- •Аннотация
- •Условия использования
- •Оглавление
- •Содержание
- •Только для взрослых
- •Десять лет спустя
- •Чему нас учат семья и школа?
- •Крошка сын к отцу пришел
- •Азбучные истины
- •Что я могу ещё сказать?
- •Благодарности
- •Детям до 16-ти
- •Глава 1 Путь далек у нас с тобою…
- •Компьютер
- •Компилятор
- •Личный багаж
- •Компьютерная литература
- •В здоровом теле – здоровый дух
- •Вместе весело шагать по просторам!
- •Повторение – мать учения
- •Соглашения
- •Итоги
- •Глава 2 Вместо теории
- •Миф о думающих машинах
- •Загадочные коды
- •Языки программирования и компиляторы
- •Следующий шаг –
- •Итоги
- •Глава 3 Консольный интерфейс
- •Что такое интерфейс?
- •Консольный интерфейс
- •Прикосновение к консольному интерфейсу
- •А почему не «окна»?
- •Итоги
- •Глава 4 Оружие – к бою!
- •Оружейный прилавок
- •Free Pascal
- •Настройка ярлыка
- •Free Pascal
- •Установка справочной системы
- •Обновление версий Free Pascal
- •Итоги
- •Глава 5 Программа номер один
- •Постановка задачи
- •Создание файла
- •Наполнение файла
- •Компиляция
- •Процедура вывода (печати)
- •Запуск программы
- •Итоги
- •Глава 6 Подготовка к следующему штурму
- •Ещё об исходных файлах
- •Управление окном редактора
- •Борьба с ошибками
- •Итоги
- •Глава 7 Развиваем успех
- •Операторы и разделители
- •Программа, стой!
- •Алгоритмы
- •Блок-схемы
- •Итоги
- •Глава 8 Постоянные и переменные
- •Константы
- •Идентификаторы
- •Переменные
- •Ввод и вывод данных
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 9 Переменные: продолжение знакомства
- •Представьтесь, пожалуйста!
- •Из пустого в порожнее
- •Сцепление строк
- •Инициализация переменных
- •Типизированные константы
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 10 Условный оператор
- •Стой! Кто идет?
- •Вопрос ребром
- •Пост номер один
- •Неполный условный оператор
- •Пост номер два
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 11 Операторный блок
- •Операторные скобки
- •Красиво жить не запретишь
- •Комментарии
- •Итоги
- •Глава 12 Цикл с проверкой в конце
- •Подтянем дисциплину
- •Нанимаем репетитора
- •Вежливый часовой
- •Досрочный выход из цикла
- •Итоги
- •Глава 13 Правда и кривда
- •Есть ли жизнь на Марсе?
- •Информация и её мерило
- •Булевы переменные
- •Ввод и вывод булевых данных
- •Логические выражения
- •С высоты птичьего полета
- •Парад логических операций
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 14 Дважды два – четыре
- •Поможем братьям нашим меньшим
- •Числа и действия с ними
- •Алгоритм экзаменатора
- •Экзаменатор, первый вариант
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 15 Айда в Монте-Карло!
- •Куда ни глянь – то процедура, то функция!
- •Госпожа удача
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 16 Делу время, а потехе час
- •Потемкинская лестница
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 17 И вновь за парту
- •Цикл со счетчиком
- •Итоги
- •Глава 18 Аз, Буки
- •Символьный тип данных
- •Индексация
- •Длина строки
- •Распечатка строки
- •Итоги
- •Глава 19 Процедуры и функции: разделяй и властвуй
- •Снежный ком
- •Описание процедур
- •Процедуры с параметрами
- •Итоги
- •Глава 20 Процедуры: первый опыт
- •Мухи – налево, котлеты – направо!
- •Сверху вниз
- •Первые раны
- •Глобальные и локальные
- •Локально – это разумно!
- •Неподдающаяся строка
- •Итоги
- •Глава 21 Отладка
- •Отладчик
- •Жучки, вылезайте!
