26211_3_1_pas

Модульное программирование
1
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
Подпрограммы
2
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
Общие положения

Логические законченные части программы
оформляются в виде подпрограмм

Подпрограмма — это фрагмент кода, к
которому можно обратиться по имени

Подпрограмма записывается один раз, а
вызываться может столько раз, сколько
необходимо

Одна и та же подпрограмма может
обрабатывать различные данные, переданные
ей в качестве параметров.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
3
Структура программы
Главная
Глобальные переменные
Подпрограмма А
Локальные переменные
begin
...
end
Подпрограмма В
Подпрограмма С
begin
Вызов А ... Вызов А ... Вызов В ...
...
end
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
4
Структура программы в оперативной
памяти
В IBM PC-совместимых
компьютерах память
условно разделена на
сегменты.
Динамическая память
Сегмент стека
Сегмент данных
Адрес каждого байта
составляется из номера
сегмента и смещения.
Компилятор формирует
сегмент кода, в котором
хранится программа в виде
машинных команд, и
сегмент данных, в
котором выделена память
под глобальные переменные
программы.
Сегмент кода
16 бит
4 бита
Адрес сегмента
+
0000
16 бит
Смещение
Физический адрес
20 бит
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
5
Виды переменных

Глобальными называются переменные,
которые описаны в главной программе. Время
жизни глобальных переменных — с начала
программы и до ее завершения.
Располагаются в сегменте данных.

В подпрограммах описываются локальные
переменные. Они располагаются в сегменте
стека, причем распределение памяти
происходит в момент вызова подпрограммы, а
ее освобождение — по завершении
подпрограммы.

Локальные переменные автоматически не
обнуляются.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
6
Вызов
Для того чтобы подпрограмма выполнилась, ее надо
вызвать.
Вызов подпрограммы записывается в том месте программы,
где требуется получить результаты работы.
Процедура вызывается с помощью отдельного оператора, а
функция — в правой части оператора присваивания,
например:
inc(i); writeln(a, b, c);
{ вызовы процедур }
y := sin(x) + 1;
{ вызов функции }
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
7
Процедуры
заголовок
procedure <имя> [(список параметров)];
<разделы описаний>
begin
<раздел операторов>
end;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
8
Пример процедуры
Вычислить разность между средними арифметическими
значениями элементов двух вещественных массивов
program dif_average;
const n = 3;
type mas = array[1 .. n] of real;
var
a, b : mas;
i : integer;
dif, av_a, av_b : real;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
9
procedure average(x : mas; var av : real)
var i : integer;
begin
av := 0;
for i := 1 to n do av := av + x[i];
av := av / n;
Главная программа
end;
begin
for i := 1 to n do read(a[i]);
for i := 1 to n do read(b[i]);
average(a, av_a);
average(b, av_b);
dif := av_a - av_b;
writeln('Разность значений ', dif:6:2)
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
10
Функции
заголовок
function <имя> [(список параметров)] : <тип>;
<разделы описаний>
begin
<раздел операторов>
<имя> := <выражение>;
end;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
11
Пример функции
program dif_average1;
const n = 3;
type mas = array[1 .. n] of real;
var
a, b : mas;
i : integer;
dif : real;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
12
function average(const x : mas): real;
var
i : integer;
av : real;
begin
av := 0;
for i := 1 to n do av := av + x[i];
average := av / n;
Главная программа
end;
begin
for i := 1 to n do read(a[i]);
for i := 1 to n do read(b[i]);
dif := average(a) - average(b);
writeln('Разность значений ', dif:6:2)
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
13
Виды параметров подпрограмм
14
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
Обмен данными
Через глобальные переменные
 Через параметры

Параметры передаются:
 По значению
 По адресу
(var или const)
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
Типы параметров:
 Значения
 Переменные
 Константы
 Бестиповые
 Открытые
 Процедурные
 Объекты
15
Параметры и аргументы

При вызове подпрограммы после ее имени в скобках
указываются аргументы, то есть те конкретные
величины, которые передаются в подпрограмму

Список аргументов как бы накладывается на список
параметров и замещает их, поэтому аргументы
должны соответствовать параметрам по количеству,
типу и порядку следования.

Для каждого параметра обычно задается его имя, тип
и способ передачи.

