Файл: Учебное пособие для студентов Авторы А. Н. Вальвачев, К. А. Сурков, Д. А. Сурков, Ю. М. Четырько Содержание Содержание 1.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.05.2024
Просмотров: 136
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
procedure Print(X: Longint); overload; // Ошибка!
Такая же ошибка возникает при использовании пользовательских типов данных, определенных через общий базовый тип.
type
TMyInteger = Integer;
procedure Print(X: Integer); overload;
procedure Print(X: TMyInteger); overload; // Ошибка!
Что делать в тех случаях, когда такая перегрузка просто необходима? Для этого пользовательский тип данных необходимо создавать с использованием ключевого слова type:
type
TMyInteger = type Integer;
procedure Print(X: Integer); overload;
procedure Print(X: TMyInteger); overload; // Правильно
Необходимо заметить, что при использовании перегруженных процедур (функций), у которых есть параметры, имеющие стандартные значения, нужно быть очень внимательным, т.к. могут возникнуть ситуации, когда компилятор просто не будет знать, какую именно процедуру (функцию) вы хотите вызвать. Например:
procedure Increment(var Value: Real; Delta: Real = 1.0); overload; // процедура 1
procedure Increment(var Value: Real); overload; // процедура 2
Вызов процедуры Increment с одним параметром вызовет неоднозначность:
var
X: Real;
begin
Increment(X, 10); // Вызывается процедура 1
Increment(X); // Ошибка! Неоднозначность
end.
Запрещается также перегружать функции, которые отличаются лишь типом возвращаемого значения.
function SquareRoot(X: Integer): Single; overload;
function SquareRoot(X: Integer): Double; overload; // Ошибка!
2.8.8. Соглашения о вызове подпрограмм
В различных языках программирования используются различные правила вызова подпрограмм. Для того чтобы из программ, написанных на языке Delphi, возможно было вызывать подпрограммы, написанные на других языках (и наоборот), в языке Delphi существуют директивы, соответствующие четырем известным соглашениям о вызове подпрограмм: register, stdcall, pascal, cdecl.
Директива, определяющая правила вызова, помещается в заголовок подпрограммы, например:
procedure Proc; register;
function Func(X: Integer): Boolean; stdcall;
Директива register задействует регистры процессора для передачи параметров и поэтому обеспечивает наиболее эффективный способ вызова подпрограмм. Эта директива применяется по умолчанию. Директива stdcall используется для вызова стандартных подпрограмм операционной системы. Директивы pascal и cdecl используются для вызова подпрограмм, написанных на языках Delphi и C/C++ соответственно.
2.8.9. Рекурсивные подпрограммы
В ряде приложений алгоритм решения задачи требует вызова подпрограммы из раздела операторов той же самой подпрограммы, т.е. подпрограмма вызывает сама себя. Такой способ вызова называетсярекурсией. Рекурсия полезна прежде всего в тех случаях, когда основную задачу можно разделить на подзадачи, имеющие ту же структуру, что и первоначальная задача. Подпрограммы, реализующие рекурсию, называются рекурсивными. Для понимания сути рекурсии лучше понимать рекурсивный вызов как вызов другой подпрограммы. Практика показывает, что в такой трактовке рекурсия воспринимается значительно проще и быстрее.
Приведенная ниже программа содержит функцию Factorial для вычисления факториала. Напомним, что факториал числа определяется через произведение всех натуральных чисел, меньших либо равных данному (факториал числа 0 принимается равным 1):
X! = 1 * 2 * ... * (X – 2) * (X – 1) * X
Из определения следует, что факториал числа X равен факториалу числа (X – 1), умноженному на X. Математическая запись этого утверждения выглядит так:
X! = (X – 1)! * X, где 0! = 1
Последняя формула используется в функции Factorial для вычисления факториала:
program Console;
{$APPTYPE CONSOLE}
uses
SysUtils;
function Factorial(X: Integer): Longint;
begin
if X = 0 then // Условие завершения рекурсии
Factorial := 1
else
Factorial := Factorial(X - 1) * X;
end;
begin
Writeln('4! = ', Factorial(4)); // 4! = 1 * 2 * 3 * 4 = 24
Writeln('Press Enter to exit...');
Readln;
end.
При написании рекурсивных подпрограмм необходимо обращать особое внимание на условие завершения рекурсии, иначе рекурсия окажется бесконечной и приложение будет прервано из-за ошибки переполнения стека.
Бывает встречается такая рекурсия, когда первая подпрограмма вызывает вторую, а вторая — первую. Такая рекурсия называется косвенной. Очевидно, что записанная первой подпрограмма будет содержать еще неизвестный идентификатор второй подпрограммы (компилятор не умеет заглядывать вперед). В результате компилятор сообщит об ошибке использования неизвестного идентификатора. Эта проблема решается с помощью упреждающего (предварительного) описания процедур и функций.