- •Ссылка на переменную
- •Итоги
- •Глава 22 О передаче параметров
- •Процедура обмена
- •Замена символов в строке
- •О передаче строк
- •Итоги
- •Глава 23 Функции
- •Объявление функции
- •Пример функции
- •Подсчет символов в строке
- •Возврат строк
- •Когда результат не важен
- •Неявная переменная Result
- •Итоги
- •Глава 24 Криптография
- •Секреты Юлия Цезаря
- •Суть проблемы
- •О кодировании символов
- •Чудесные превращения
- •Шифрование символа
- •Расшифровка символа
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 25 Текстовые файлы
- •Файлы хорошие и разные
- •Формат текстовых файлов
- •Доступ к текстовым файлам
- •Чтение из файла
- •Последовательный доступ к файлу
- •Самореклама
- •Цикл с проверкой в начале
- •Итоги
- •Глава 26 Я не читатель, — я писатель!
- •Запись в текстовый файл
- •Пример записи в файл
- •Завершение шпионского проекта
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 27 Дайте кораблю минутный отдых!
- •Ошибка ошибке рознь
- •Фатальные ошибки
- •«Простительные» ошибки
- •Опции компилятора
- •Обработка ошибок ввода-вывода
- •Директивы компилятора
- •Директиву – в студию!
- •Парад директив
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 28 Редактор и справочная система
- •Небьющиеся окна
- •Буфер обмена
- •Справочная система
- •Итоги
- •Глава 29 Читайте по-новому
- •Полицейская база данных, версия 1
- •Полицейская база данных, версия 2
- •Итоги
- •Глава 30 Журнальная история
- •Статистика знает всё?
- •Строим планы
- •Барабаним по клавишам
- •Первый блин
- •Блин второй
- •Спецификатор ширины поля
- •«Развесные» числа
- •Итоги
- •Глава 31 Финал журнальной истории
- •Буква за буквой
- •Нелишняя предосторожность
- •Достройка программы
- •Испытание
- •Итоги
- •Глава 32 Порядковые типы данных
- •Типы данных: простые и сложные
- •Целое братство
- •Капля, переполняющая чашу
- •Инкремент и декремент
- •Диапазоны
- •Перечисления
- •Порядковые типы
- •Разумный контроль
- •Итоги
- •Глава 33 Вещественные числа
- •Изображение вещественных чисел
- •Вывод вещественных чисел
- •Типы вещественных чисел
- •Сравнение вещественных чисел
- •Типы данных пользователя
- •Совместимость и преобразование типов
- •Размеры переменных и типов данных
- •Итоги
- •Глава 34 Структура программы
- •Управляющие структуры
- •Структура программы
- •Структура процедур и функций
- •Обмен данными с подпрограммами
- •Встроенные процедуры и функции
- •Что дальше?
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 35 Множества
- •В директорском кабинете
- •Первым делом, первым делом – оцифровка
- •Множества глазами математика
- •Числовые множества
- •Мощность множества, полные и неполные множества
- •Итоги
- •Глава 36 Множества в Паскале
- •Объявление множеств
- •Присвоение значений множествам
- •Операции с множествами
- •Сравнение множеств
- •Проверка на вхождение элемента в множество (операция IN)
- •Решение директорской задачи
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 37 Ввод и вывод множеств
- •Вывод множества в текстовый файл
- •Ввод множества из текстового файла.
- •Директорская задача, первый вариант
- •Директорская задача, второй вариант
- •Итоги
- •Глава 38 Множества «в бою»
- •Активисты, шаг вперед!
- •Подвиг контрразведчика
- •В тридевятом царстве
- •Решето Эратосфена
- •Мелочь, а приятно
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 39 Командная игра (массивы)
- •Снежная лавина
- •А где же волшебная палочка?
- •Массивы вокруг нас
- •Объявление массивов
- •Доступ к элементам (индексация)
- •Ввод и вывод массивов
- •Ошибки индексации
- •Итоги
- •Глава 40 Пристрелка на знакомых мишенях
- •Вопрос-ответ – добиваемся гибкости
- •Полицейская база данных – ускоряем поиск
- •Ещё раз о статистике
- •Итоги
- •Глава 41 По порядку, становись!
- •Пиратская справедливость
- •Пузырьковая сортировка
- •Электронная делёжка
- •Возвращение на футбольное поле
- •Итоги
- •Глава 42 Кто ищет, тот всегда найдет
- •Где эта улица, где этот дом?