Либо тип, либо способ передачи могут не
указываться.

В заголовке подпрограммы нельзя вводить описание
нового типа.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
16
Параметр-значение
имя : тип;
Например:
 procedure P(x : integer);

При вызове подпрограммы на месте параметра,
передаваемого по значению, может находиться
выражение:
P(x);
P(3);
P(1.2);
P(a + b/2);
Тип выражения должен быть совместим по присваиванию с
типом параметра.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
17
Параметр-переменная
var имя : тип;
Например:
 procedure P(var x : integer);
При вызове подпрограммы на месте параметра-переменной
может находиться только ссылка на переменную точно
того же типа:
P(a); P(x);
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
18
Параметр-константа
const имя : тип;
Например:
 procedure P(const x : integer);
При вызове подпрограммы на месте параметра может быть
записано выражение, тип которого совместим по
присваиванию с типом параметра.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
19
Пример
var a, b, c, d, e : real;
procedure XaXa(a, b: real; c : real; var d : real);
var e: real;
begin c := a + b; d := c; e := c;
writeln (‘c=‘, c, ‘ d=‘, d, ‘ e=‘, e);
end;
begin
а :=3; b :=5;
XaXa(a, b, c, d);
writeln (‘c=‘, c, ‘ d=‘, d, ‘ e=‘, e);
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
с= 8 d= 8 e= 8
с= 0 d= 8 e= 0
20
Пример
Заголовок процедуры имеет вид:
Procedure P(a:real; b:char; var c:real);
Переменные в вызывающей программе описаны так:
Var a:integer; b,c:char; d,x:real;
-------------------------- P(a,
b, c);
 P(d+a, c,
x);
 P(x,
’c’, d);
 P(a,
b, a+1);
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
21
Итоги

Для передачи в подпрограмму исходных
данных испольуются параметры-значения
и параметры-константы. Параметры
составных типов (массивы, записи, строки)
предпочтительнее передавать как
константы.

Результаты работы процедуры следует
передавать через параметры-переменные,
результат функции — через ее имя.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
22
Открытый массив



Может быть только одномерным и состоять из элементов
любого типа, кроме файлового.
На место открытого массива можно передавать
одномерный массив любой размерности, состоящий из
элементов такого же типа
Элементы массива нумеруются с нуля. Номер
максимального элемента в массиве можно определить с
помощью функции High.
Пример. Функция, определяющая максимальный
элемент любого целочисленного массива.
function max_el(const mas : array of integer) : integer;
var i, max : integer;
begin
max := mas[0];
for i := 0 to High(mas) do
if mas[i] > max then max := mas[i];
max_el := max;
end;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
23
Открытые строки
По значению и на место параметра-константы можно
передавать строки произвольной длины.
Для передачи в подпрограмму по адресу строк любой длины
используется:
 либо специальный тип OpenString, называемый открытой
строкой
 либо тип string при включенном режиме {$P+}
type s20 = string[20];
var
s1 : string[40];
s2 : string[10];
procedure P(const x : s20; y : string;
var z : openstring);
...
begin
...
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
P(s2, s1, s1); ...
24
Бестиповые параметры
Function EQ(var x, y; size: word): boolean;
Type Bytes = array[0 .. MaxInt] of byte;
Var
xb: Bytes absolute x;
yb: Bytes absolute y;
n : integer;
Begin
N :=0;
While (n < size) and (xb[n] = yb[n]) do inc(n);
EQ := n = size;
End;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
25
С помощью функции EQ можно сравнить две любые
величины.
Пусть, например, в программе описаны переменные:
var a, b : array [1 .. 10] of byte; x: real; c: string;
Следующие обращения к функции EQ будут корректны:
EQ(a, b, sizeof(a))
{ сравнение двух массивов }
EQ(a[2], b[5], 4)
{ сравнение 2–5 элементов массива "a"
с 5–8 элементами массива "b", соответственно }
EQ(c, x, sizeof(real)) { сравнение первых 6 байт строки с с
переменной x }
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
26
Параметры процедурного типа
procedure tabl_fun(x, Xk, dX : real; f : fun);
begin
writeln(' --------------------------- ');
writeln('|
X
|
Y
|');
writeln(' --------------------------- ');
while x <= Xk do begin
writeln('|', x:9:2,' |', f(x):9:2,'
x := x + dX;
end;
|');
writeln(' --------------------------- ');
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
27
Работа с параметром
1.
Определить процедурный тип, например:
type fun = function(x : real) : real;
2.
Задать для подпрограмм, предназначенных для
передачи в качестве параметра, ключ компилятора
{$F+}, определяющий дальнюю адресацию, например:
{$F+}
function Q(x : real) : real;
begin
Q := 2 * x / sqrt(1 – sin(2 * x));
end;
{$F–}
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
28
Рекурсивные подпрограммы
Function FTR(n : byte): longint;
Begin
If (n = 0) or (n = 1) then FTR := 1
Else FTR := FTR(n - 1) * n;
End;
---------A := FTR(4);
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
29
Модули
30
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
Структура модуля
unit имя;
{ заголовок модуля }
interface
{ интерфейсная секция модуля }
{ описание глобальных элементов модуля
(видимых извне) }
implementation
{ секция реализации модуля }
{ описание локальных (внутренних) элементов
модуля }
begin
end.
{ секция инициализации }
{ может отсутствовать }
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
31
Состав и использование модуля