2.8.10. Упреждающее объявление процедур и функций
Для реализации алгоритмов с косвенной рекурсией в языке Delphi предусмотрена специальная директива предварительного описания подпрограмм forward. Предварительное описание состоит из заголовка подпрограммы и следующего за ним зарезервированного слова
forward, например:
procedure Proc; forward;
function Func(X: Integer): Boolean; forward;
Заметим, что после такого первичного описания в полном описании процедуры или функции можно не указывать список формальных параметров и тип возвращаемого значения (для функции). Например:
procedure Proc2(<формальные параметры>); forward;
procedure Proc1;
begin
...
Proc2(<фактические параметры>);
...
end;
procedure Proc2; // Список формальных параметров опущен
begin
...
Proc1;
...
end;
begin
...
Proc1;
...
end.
2.8.11. Процедурные типы данных
Наряду с уже известными типами данных в языке Delphi введен так называемый процедурный тип, с помощью которого обычные процедуры и функции можно интерпретировать как некоторую разновидность переменных. Определение процедурного типа состоит из зарезервированного слова procedure или function, за которым следует полное описание параметров. Для функции дополнительно указывается тип результата. Символические имена параметров никакой роли не играют, поскольку нигде не используются.
type
TProc = procedure (X, Y: Integer);
TFunc = function (X, Y: Integer): Boolean;
Определив процедурный тип, можно непосредственно перейти к так называемым процедурным переменным. Они объявляются точно так же, как и обычные переменные.
var
P: TProc;
F: TFunc;
При работе с процедурной переменной важно понимать, что она не дублирует код подпрограммы, а содержит лишь ее адрес. Если обратиться к такой переменной как к подпрограмме, произойдет выполнение подпрограммы, адрес которой записан в переменной.
program Console;
{$APPTYPE CONSOLE}
uses
SysUtils;
function Power(X, Y: Double): Double;
begin
Result := Exp(Y * Ln(X));
end;
type
TFunc = function (X, Y: Double): Double;
var
F: TFunc;
begin
F := Power; // В переменную F заносится адрес функции Power
Writeln('2 power 4 = ', F(2, 4)); // Вызов Power посредством F
Writeln('Press Enter to exit...');
Readln;
end.
Обращение к процедурной переменной следует выполнять только после установки ее значения. Чтобы установка значения была корректной, процедура либо функция справа от знака присваивания не должна быть встроенной подпрограммой модуля System.
2.9. Программные модули
2.9.1. Структура модуля
Логически обособленные группы процедур и функций чрезвычайно удобно объединять в специализированные библиотеки — модули
. Для этого язык Delphi предлагает специальные средства и доступную каждому технологию. Приведем общую структуру программного модуля:
Заголовок модуля unit <имя модуля>;
Директивы компилятора {$<директивы>}
Интерфейсная часть interface
Подключение модулей uses <имя>, ..., <имя>;
Константы const ... ;
Типы данных type ... ;
Переменные var ... ;
Заголовки процедур procedure <имя> (<параметры>);
Заголовки функций function <имя> (<параметры>): <тип>;
Часть реализации implementation
Подключение модулей uses <имя>, ..., <имя>;
Константы const ... ;
Типы данных type ... ;
Переменные var ... ;
Реализация процедур procedure <имя>; begin ... end;
Реализация функций function <имя>; begin ... end;
Код инициализации initialization <операторы>
Код завершения finalization <операторы>
end.
После слова unit записывается имя модуля. Оно должно совпадать с именем файла, в котором находится исходный текст модуля. Например, если файл называется MathLib.pas, то модуль должен иметь имя MathLib. Заголовок модуля формируется автоматически при сохранении файла на диске, поэтому его не следует изменять вручную. Чтобы дать модулю другой заголовок, просто сохраните его на диске под другим именем.
В разделе interface описываются глобальные данные, процедуры и функции, доступные для использования в основной программе и других модулях.
В разделе implementation реализуется программный код глобальных процедур и функций и описываются локальные данные, процедуры и функции, недоступные основной программе и другим модулям.
Блок initialization является необязательным. Он состоит из операторов и выполняется автоматически непосредственно перед запуском основной программы. Блоки инициализации подключенных к программе модулей выполняются в том порядке, в котором они упоминаются в секции uses.
Блок finalization тоже является необязательным. Он состоит из операторов и выполняется автоматически непосредственно после завершения основной программы. Блоки завершения подключенных к программе модулей выполняются в порядке, обратном порядку подключения модулей в секции uses.
Если модуль не нуждается в инициализации и завершении, блоки initialization и finalization можно опустить.
