[ Миронченко ] Императивное и объектно-ориентированное програмирование на Turbo Pascal и Delphi

271

Остальные функции вы можете найти в справочной системе, написав фразу

file management routines TSearchRec определяется так:

type

TSearchRec = record Time: Integer;

Size: Integer; //размер файла в байтах

Attr: Integer; //атрибуты файла

Name: TFileName; //название файла с расширением, но без пути доступа

ExcludeAttr: Integer;

FindHandle: THandle;

FindData: TWin32FindData; // вспомогательная инф.: время создания, полное имя и т.д.

end;

Вследующем примере мы напишем программу, которая будет искать все файлы

сзаданным расширением в подкаталогах.

Пример 7: Поиск файлов в директории.

1 : program Kap15b04;

2 :

3 : {$APPTYPE CONSOLE}

4 :

5 : uses

6 : SysUtils,

7 : Dialogs;

8 :

9 : const

10:n=10000;

11:type

12:MeinTSearchRec = record

13:TSR:TSearchRec;

14:VollName:string; {имя файла вместе с полным путем к нему}

15:end;

16:DateienInfoMas = array [1..n] of MeinTSearchRec;

17:

18:{Заносит в массив M все файлы в директории Dir (включая все

19:поддиректории) с расширением Erweiterung. В TotQuant записывает

20:общее количество таких файлов.}

21:procedure AlleDateienZuMas(var M:DateienInfoMas;var TotQuant:integer;var Dir,Erweiterung:string);

22:var

23:sr:TSearchRec;

24:s:string;

25:begin

26:{$I-} //ошибки ввода-вывода надо проверять самому с помощью

IOResult

27:ChDir(Dir); //устанавливаем новый текущий каталог

28:

29: if IOResult<>0 then //Если каталог Dir не существует

274

15.8. Динамически подключаемые библиотеки (DLL)

Модули, на которые разбивается программа, подключаются к основной программе статически – т.е. при компоновке программы. С помощью DLL можно подключать части программы во время ее работы. Кроме того, используя DLL, можно использовать подпрограммы, написанные на других языках программирования. Использование DLL поддерживается операционной системой Windows (для этого в Win32 API есть специальные функции). Сама Windows тоже состоит из ряда DLL.

Описание библиотек отличается от описания основной программы лишь тем, что начинается файл с исходным кодом библиотеки с ключевого слова Library, а также в библиотеке есть раздел exports, в котором перечисляются подпрограммы, которые экспортируются библиотекой (т.е. подпрограммы, которые могут использоваться в программах, которые подключают DLL).

Пример 8: Пишем простую библиотеку. library MeineDLL;

function Summe(var A:array of integer):integer; stdcall; var

i:integer; begin

result:=0;

for i:=0 to high(A) do result:=result+A[i];

end;

procedure ZufalligMas(var A:array of integer;k:integer); stdcall; var

i:integer; begin

for i:=0 to High(A) do A[i]:=random(k);

end;

procedure SchreibMas(var A:array of integer); stdcall; var

i:integer; begin

for i:=0 to High(A) do write(A[i],' ');

end;

Exports

Summe index 1 name 'Summe',

ZufalligMas index 2 name 'ZufalligMas', SchreibMas index 3 name 'SchreibMas';

begin end.

275

Называется библиотека MeineDLL, следовательно, после компиляции появится файл MeineDLL.dll, который и будет подключаться к программам.

Все функции в библиотеке – вполне обычные, но объявлены с директивой stdcall для того, чтобы не возникало проблем при использовании библиотеки в программах, написанных на других языках программирования.

В конце библиотеки находится раздел exports, в котором «на экспорт» идут все 3 подпрограммы, написанные в библиотеке. После названия процедуры следует индекс, который позволяет при подключении библиотеки быстро находить адрес подпрограммы. Name – это внешнее имя подпрограммы (оно может отличаться от внутреннего, т.е. имени, которое ей дано внутри библиотеки).

15.9. Подключение библиотеки

Можно подключать функции из библиотеки просто с помощью директивы external: после полного названия подпрограммы ставится директива external и название библиотеки. Такое подключение иногда называется статическим т.к. функции после начала работы программы экспортируются из библиотеки и затем присутствуют в программе до ее завершения. Однако все равно подпрограммы подключаются не на этапе компоновки, а после запуска приложения.