В интерфейсной секции модуля определяют
константы, типы данных, переменные, а также
заголовки процедур и функций.
В секции реализации описываются
подпрограммы, заголовки которых приведены в
интерфейсной части. Кроме того, в этой секции
можно определять константы, типы данных,
переменные и внутренние подпрограммы.
Секция инициализации предназначена для
присваивания начальных значений переменным,
которые используются в модуле.
Использование в программе величин, описанных в
интерфейсной части модуля:
uses Average, Graph, Crt;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
32
Пример модуля
unit Average;
interface
const n = 10;
type mas = array[1 .. n] of real;
procedure aver_mas(x : mas;
var av : real);
implementation
procedure aver_mas(x : mas;
var av : real);
var i : integer;
begin
av := 0;
for i := 1 to n do
av := av + x[i];
av := av / n;
end;
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
Использование модуля в
программе:
program dif_average;
uses Average;
var a, b : mas;
i : integer;
dif, av_a, av_b : real;
begin
for i := 1 to n do read(a[i]);
for i := 1 to n do read(b[i]);
aver_mas(a, av_a);
aver_mas(b, av_b);
dif := av_a – av_b;
writeln('Разность:', dif:6:2);
end.
33
Стандартные модули Паскаля
34
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
Стандартные модули Паскаля

System

Crt

Dos и WinDos

Graph

Strings
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
35
Модуль System

содержит базовые средства языка, которые
поддерживают ввод-вывод, работу со строками,
операции с плавающей точкой и динамическое
распределение памяти

содержит все стандартные и встроенные
процедуры, функции, константы и переменные
Паскаля

автоматически
используется
программах, его не требуется
операторе uses
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
во
всех
указывать в
36
Примеры переменных System





var HeapOrg: Pointer
Указывает на конец динамической памяти.
var HeapPtr: Pointer
Указывает на начало динамической памяти.
var InOutRes: Integer
Содержит код последней операции ввода-вывода. Его
можно получить с помощью вызова функции IOResult.
var Input: Text
Назначает стандартный файл ввода.
var RandSeed: Longint
Содержит начальное значение встроенного генератора
случайных чисел.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
37
Примеры подпрограмм System













var RandSeed: Longint
function Abs(x)
procedure Assign(var f; Name)
procedure Continue
function Cоpy(s: String; Indx: Integer; Count: Integer): String
procedure Dec(var x: <порядковый тип> [; n: Longint])
function Eof[ (var f) ]: Boolean
procedure Exit
function Exp(x: Real): Real
procedure Моvе(var Src, Dst; Count: Word)
procedure MkDir(s: String)
procedure Randomize
Writeln([var f: Text;] v1, [,v2, ..., vn] )
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
38
Модуль Crt
позволяет:

выполнять вывод в заданное место экрана заданным
цветом символа и фона;

открывать на экране окна прямоугольной формы и
выполнять вывод в пределах этих окон;

очищать экран, окно, строку и ее часть;

обрабатывать ввод с клавиатуры;

