:=b; End; End.

2.3. Тело модуля.

Тело модуля – последняя область подключаемого модуля, образуемая парой ключевых слов: «begin» и «end.», в которой можно размещать программный код аналогично главной программе. Тело модуля может отсутствовать. В таком случае ключевое слово «begin» не пишется, а «end.» сигнализирует о конце модуля. Основное назначение: инициализация переменных модуля, выделение ресурсов, необходимых для его работы и т.д.

Пример модуля, содержащего тело:

Unit DemoUnit; Interface Const N=50; Var Roots:array of real; Implementation Uses Math; Var I:integer; {тело модуля} Begin For i:=1 to N do Roots[i]:=sqrt(i); End.

Пример модуля без тела: (см. пример модуля для заголовков в полной форме).

Замечание 1: Программный код, размещенный в теле модуля, выполняется один раз – при загрузке модуля, до начала исполнения кода главной программы. Замечание 2: В случае, когда в секции uses подключено несколько модулей, имеющих разделы инициализации, выполнение кода этих разделов идет в порядке подключения модулей.

2.4. Дополнительные разделы в структуре модуля.

Компиляторы Free Pascal, Pascal ABC, Pascal ABC.Net допускают помимо перечисленных выше еще два раздела: - раздел инициализации - раздел финализации. 2.4.1. Раздел инициализации. Раздел инициализации – область подключаемого модуля, размещаемая после по окончании раздела реализаций, начинающаяся с ключевого слова initialization и заканчивающаяся разделом финализации, если таковой имеется, или ключевым словом end с точкой. Назначение аналогично телу модуля. 2.4.2. Раздел финализации. Раздел финализации – область подключаемого модуля, размещаемая по окончании раздела инициализации, если таковой имеется, или по окончании раздела реализаций, и заканчивающаяся ключевым словом end с точкой. Основное назначение: освобождение ресурсов, выделенных для работы модуля.

unit DemoUnit; interface var a:array of ^integer;{массив указателей} implementation {выделение памяти и инициализация значениями} procedure AllocateArray; var i:integer; begin for i:=1 to 20 do begin New(a[i]); a[i]^:=i; end; end; {освобождение памяти} procedure DeallocateArray; var i:integer; begin for i:=1 to 20 do Dispose(a[i]); end; initialization AllocateArray;{инициализация - начало работы - выделяем память} finalization DeallocateArray;{финализация - конец работы - осовобождаем память} end.

Замечание 1: программный код, размещаемый в перечисленных разделах, исполняется один раз. Код разделов инициализации – до начала исполнения кода главной программы, код разделов финализации – после. Замечание 2: при наличии в модуле любого из данных двух разделов, наличие тела модуля более не допускается.

3. Компиляция модулей.

Каждый подключаемый модуль компилируется отдельно, а результат компиляции зависит от используемого компилятора.

3.1. Компиляция в Turbo Pascal.

Результатом компиляции подключаемого модуля в Turbo Pascal-е является *.tpu – файл (Turbo Pascal Compiled Unit), представляющий собой машинное представление данных и кода, размещенных в нем.

3.2. Компиляция в Free Pascal.

Результатом компиляции подключаемого модуля в Free Pascal-е являются два файла: *.ppu – файл, содержащий интерфейсную часть модуля, и файл *.o - объектный файл, содержащий часть реализаций. Причем последний необходим для компоновки приложения.

3.3. Компиляция в Pascal ABC.Net.

В отличие от перечисленных выше сред в Pascal ABC.Net в процессе компиляции модуля не генерируется код на машинном языке. Компилятор данной среды завершает свою работу после выполнения семантического анализа, сохраняя семантическое дерево модуля в промежуточный формат - *.pcu – файл, который в первом приближении можно считать результатом компиляции с обозначенными ограничениями.

3.4. Ускорение компиляции программ.

На этапе компоновки приложения, компоновщик собирает исполняемый модуль, принимая на вход объектные модули. Таким образом, имея уже откомпилированные подключаемые модули, компиляция программ с их использованием ускоряется, так как они уже обработаны. Данное справедливо для Turbo и Free Pascal-ей. Однако, в Pascal ABC.Net ускорение компиляции достигается только за счет того, что отсутствует необходимость проводить синтаксический и семантический анализ. Вывод: откомпилированные версии исполняемых модулей не совместимы между различными компиляторами.

Код к задаче: «Подключаемые модули»

Textual

Листинг программы

Unit u1; interface procedure PrintFirst; procedure PrintFirstSecond; implementation uses u2; { <--- Раньше было в Interface } procedure PrintFirst; begin writeln("Print first"); end; procedure PrintFirstSecond; begin writeln("Print first"); PrintSecond; end; end.

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:

unit <идентификатор>; interface uses <список модулей>; {Необязательный} {открытые описания} implementation {закрытые описания процедуры и функции } begin {код инициализации } end .

Заголовок модуля начинается зарезервированным словом unit, за которым следует имя модуля (идентификатор) точно так же, как и в случае имени программы. Следующим элементом в модуле является ключевое слово interface. Оно обозначает начало секции интерфейса модуля - секции, видимой всем другим модулям или программам, в которых он используется.

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

Overlay - содержит инструменты для создания оверлейных программ. Программа OVERKAY - программа, которая загружается не вся, а по частям.

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:

Write (Lst,"Сумма " ,A:4 ," и " ,B:4 ," равна " ) ; C:=A + B; Writeln (Lst,C:8 ) ;

Используемые пакеты: Crt

Graph3 поддерживает полный набор графических подпрограмм для версии 3.0 - для обычной, расширенной графики и графики, использующей относительные команды. Они идентичны по имени, параметрами функции подпрограммам версии 3.0.

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:

program MyProg; uses IntLib;

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.

Компиляция модуля

Модуль компилируется точно так же, как компилируется программа: он создается с помощью редактора, а затем вызывается команда Соmpile/Соmpile (Компилировать/ Компилировать) (или нажимаются клавиши Аlt-С). Однако, вместо файла с расширением.ЕХЕ Турбо-Паскаль создает файл с расширением.ТРU (Turbо Раscal Unit - модуль Турбо-Паскаля). После этого Вы можете оставить этот файл как есть или же вставить его в ТURВО.TPL с помощью TPUMOVER.ЕХЕ.

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.

Пример :

Напишем небольшой модуль. Назовем его IntLib и вставим в него две простые подпрограммы для целых чисел - процедуру и функцию:

unit IntLib; interface procedure ISwap(var I,J: integer ) ; function IMax(I,J: integer ) : integer ; implementation procedure ISwap; var Temp: integer ; begin Temp:=I; I:=J; J:=Temp end ; {конец процедуры ISwap } function IMax; begin if I > J then IMax:=I else IMax:=J end ; {конец функции IMax } end . {конец модуля IntLib }

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:

program IntTest; uses IntLib; var A,B: integer ; begin Write ("Введите два целочисленных значения: " ) ; Readln (A,B) ; ISwap(A,B) ; Writeln ("A=" ,A," B=" ,B) ; Writeln ("Максимальное значение равно " ,IMax(A,B) ) ; end . {конец программы IntTest }

Все описания внутри модуля связаны друг с другом. Например, модуль Crt содержит все описания, необходимые для подпрограмм работы с экраном на Вашем персональном компьютере.

Похожие статьи