5.3. Типы

Типы в Object Pascal играют огромную роль. Связано это с тем, что лежащий в его основе язык Pascal был специально придуман как средство обучения студентов программированию. Поскольку начинающий программист легко может допустить ошибку или неточно описать свои действия, компилятор Pascal должен был иметь средства контроля за действиями программиста, чтобы вовремя предостеречь его от последствий неверных действий. Первоначально типы как раз и предназначались для того, чтобы программист явно указывал компилятору, какого размера память нужна ему в программе и что он собирается делать с этой памятью. Практика применения типов показала их высокую эффективность для защиты программы от случайных ошибок, так что практически все современные языки программирования в той или иной степени реализуют механизм типов. В Object Pascal значение типов возросло в еще большей степени, т. к. с их помощью определяются классы - основной инструмент программиста.

5.3.1. Строковый и символьный типы

Свое знакомство с типами мы начнем со строкового типа String. Этот тип определяет участок памяти переменной длины, каждый байт которого содержит один символ. Для символов в Object Pascal используется тип Char, таким образом, String - это цепочка следующих друг за другом символов Char. Каждый символ в String пронумерован, причем первый символ имеет номер 1. Программист может обращаться к любому символу строки, указывая его порядковый номер в квадратных скобках сразу за именем переменной:

var // Начало раздела описания переменных

S: String;

// Объявление переменной строкового типа

begin

// Начало раздела исполняемых операторов

S := 'Строка символов';

// Переменная S содержит

// значение ”Строка символов”

S[6] := 'и'; // Теперь переменная содержит значение

// ”Строки символов”

end;

// Конец раздела исполняемых операторов

Наличие комментариев избавляет меня от необходимости подробного описания назначения каждой строки текста. Напомню, что программист обязан объявить любой вводимый им идентификатор. Идентификатор s неизвестен Delphi - он введен нами для переменной строкового типа. После его объявления в разделе переменных Delphi выделит для него начальную область памяти минимальной длины и будет контролировать использование этого идентификатора в разделе исполняемых операторов. Например, если в этом разделе встретится выражение

2*S-1

компилятор сразу забьет тревогу, так как строка не может быть участником математических вычислений: она предназначена для хранения символов, а не чисел.

В первом операторе присваивания в переменную s будет помещено значение строковой константы строка символов'. Строковые константы содержат произвольные символы, заключенные в обрамляющие апострофы, причем сами апострофы не входят в значение константы, поэтому после присваивания переменная примет значение Строка символов без апострофов (если понадобится включить в текстовую константу апостроф, он удваивается: ' символ ' ' - апостроф'). После первого присваивания s будет занимать участок памяти длиной 15 байт - по одному байту на каждый символ значения[ На самом деле переменная строкового типа всегда имеет длину 4 байта, которые используются для указания на область памяти, в которой помещается сама строка символов. Подробнее о механизме использования памяти строковыми переменными см. п. 6.3.1.]. Переменность размера области памяти, выделяемой для размещения строки символов, - характерная особенность типа string. Если бы, например, во втором операторе мы обратились не к 6-му по счету символу, а ко всей строке в целом:

S := 'и';

эта переменная стала бы занимать 1 байт, а следующие за ним 14 байтов оказались бы свободными. Длина строковой переменной в программе меняется автоматически при каждом присваивании переменной нового значения и может составлять от 0 до 2 Гбайт[Для версии Delphi 1 тип String соответствует “короткой” строке, длина которой не может превышать 255 байт.] (1 Гигабайт (Гбайт) соответствует константе Gbyte на стр. 84). Над строковым типом определена операция сцепления (+):

S := 'Object'+' Pascal';// S содержит “Object Pascal”

 

Кроме того, строки можно сравнивать с помощью таких операций отношения:

Операция	Смысл
=	Равно
<>	Не равно
>	Больше
>=	Больше или равно
<	Меньше
<=	Меньше или равно

Примечание. Символы <>, <= и >= пишутся слитно, их нельзя разделять пробелами иди комментариями.

Результат применения операции сравнения к двум строкам имеет логический тип, который характеризуется двумя возможными значениям: True (Истина; читается тру) и False (Ложь; читается фоле). Строки сравниваются побайтно, слева направо; каждая пара символов сравнивается в соответствии с их внутренней кодировкой (см. гл. 7).

Все остальные действия над строками осуществляются с помощью нескольких стандартных для Delphi подпрограмм, описанных в гл.7.