- •Последовательный поиск
- •Двоичный поиск
- •Исследование двоичного поиска
- •Ах, время, время!
- •Логарифмы? Это просто!
- •Итоги
- •Глава 43 Сортировка по-взрослому
- •«Фермерская» сортировка
- •Быстрая сортировка
- •Процедура быстрой сортировки
- •О рекурсии и стеке
- •Алгоритмы, на старт!
- •Итоги
- •Глава 44 Строки
- •Строка – особый род массива
- •Укороченные строки
- •Операции со строками
- •Подсчет слов в строке
- •Контекстная замена
- •Итоги
- •Глава 45 Очереди и стеки
- •Вовочка в потоке событий
- •Танцевальный кружок
- •Скитания товарного вагона
- •Сортировочная горка
- •Итоги
- •Глава 46 Огромные числа
- •Сколько звезд на небе?
- •Сложение «в столбик» никто не отменял
- •Великая стройка
- •Длинная арифметика
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 47 Системы счисления
- •Из тьмы веков
- •Число и его изображение
- •Десятичная система
- •Двоичная система
- •Шестнадцатеричная система
- •Другие системы счисления
- •Изображение числа в заданной системе счисления
- •Обратное преобразование
- •Итоги
- •Глава 48 Железная логика
- •Два взгляда на компьютерные «кирпичики»
- •Логические операции в регистрах
- •Сдвиги влево и вправо
- •Итоги
- •Глава 49 Сложные массивы
- •На поклон к Науке
- •Имперское строительство
- •Крестики-нолики
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 50 Неспортивные рекорды (записи)
- •Кушать подано!
- •Записи
- •Второй тайм
- •Дополнительное время
- •Итоги
- •Глава 51 Указатели в море памяти
- •Погружение в оперативную память
- •«Планировка» памяти
- •Указатели, первое знакомство
- •Объявление указателей
- •Копирование указателей, пустой указатель
- •Сравнение и проверка указателей
- •Разыменование указателей
- •Нетипичный указатель
- •Примеры с указателями
- •Итоги
- •Глава 52 Динамические переменные
- •Аппетит является к обеду
- •Одолжите памяти немножко!
- •Выделение памяти
- •Освобождение памяти
- •Предупреждён – значит, вооружен
- •Итоги
- •Глава 53 Массив указателей
- •Базу данных – в кучу
- •Сортировка массива указателей
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 54 Односвязные списки
- •Чудесное сочетание
- •Проблема курицы и яйца
- •Вяжем список
- •Распечатка списка
- •Поиск в несортированном списке
- •Сортированные списки
- •Поиск в сортированном списке
- •Итоги
- •Глава 55 Слова, слова, слова…
- •Частотный анализ текста
- •Слово за слово
- •Структура записи
- •Алгоритм
- •А слабо?
- •Глава 56 И снова очереди, и снова стеки…
- •Шутить изволите?
- •Танцуют все!
- •Итоги
- •Глава 57 Графомания
- •Видимое представление графа
- •Внутреннее представление графа
- •Ввод и вывод графа
- •Итоги
- •Глава 58 По графу шагом марш!
- •Империя номер два
- •Структура узла
- •В рассыпную!
- •Аты-баты
- •Итоги
- •Глава 59 Крупные проекты
- •О модулях и разделении труда
- •Модули
- •Дробление модуля – «смертельный» номер
- •Компиляция проекта
- •Инициализация модуля
- •Структура модуля
- •О совпадении имен
- •Сборочный цех
- •Фирменные библиотеки
- •Динамически загружаемые библиотеки (DLL)
- •Итоги
- •Глава 60 Мелкие хитрости
- •Включаемые файлы
- •Условная компиляция
- •Итоги
- •Глава 61 «Кубики» программиста (ООП)
- •Фокус-покус
- •Вместо паяльника
- •На трех китах
- •Инкапсуляция
- •Наследование
- •Приборостроение
- •Гражданское строительство
- •Динамические объекты
- •Полиморфизм
- •Сокрытие полей и методов
- •Итоги
- •Глава 62 Всё только начинается!
- •Крупицы мастерства
- •Программисты, на старт!