В качестве упражнения давайте создадим модуль и подключим его к основной программе (для этого сначала запустите среду Delphi):
Рисунок 2.6. Окно среды Delphi для создания нового модуля
Такая же ошибка возникает при использовании пользовательских типов данных, определенных через общий базовый тип.
type
TMyInteger = Integer;
procedure Print(X: Integer); overload;
procedure Print(X: TMyInteger); overload; // Ошибка!
Что делать в тех случаях, когда такая перегрузка просто необходима? Для этого пользовательский тип данных необходимо создавать с использованием ключевого слова type:
type
TMyInteger = type Integer;
procedure Print(X: Integer); overload;
procedure Print(X: TMyInteger); overload; // Правильно
Необходимо заметить, что при использовании перегруженных процедур (функций), у которых есть параметры, имеющие стандартные значения, нужно быть очень внимательным, т.к. могут возникнуть ситуации, когда компилятор просто не будет знать, какую именно процедуру (функцию) вы хотите вызвать. Например:
procedure Increment(var Value: Real; Delta: Real = 1.0); overload; // процедура 1
procedure Increment(var Value: Real); overload; // процедура 2
Вызов процедуры Increment с одним параметром вызовет неоднозначность:
var
X: Real;
begin
Increment(X, 10); // Вызывается процедура 1
Increment(X); // Ошибка! Неоднозначность
end.
Запрещается также перегружать функции, которые отличаются лишь типом возвращаемого значения.
function SquareRoot(X: Integer): Single; overload;
function SquareRoot(X: Integer): Double; overload; // Ошибка!
2.8.8. Соглашения о вызове подпрограмм
В различных языках программирования используются различные правила вызова подпрограмм. Для того чтобы из программ, написанных на языке Delphi, возможно было вызывать подпрограммы, написанные на других языках (и наоборот), в языке Delphi существуют директивы, соответствующие четырем известным соглашениям о вызове подпрограмм: register, stdcall, pascal, cdecl.
Директива, определяющая правила вызова, помещается в заголовок подпрограммы, например:
procedure Proc; register;
function Func(X: Integer): Boolean; stdcall;
Директива register задействует регистры процессора для передачи параметров и поэтому обеспечивает наиболее эффективный способ вызова подпрограмм. Эта директива применяется по умолчанию. Директива stdcall используется для вызова стандартных подпрограмм операционной системы. Директивы pascal и cdecl используются для вызова подпрограмм, написанных на языках Delphi и C/C++ соответственно.
2.8.9. Рекурсивные подпрограммы
В ряде приложений алгоритм решения задачи требует вызова подпрограммы из раздела операторов той же самой подпрограммы, т.е. подпрограмма вызывает сама себя. Такой способ вызова называетсярекурсией. Рекурсия полезна прежде всего в тех случаях, когда основную задачу можно разделить на подзадачи, имеющие ту же структуру, что и первоначальная задача. Подпрограммы, реализующие рекурсию, называются рекурсивными. Для понимания сути рекурсии лучше понимать рекурсивный вызов как вызов другой подпрограммы. Практика показывает, что в такой трактовке рекурсия воспринимается значительно проще и быстрее.
Приведенная ниже программа содержит функцию Factorial для вычисления факториала. Напомним, что факториал числа определяется через произведение всех натуральных чисел, меньших либо равных данному (факториал числа 0 принимается равным 1):
X! = 1 * 2 * ... * (X – 2) * (X – 1) * X
Из определения следует, что факториал числа X равен факториалу числа (X – 1), умноженному на X. Математическая запись этого утверждения выглядит так:
X! = (X – 1)! * X, где 0! = 1
Последняя формула используется в функции Factorial для вычисления факториала:
program Console;
{$APPTYPE CONSOLE}
uses
SysUtils;
function Factorial(X: Integer): Longint;
begin
if X = 0 then // Условие завершения рекурсии
Factorial := 1
else
Factorial := Factorial(X - 1) * X;
end;
begin
Writeln('4! = ', Factorial(4)); // 4! = 1 * 2 * 3 * 4 = 24
Writeln('Press Enter to exit...');
Readln;
end.
При написании рекурсивных подпрограмм необходимо обращать особое внимание на условие завершения рекурсии, иначе рекурсия окажется бесконечной и приложение будет прервано из-за ошибки переполнения стека.
Бывает встречается такая рекурсия, когда первая подпрограмма вызывает вторую, а вторая — первую. Такая рекурсия называется косвенной. Очевидно, что записанная первой подпрограмма будет содержать еще неизвестный идентификатор второй подпрограммы (компилятор не умеет заглядывать вперед). В результате компилятор сообщит об ошибке использования неизвестного идентификатора. Эта проблема решается с помощью упреждающего (предварительного) описания процедур и функций.