Пример 9: Статическое подключение библиотеки. program StatischeDLL;

{$APPTYPE CONSOLE} const

n=5; var

A:Array [1..n] of integer;

function Summe(var A:array of integer):integer; stdcall; External 'MeineDLL';

procedure ZufalligMas(var A:array of integer;k:integer); stdcall; external 'MeineDLL';

procedure SchreibMas(var A:array of integer); stdcall;external 'MeineDLL';

begin randomize;

ZufalligMas(A,45);

SchreibMas(A);

writeln;

writeln(Summe(A));

readln;

end.

Как видите, были подключены 3 подпрограммы из библиотеки и успешно использованы в программе.

Для того чтобы «динамически» подключать библиотеки, т.е. самим решать, когда подключать библиотеку, а когда выгружать ее из памяти, надо использовать API-

276

функции LoadLibrary, GetProcAddress, FreeLibrary, которые описаны в модуле Windows.

Мы разберемся в том, как они работают на примере.

Пример 10: Динамическое подключение библиотеки. program DynDLL;

{$APPTYPE CONSOLE} uses

Windows; const

n=5; type

Mas=Array [1..n] of integer;

SummFunk = function (var A:array of integer):integer; stdcall; FullProz = procedure (var A:array of integer;k:integer); stdcall; SchrProz = procedure (var A:array of integer); stdcall;

var A:Mas;

H:LongWord;

Summe:SummFunk;

ZufalligMas:FullProz;

SchreibMas:SchrProz;

begin H:=LoadLibrary('MeineDLL.dll'); if H=0 then

begin

writeln('Нет такой библиотеки'); readln;

exit;

end;

@Summe:=GetProcAddress(H,PChar(1));

@ZufalligMas:=GetProcAddress(H,'ZufalligMas');

@SchreibMas:=GetProcAddress(H,'SchreibMas');

randomize;

ZufalligMas(A,45);

SchreibMas(A);

writeln;

writeln('Summe ',Summe(A)); FreeLibrary(H);

readln;

end.

В программе создаются все необходимые процедурные типы и переменные этих типов. В исполняемой части программы сначала загружается библиотека, затем в переменные функциональных типов загружаются все соответствующие функции и процедуры из библиотеки. Перед завершением работы программы, следует выгрузить библиотеку из памяти.

При динамическом подключении подпрограмм вы можете много раз загружать и выгружать различные библиотеки из памяти, что очень удобно.

277

15.10.Использование модулей в DLL

ВDLL можно использовать модули, как и в обычной программе, но отличие в том, что внутри модуля как в разделе implementation, так и в разделе interface можно экспортировать подпрограммы (как и в самой библиотеке, с помощью exports). При создании библиотеки все модули и сама библиотека компилируются в один файл с расширением dll, и при подключении этой библиотеки из основной программы можно подключать все необходимые функции.

Инициализирующая и завершающая часть модулей, на которые ссылается библиотека будут выполнены только в случае, если на них ссылается основная программа (прямо, или косвенно, через какой-то из своих модулей).

15.11.Что нам дает DLL?

1.Не надо постоянно хранить в памяти всю программу, - можно подключать и убирать куски кода, которые уже не нужны.

2.Программа может изменять саму себя во время своей работы: часть программы, которая находится в памяти, может изменять исходный код некоторых библиотек, или создавать новые библиотеки, затем вызывать компилятор, который сможет создать из исходного кода библиотеку и затем подключать уже измененный код.

3.Привлекательна возможность написания программы на разных языках.

4.Но: библиотека может экспортировать только подпрограммы. Ни типы, ни переменные она экспортировать не в состоянии. Следовательно, классы из DLL переносить нельзя.

5.При использовании DLL следует учитывать, что если ваша подпрограмма использует модули в разных подпрограммах, то компилятор подключает к программе 1 экземпляр модуля, а если вы 2 раза подключите одну DLL в разных местах программы, то к программе будет подсоединено 2 копии одной и той же библиотеки.