- •Приложение А Установка и настройка IDE Borland Pascal
- •Borland Pascal, состав дистрибутива
- •Borland Pascal
- •Установка
- •Организация рабочей папки
- •Создание и настройка ярлыка
- •Пробный запуск
- •Предварительная настройка
- •Русификация консольного окна
- •Turbo Pascal School Pak
- •Приложение Б Консольная программа в среде Delphi
- •Создание пустого консольного приложения
- •Настройка и сохранение консольного приложения
- •Русификация консольного приложения
- •Приложение В Особенности IDE Pascal ABCNet
- •Приложение Ж Директивы управления компиляцией
- •Приложение З Назначение пунктов меню
- •Приложение И Стандартная кодировка символов MS-DOS
- •Приложение К Некоторые встроенные процедуры и функции
- •Приложение М Пример олимпиадной задачи
- •Библиография
Глава 61 «Кубики» программиста (ООП)
{--- Реализация объекта «ГРАЖДАНСКИЙ СЛУЖАЩИЙ» ---}
constructor TCivil.Init(aBearing: integer; const aName, aFam : string;
begin |
|
aLevel: integer); |
|
|
|
inherited Init(aBearing, aName, aFam); |
|
|
mLevel:= aLevel; |
|
|
end; |
|
|
procedure TCivil.Report; |
|
|
begin |
|
|
inherited Report; |
|
|
Writeln('Категория: ', mLevel); |
|
|
end; |
|
|
var Persons : array[1..3] of PPerson; |
{ массив указателей на ПРЕДКА } |
|
i : integer; |
|
|
begin |
{--- Главная программа ---} |
|
{Массив заполняется объектами РАЗНЫХ, но родственных типов } Persons[1]:= New(PPerson, Init(1985, 'Иван', 'Семенов')); Persons[2]:= New(PCivil, Init(1995, 'Мария', 'Рыбкина', 12)); Persons[3]:= New(PMilitary, Init(1985, 'Андрей', 'Быков', 'Майор'));
{В ходе распечатки вызывается метод ФАКТИЧЕСКОГО объекта }
for i:=1 to 3 do Persons[i]^.Report;
Readln;
end.
Сокрытие полей и методов
Вы догадываетесь, из чего строят современные программы? Из сотен «умных» объектов, образующих ветвистую иерархию родственных связей, которая открывает простор полиморфизму.
Многие объекты фирменных библиотек — это полуфабрикаты, требующие лишь небольшой настройки под конкретное применение. В ходе такой настройки программист добавляет к базовому объекту свои поля и методы. И здесь порой случается то же, что при использовании библиотечных модулей: имя, назначенное программистом, может совпасть с уже объявленным именем в предке. И тогда имена могут конфликтовать. В библиотечных модулях эта проблема решается скрытием большей части переменных, процедур и функций в невидимой извне секции реализации IMPLEMENTATION.
Схожий прием используют и в объектном программировании. Поля и методы, доступ к которым наследникам не нужен, прячут в объекте-предке так, что они
516
Глава 61 «Кубики» программиста (ООП)
становятся невидимыми за пределами предка. И тогда спрятанные имена можно использовать в наследниках повторно по иному назначению. Не будет ли здесь путаницы? Нет, поскольку методы предка не знают о новых именах и обращаются к старым. А методы наследника не видят старых имен и обращаются к новым. Разумеется, что разработчик объекта-предка тщательно отбирает те поля и методы, которые потребуются создателям потомков.
Сокрытие имен объекта организовано очень просто: в объявление объекта вставляют ключевые слова PRIVATE (личный) и PUBLIC (общедоступный). Эти слова разбивают объявление объекта на две части — приватную и общедоступную, например:
type TParent = object |
{ объект-предок } |
private |
|
A, B : integer; |
|
function Calc(arg: integer): integer; public
Constructor Init(a, b : integer) function GetSum: integer; virtual;
end;
Здесь поля A и B, а также функция Calc, скрыты от взоров потомков. Поэтому программист, импортировавший объект типа TParent, может спокойно добавить в него свои поля или методы с теми же самыми именами, например, так:
type TChild = object (TParent) |
{ объект-наследник } |
A, B : string;
procedure Calc;
. . .
end;
Здесь в потомке поля A и B имеют другой тип, а имя Calc принадлежит не функции, а процедуре. Но поля и методы предка с этими же именами всё ещё существуют! Но доступны только предку, вот и всё.