Учебная программа COPY.TXT

Создадим программу, в которой текст из строки ввода edinput будет копироваться без изменений в метку lboutput и редактор mmoutput. Для этого загрузите Delphi и выберите опцию File | New | Application [Как уже говорилось в гл. 2, имеет смысл для каждой учебной программы создавать свой подкаталог и размещать в нем все связанные с программой файлы. Если вы еще не сделали этого, минимизируйте Delphi и создайте с помощью Проводника подкаталог COPYTXT в каталоге для ваших учебных программ. В дальнейшем я не буду напоминать вам о необходимости создания подкаталогов, однако помните, что, если вы не будете этого делать, очень скоро ваш учебный каталог станет представлять собой хаотическое нагромождение никак не связанных друг с другом файлов.].

Чтобы сообщить программе о том, что в строке ввода edinput подготовлен текст, пользователь должен щелкнуть по кнопке bbRun, поэтому все необходимые действия мы сосредоточим в обработчике события onciick этой кнопки. Дважды щелкните по кнопке bbRun в окне формы, чтобы Delphi автоматически подготовила для вас заголовок обработчика события, и отредактируйте его следующим образом: 

procedure TfmExample.bbRunClick(Sender: TObject);

begin

lbOutput.Caption := edInput.Text;

// Повторяем текст в метке mmOutput.Lines.Add(edInput.Text);

// и в многострочном редакторе

edInput.Text := '';

// Очищаем строку ввода edInput.SetFocus;

// Передаем ей фокус ввода

end;

Нажмите F9 для прогона программы, сохраните модуль под именем CopyTxtU.pas, а проект в целом - под именем copyTxt.dpr, и вы увидите окно, показанное на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Окно программы CopyTxt

 Комментарий к программе

Вводимый текст хранится в свойстве Text компонента edInput. После выполнения первого оператора присваивания он будет перенесен в свойство caption компонента IbOutput и тут же появится на экране над строкой ввода.

Многострочньш редактор mmOutput способен сохранять и отображать на экране множество строк. Все они содержатся в его свойстве Lines, относящемуся к классу TStringList (подробнее об этом классе см. п. 12.1). Метод Add класса TStringList добавляет новую строку к имеющемуся в Lines набору строк. Добавленная с помощью второго оператора строка тут же отображается на экране. С помощью оператора

edInput.Text := ' ' ;

строка ввода очищается и подготавливается к вводу нового текста. Двойной апостроф в правой части оператора указывает “пустую” строку или, что то же, строку нулевой длины. Завершает обработчик оператор

edinput.SetFocus ;

с помощью которого строка edinput получает фокус ввода. Термином “фокус ввода” в Delphi фактически обозначается клавиатура”* “Получить фокус ввода” означает связать указанный компонент с клавиатурой. В окне программы может быть несколько компонентов, способных принимать и обрабатывать клавиатурный ввод (в нашей программе таких компонентов четыре: редактор mmoutput, строка edinput и кнопки bbRun и bbciose). Каждый из таких компонентов имеет метод SetFocus, с помощью которого программа может передать компоненту контроль над клавиатурой. Чтобы оценить действия, реализуемые оператором edinput. SetFocus, поставьте в самом начале оператора признак комментария (символы “//”), сделайте новый прогон программы и введите с ее помощью хотя бы 2-3 строки.

Замечу, что в момент появления окна программы на экране строка edinput не имеет фокуса ввода, что затрудняет ввод первой строки. Попробуйте самостоятельно создать обработчик события опАс-tivate для формы fmExampie и в нем установить фокус ввода для строки edinput. (Подсказка: раскройте список выбора в верхней части окна Инспектора объектов, выберите в нем компонент fmExampie и дважды щелкните по правой колонке свойства OnActivate на странице Events этого окна.)

5.3.2. Целые типы

Целые типы используются для хранения и преобразования целых чисел. В Object Pascal предусмотрено несколько целочисленных типов, отличающихся диапазоном возможных значений. В этой лекции мы будем использовать тип integer, занимающий в памяти 4 смежных байта и предназначенный для хранения целых чисел в диапазоне от -2 147 483 648 до +2 147 483 647⁸. Более полные сведения о целых типах вы найдете в гл. 7.