2.8.10. Упреждающее объявление процедур и функций
Для реализации алгоритмов с косвенной рекурсией в языке Delphi предусмотрена специальная директива предварительного описания подпрограмм forward. Предварительное описание состоит из заголовка подпрограммы и следующего за ним зарезервированного слова
forward, например:
procedure Proc; forward;
function Func(X: Integer): Boolean; forward;
Заметим, что после такого первичного описания в полном описании процедуры или функции можно не указывать список формальных параметров и тип возвращаемого значения (для функции). Например:
procedure Proc2(<формальные параметры>); forward;
procedure Proc1;
begin
...
Proc2(<фактические параметры>);
...
end;
procedure Proc2; // Список формальных параметров опущен
begin
...
Proc1;
...
end;
begin
...
Proc1;
...
end.
2.8.11. Процедурные типы данных
Наряду с уже известными типами данных в языке Delphi введен так называемый процедурный тип, с помощью которого обычные процедуры и функции можно интерпретировать как некоторую разновидность переменных. Определение процедурного типа состоит из зарезервированного слова procedure или function, за которым следует полное описание параметров. Для функции дополнительно указывается тип результата. Символические имена параметров никакой роли не играют, поскольку нигде не используются.
type
TProc = procedure (X, Y: Integer);
TFunc = function (X, Y: Integer): Boolean;
Определив процедурный тип, можно непосредственно перейти к так называемым процедурным переменным. Они объявляются точно так же, как и обычные переменные.
var
P: TProc;
F: TFunc;
При работе с процедурной переменной важно понимать, что она не дублирует код подпрограммы, а содержит лишь ее адрес. Если обратиться к такой переменной как к подпрограмме, произойдет выполнение подпрограммы, адрес которой записан в переменной.
program Console;
{$APPTYPE CONSOLE}
uses
SysUtils;
function Power(X, Y: Double): Double;
begin
Result := Exp(Y * Ln(X));
end;
type
TFunc = function (X, Y: Double): Double;
var
F: TFunc;
begin
F := Power; // В переменную F заносится адрес функции Power
Writeln('2 power 4 = ', F(2, 4)); // Вызов Power посредством F
Writeln('Press Enter to exit...');
Readln;
end.
Обращение к процедурной переменной следует выполнять только после установки ее значения. Чтобы установка значения была корректной, процедура либо функция справа от знака присваивания не должна быть встроенной подпрограммой модуля System.
2.9. Программные модули
2.9.1. Структура модуля
Логически обособленные группы процедур и функций чрезвычайно удобно объединять в специализированные библиотеки — модули
. Для этого язык Delphi предлагает специальные средства и доступную каждому технологию. Приведем общую структуру программного модуля:
Заголовок модуля unit <имя модуля>;
Директивы компилятора {$<директивы>}
Интерфейсная часть interface
Подключение модулей uses <имя>, ..., <имя>;
Константы const ... ;
Типы данных type ... ;
Переменные var ... ;
Заголовки процедур procedure <имя> (<параметры>);
Заголовки функций function <имя> (<параметры>): <тип>;
Часть реализации implementation
Подключение модулей uses <имя>, ..., <имя>;
Константы const ... ;
Типы данных type ... ;
Переменные var ... ;
Реализация процедур procedure <имя>; begin ... end;
Реализация функций function <имя>; begin ... end;
Код инициализации initialization <операторы>
Код завершения finalization <операторы>
end.
После слова unit записывается имя модуля. Оно должно совпадать с именем файла, в котором находится исходный текст модуля. Например, если файл называется MathLib.pas, то модуль должен иметь имя MathLib. Заголовок модуля формируется автоматически при сохранении файла на диске, поэтому его не следует изменять вручную. Чтобы дать модулю другой заголовок, просто сохраните его на диске под другим именем.
В разделе interface описываются глобальные данные, процедуры и функции, доступные для использования в основной программе и других модулях.
В разделе implementation реализуется программный код глобальных процедур и функций и описываются локальные данные, процедуры и функции, недоступные основной программе и другим модулям.
Блок initialization является необязательным. Он состоит из операторов и выполняется автоматически непосредственно перед запуском основной программы. Блоки инициализации подключенных к программе модулей выполняются в том порядке, в котором они упоминаются в секции uses.
Блок finalization тоже является необязательным. Он состоит из операторов и выполняется автоматически непосредственно после завершения основной программы. Блоки завершения подключенных к программе модулей выполняются в порядке, обратном порядку подключения модулей в секции uses.
Если модуль не нуждается в инициализации и завершении, блоки initialization и finalization можно опустить.
В качестве упражнения давайте создадим модуль и подключим его к основной программе (для этого сначала запустите среду Delphi):
-
Выберите в главном меню команду File | New..., в появившемся диалоговом окне активизируйте значок с подписью Unit и щелкните на кнопке OK (рисунок 2.6).
Рисунок 2.6. Окно среды Delphi для создания нового модуля
-
Вы увидите, что среда Delphi создаст в редакторе кода новую страницу с текстом нового модуля Unit1 (рисунок 2.7):