А если в объявлении объекта не указаны ключевые слова PRIVATE и PUBLIC? Тогда все его поля и методы по умолчанию будут общедоступными.
Итак, мы рассмотрели идеи и механизмы, лежащие в основе объектноориентированного программирования. К сожалению, одной главы маловато для освоения всех тонкостей этой технологии — на то есть другие книги. Объектные технологии — это настоящее и будущее программирования, не жалейте времени на их освоение. Здесь, как и во всем, важна практика. В начале главы я дал пример использования библиотеки Turbo Vision. Изучение этой и ей подобных библиотек
517
Глава 61 «Кубики» программиста (ООП)
— прекрасный способ освоения объектной технологии, подробное описание библиотеки можно найти в Сети и в литературе.
Итоги
∙Объектно-ориентированное программирование – это современная технология быстрой разработки крупных и надежных программ.
∙Объект – это сложный тип данных, совмещающий в себе собственно данные и процедуры, обрабатывающие их.
∙Объектно-ориентированное программирование основано на трех дополняющих друг друга механизмах: инкапсуляции, наследовании и полиморфизме.
∙Инкапсуляция – это объединение данных и процедур, их обрабатывающих, в едином объекте.
∙Наследование позволяет создавать новые типы объектов на базе существующих. Так создается иерархия родственных объектов.
∙Полиморфизм состоит в схожем поведении объектов родственных типов.
Аслабо?
А) Разработайте иерархию «человечьих» объектов в соответствии со следующим рисунком (новые типы объектов выделены цветом).
TPerson
|
TMilitary |
|
|
|
Ребенок |
|
|
|
TCivil |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Танкист |
|
|
|
Моряк |
|
|
|
Авиатор |
|
|
|
Учитель |
|
|
|
Врач |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дайте новым типам объектов подходящие имена, дополните их надлежащими полями, переопределите конструкторы и метод Report. Затем исследуйте механизм полиморфизма на предке и всех его потомках.
518
Глава 61 «Кубики» программиста (ООП)
Б) Мощность множеств в Паскале не превышает 256, и часто этого бывает недостаточно. Сконструируем свой тип множеств, назовем его TBigSet, мощность которого составит 65536 (соответствует диапазону для типа Word). Оформим это множество как объект.
type |
|
TSetArray = array [0..4096] of word; |
{ хранит 65536 бит (4096*16) } |
PSetArray = ^ TSetArray; |
{ тип-указатель на массив } |
TBigSet = object
mArray : PSetArray; { указатель на динамический массив } Constructor Init; { создает динамический массив mArray ) Destructor Done; { освобождает память, занятую массивом } procedure ClearAll; { опустошает множество }
procedure SetAll; { делает множество полным }
procedure Insert(N); { вставляет элемент N в множество } procedure Delete(N); { удаляет элемент N из множества }
function Member(N):Boolean; { проверяет принадлежность N к множеству } function IsEmpty:Boolean; { проверяет пустоту множества }
procedure Union(BS: TBigSet); { добавляет другое множество } procedure InterSect(BS: TBigSet); { формирует пересечение множеств } procedure Load(var F: text); { вводит множество из файла } procedure Save(var F: text); { выводит множество в текстовый файл }
end;
Примените здесь сведения из главы 48, а также идеи из задачи 49-В (глава 49). Так, включение в множество и исключение из него элемента N может быть выполнено установкой и сбросом бита в массиве mArray^.
mArray^[N div 16]:= mArray^[N div 16] or (1 shl (N mod 16)) mArray^[N div 16]:= mArray^[N div 16] and not (1 shl (N mod 16))
Объединение с другим множеством Union(BS:TBigSet) можно сделать логическим суммированием массивов:
for I:=0 to 4095 do mArray^[ I ]:= mArray1^[ I ] or BS.mArray^[ I ]
И так далее. Напишите реализацию всех методов объекта и примените его к решету Эратосфена и прочим задачам из главы 38.
519