278

Глава 16: Объектно-ориентированное программирование

16.1.Модульный подход и ООП

Вмодульном программировании программа состояла в общем случае из нескольких модулей, в которых сосредоточены подпрограммы, типы данных, глобальные переменные, и т.д. Разбиение программы на модули, как вы помните, - это не просто разделение одного большого файла с кодом на несколько, - модули обладают определенной самостоятельностью, т.к. у них есть внутренние подпрограммы, константы, типы …, которые невидимы в программе, которая подключает данный модуль. Но модульность принципиально не изменила подход процедурного программирования, который можно кратко выразить так: «натравить процедуру на матрицу». Локальность подпрограмм в модулях во многом напоминает локальность одной подпрограммы относительно другой.

Процедурный подход часто не соответствует нашему пониманию мира, который мы моделируем в программе: мы говорим, что машина едет, а не то, что есть функция «ехать», которая применяется к машине. Скорее у машины есть способность перемещаться, которая является ее неотъемлемой частью, иначе она – просто металлолом, а не средство передвижения. Но в таком случае мы должны каким-то образом объединить данные – саму машину (ее детали) с функциями машины – перемещаться, расходовать бензин и т.д. Именно объединение данных и функций положено в основу объектно-ориентированного программирования (ООП), которое мы подробно рассмотрим в этой главе.

Введем основные определения:

•Тип данных, в котором объединены данные и функции, называется классом.

•Экземпляр класса называется объектом этого класса.

•Подпрограммы, которые находятся внутри класса, называются методами класса.

•Данные, которые находятся в классе, называются полями.

Позже мы рассмотрим еще одни элементы класса – свойства.

•Объектно-ориентированное программирование - методология программирования, основанная на использовании классов.

•Объединение в рамках одного типа полей и методов называется инкапсуляцией.

16.2. Как объединить данные с подпрограммами средствами процедурного программирования

Вы знаете, что программа хранится в памяти во время выполнения, следовательно, и сами подпрограммы, которые являются частью программы, тоже обладают определенным адресом (адрес подпрограммы = адрес ее начала) в оперативной памяти ПК. Кроме того, вы умеете пользоваться процедурными и функциональными типами, которые, по сути, являются ссылками на начало подпрограммы. Значит, чтобы объединить подпрограммы с данными, можно создать запись, в которой вместо каждой из функций находилась бы ссылка на некоторую подпрограмму. Безусловно, сама запись стала бы очень громоздкой, однако цели мы бы добились. Однако, для создания переменной такой записи, надо самостоятельно настроить все ссылки на подпрограммы, т.е. в каждую из них записать адрес нужной

280

ЧЗ

Рис 16.2 Чудо-записи, версия 2

16.3. Объявление класса. Способы доступа к элементам класса

Просто объединить данные и методы – уже хорошо, т.к. это позволяет мыслить в терминах классов и объектов. Для того чтобы сделать класс чем-то более целостным, можно ограничивать доступ к элементам класса. Это помогает обеспечить, например, непротиворечивость данных: доступ к полям будет обеспечиваться специальными функциями, которые будут проверять правильность введенных значений.

В Delphi есть 3 основных режима доступа к элементам класса – public (открытые), private (закрытые), protected (защищенные).

•private – элементы класса могут использоваться лишь внутри методов класса либо методов, которые расположены в том же модуле, где объявлено private-поле.

•public – элементы могут использоваться где угодно (так же, как и поля записи). Режим доступа protected мы обсудим позже, когда изучим наследование.

Метод класса стоит сделать закрытым, если он является лишь подметодом других методов класса и отдельно от них использоваться не должен.

Способ доступа контролируется компилятором, поэтому если вы попытаетесь присвоить значения закрытым полям какого-то объекта вне области видимости этого поля, то компилятор выдаст сообщение об ошибке.

Объявляется класс в Delphi следующим образом:

type

KlassesName = class private

…{описания private-полей и private-методов} public

…{описания public-полей и public-методов} end;

Вобъявлении:

KlassesName – название класса, который мы хотим создать;

class – зарезервированное слово, говорящее о том, что мы будем объявлять класс.