Над целыми числами определены следующие математические операции:

+	+ сложение
-	вычитание
*	умножение
div	деление с отбрасыванием остатка
mod	получение остатка от деления

Спецификой деления является то обстоятельство, что результат может иметь дробный вид: 1/2, 2*3/5 и т. п. Для хранения дробных чисел в Object Pascal используются вещественные типы (см. п. 7.3.3), вот почему в языке имеются целых две операции деления (div и mod):

var

X,Y: Integer;

begin

X := 5 div 2; // X содержит 2

Y := 5 mod 2; // Y содержит 1

end;

Смысл остальных операций совпадает с общепринятым математическим, за тем исключением, что результат не должен выходить из диапазона возможных значений целого типа:

var

X: Integer;

begin

X := 2147483647;

X := X + 1; // Ошибка! Результат +2 147 483 648 выходит

// из допустимого диапазона.

end;

Как и к строкам, к целым числам применимы операции сравнения.

Учебная программа INTMULT

В описываемой ниже программе пользователь вводит два целых числа, а программа вычисляет и показывает их произведение. В этой программе мы также познакомимся с преобразованием типов. На рис. 5.5. показан вид окна работающей программы.[В версии Delphi 1 тип Integer занимает 2 байта и содержит число в диапазоне от -32 768 до +32 767.]

 

Рис. 5.5. Окно программы IntMult

Прежде всего обсудим две проблемы, связанные с реализацией программы:

1. как известить программу о вводе каждого из операндов;

2. что будет, если пользователь подготовит неверную запись целого числа (например “12.3”).

Суть первой проблемы состоит в том, что подготовленная нами учебная форма fmExampie имеет только одну строку ввода edinput и одну кнопку bbRun (кнопка bbClose используется для прекращения работы программы и эту ее функциональность не следует изменять). Мы могли бы написать программу, которая вводит строку типа

2*3

и после анализа строки выводит результат. Однако логика анализа существенно перегрузит программу и потребует использования в ней средств, с которыми мы пока не знакомы. Значительно проще вставить в форму еще одну кнопку. Тогда щелчок по первой кнопке будет сигналом о том, что в строке ввода подготовлен первый операнд, а щелчок по второй - что готов второй операнд и можно вычислять результат. В этом варианте следует предусмотреть случай, когда щелчок по второй кнопке будет предшествовать щелчку по первой и программа будет вычислять выражение с неопределенным первым операндом. Решение этой дополнительной проблемы состоит в том, чтобы сделать вторую кнопку недоступной или даже невидимой до тех пор, пока не будет введен первый операнд.

Подводя итог, я предлагаю поместить на форму fmExample новую кнопку BitBtn (страница Additional галереи компонентов) так, чтобы она полностью закрыла собой имеющуюся кнопку bbRun, назвать новую кнопку bbResuit (свойство Name), установить для нее сорт (свойство Kind) bkOK и сделать ее временно невидимой (поместить в свойство visible значение False). После такой подготовки в момент начала работы новая кнопка не будет видна и не помешает пользователю щелкнуть по кнопке bbRun. В обработчике события bbRun-click следует спрятать кнопку bbRun и показать кнопку bbResuit, чтобы пользователь смог подтвердить ввод второго операнда. Сделайте необходимые изменения формы для нового проекта, а я пока перейду к обсуждению второй проблемы.

Суть второй проблемы заключается в том, что пользователь может случайно или преднамеренно ввести строку, которая не содержит правильного представления целого числа. Преобразование такой строки к целому числу может привести к аварийному завершению работы программы. Существует множество способов решения этой проблемы, я предлагаю наиболее простой: заменить обычный однострочный редактор edinput на специализированный, способный контролировать ввод пользователя. Удалите из формы редактор edinput (щелкните по нему мышкой и нажмите клавишу Delete) и поместите на его место компонент MaskEdit (страница Additional). Дайте ему прежнее имя edinput (свойство Name) и раскройте диалоговое окно свойства EditMask (рис. 5.6). Это свойство указывает маску компонента, т. е. определяет, какие символы и в какой последовательности может набирать пользователь в окне ввода.

Рис. 5.6. Окно определения маски компонента MaskEdit

В строке Input Mask введите

#99999999;1;

В окошке Character for Blanks вместо умалчиваемого символа-заполнителя “_” укажите пробел и закройте окно кнопкой ок. Сформированная нами маска заставит компонент автоматически контролировать ввод пользователя и отвергать любые символы, кроме знаков + или - в первой позиции (элемент маски “#”) и цифр (элементы “9”).

Теперь все готово к кодированию программы.

Дважды щелкните по кнопке bbResuit и введите такой код для обработчика события OnClick этой кнопки:

procedure TfniExample.bbResultClick( Sender: TObject) ;

// Обработка ввода 2-го операнда

begin // Преобразуем текст из edinput в целое число:

Y := StrToInt(Trim(edinput.Text));

// Сообщаем в Memo о вводе 2-го операнда:

mmOutput.Lines.Add('2-й операнд:'+edInput.Text);

// Вычисляем и показываем результат:

mmOutput.Lines.Add('Результат: '+ IntToStr(X)+' * '+IntToStr(Y)+' = '+IntToStr(X*Y));

edinput.Text := ''; // Очищаем ввод

edinput. SetFocus;

// и возвращаем ему фокус

IbOutput.Caption := 'Введите 1-й операнд; bbResuit.Hide;

// Прячем кнопку

bbResuit bbRun.Show;

// и показываем bbRun

end;

Для ввода обработчика события onciick кнопки bbRun нужно сначала с помощью списка выбора в верхней части окна Инспектора объектов отыскать и выбрать компонент bbRun (напомню, он полностью закрыт кнопкой bbResuit), затем дважды щелкнуть в правом столбце строки onciick на странице Events и ввести такой код:

procedure TfmExample.bbRunClick(Sender: TObject);

// Обработка ввода 1-го операнда

begin

// Преобразуем текст из edinput в целое число

Х := StrToInt(Trim(edinput.Text));

// Сообщаем в Memo о вводе 1-го операнда

mmOutput.Lines.Add('1-й операнд: '+edInput.Text);

edinput.Text := ''; // Очищаем ввод

edInput.SetFocus;// и возвращаем ему фокус

IbOutput.Caption := 'Введите 2-й операнд:';

bbResult.Show; // Показываем кнопку bbResult

bbRun.Hide; // и прячем bbRun

end;

Осталось передать фокус ввода компоненту edinput в момент старта программы и определить переменные х и y для хранения операндов. Разыщите в самом начале окна кода программы описание класса TfmExample и отредактируйте его следующим образом:

private

{ Private declarations } X,Y: Integer;.

Затем с помощью списка выбора в окне Инспектора объектов выберите форму fmExampie и после двойного щелчка на строке опАс-tivate страницы Events введите такой обработчик события:

procedure TfmExample.FormActivate(Sender: TObject);

// Подготовка к началу работы

begin

edInput.SetFocus; // Передаем фокус ввода редактору edinput

IbOutput.Caption := 'Введите 1-й операнд:';

end;

Комментарий к программе

С помощью строк

private

{ Private declarations }

X,Y: Integer;

мы определили в классе TfmExample две целочисленные переменные Х и Y, которые после этого стали доступны любым методам этого класса, в том числе обработчикам событий OnClick. Такого рода переменные (их называют полями класса) облегчают взаимодействие методов друг с другом. В нашем случае необходимость в них возникла по той причине, что первый операнд (переменная X) вводится в одном методе (bbRunciick), а используется в другом

(bbResultClick).

Оба обработчика событий onciick содержат почти одинаковые операторы. В начале каждого из них стоит оператор присваивания, в правой части которого содержится выражение

StrToInt(Trim(edinput.Text))

Это выражение состоит из вызова стандартных для Object Pascal функций: сначала вызывается функция Trim , которая возвращает строку-аргумент (в нашем случае edinput.Text) без обрамляющих ее (т. е. ведущих и ведомых) пробелов⁹; затем с помощью вызова StrToint строка символов преобразуется к целому числу.

Функция преобразования StrToint очень чувствительна к возможным ошибкам символьного представления целого числа. Большая часть возможных ошибок в нашей программе блокируется фильтрующими возможностями редактора MaskEdit и функцией Trim. Программа аварийно завершится, если при щелчке по кнопкам bbRun или bbResuit редактор не содержит текста. Чтобы избежать этого, перед вызовом StrToint вставьте

if edinput.Text =''' then Exit;

Этот оператор прекращает дальнейшую работу обработчика в случае, если в окне ввода компонента edinput нет текста.

Методы Show и Hide компонентов-кнопок соответственно показывают или прячут компонент. Спрятанный компонент никак не участвует во взаимодействии с пользователем.