управлять встроенным динамиком.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
39
Текстовый режим монитора
Экран
1
Знакоместо
80
1
Цвет
символа
Цвет
фона
25
Видеопамять
Код символа
0
0
1
1
0
0
Атрибут
1
0
0
R
G
B
0
1
0
Цвет фона
1
R
G
B
1
1
0
Цвет символа
Бит мерцания
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
40
Константы цветов текста
Константа
Значение
Black
0 (черный)
Blue
1 (синий)
Green
2 (зеленый)
Cyan
3 (голубой)
Red
4 (красный)
Magenta
5 (малиновый)
Brown
6 (коричневый)
LightGray
7 (светло-серый)
DarkGray
8 (темно-серый)
LightBlue
9 (светло-синий)
LightGreen
10 (светло-зеленый)
LightCyan
11 (светло-голубой)
LightRed
12 (розовый)
LightMagenta
13 (светло-малиновый)
Yellow
14 (желтый)
White
15 (белый)
Blink
128 (мерцание)
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
41
Подпрограммы модуля Crt













procedure ClrScr;
procedure Delay(Msec: word)
procedure GoToXY(X, Y: Byte)
function KeyPressed: Boolean
procedure NoSound
function ReadKey: Char
function Sound(Herz: Word)
procedure TextBackGroud(Color: byte)
procedure TextColor(Color: Byte)
function WhereX: Byte
function WhereY: Byte
procedure Window(X1, Y1, X2, Y2: Byte)
…
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
42
Пример
Программа создает меню из трех пунктов, управляемое
клавишами курсора, а также клавишами Tab и Shift+Tab.
Выбор пункта меню выполняется с помощью клавиши Enter.
Выход из программы – клавиша Esc.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
43
program StupidMenu;
uses Crt;
const n_items = 3;
l_item = 10;
item: array[1 .. n_items] of string[l_item] =
('item1', 'item2', 'item3');
pos : array[1 .. n_items] of integer =
(1, l_item+1, 2*l_item+1);
var DefaultMode, ActiveColor, InactiveColor: word;
c : char;
i, j : word;
procedure InitMenu(ActiveColor, InactiveColor: word);
var i : word;
begin
window(1, 1, 80, 2); TextBackGround(LightGray);
clrscr;
TextColor(InactiveColor);
DrawItem(1, ActiveColor);
for i := 2 to n_items do DrawItem(i, InactiveColor);
gotoXY(1, 2); write(‘_________________________________’);
gotoXY(3, 1);
end;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
44
procedure DrawItem(i, Color: word);
begin
window(1,1,80,2); TextBackGround(LightGray);
TextColor(Color); gotoXY(pos[i], 1);
write(item[i]);
end;
procedure DoItem(i: word); { выполнение пункта меню }
begin
window(3, 4, 78, 24); TextBackGround(LightGray);
clrscr;
write('Working: item ', i);
end;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
45
begin
{ главная программа}
clrscr;
DefaultMode := LastMode;
ActiveColor := LightGreen;
InactiveColor:= Green;
InitMenu(ActiveColor, InactiveColor);
i := 1; j := 1;
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
46
while true do begin
c := readkey;
case ord(c) of
27: break;
13: DoItem(i);
15 {Shift+Tab}, 75 {Left}: begin
j := i; dec(i); if i = 0 then i := n_items; end;
9 {Tab}, 77 {Right}: begin
j := i; inc(i); if i = n_items + 1 then i := 1; end;
end;
DrawItem(j, InactiveColor);
DrawItem(i, ActiveColor);
end;
TextMode(DefaultMode);
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
47
Модули Dos и WinDos

содержат подпрограммы, реализующие
возможности операционной системы MS-DOS —
например, переименование, поиск и удаление
файлов, получение и установку системного
времени, выполнение программных прерываний.

Для поддержки этих подпрограмм в модулях
определены константы и типы данных.

Модуль Dos использует строки Паскаля, а WinDos —
строки с завершающим нулем.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
48
Подпрограммы модуля Dos

function DiskFree(Disk: byte): Longint;

function DiskSizе(Disk: Byte): Longint;

procedure Exec(Path, CmdLine: String);

procedure FindFirst(Path: String; Attr: Bytе; var S: SearchRec)

procedure GetDate(var Year, M, Day, D: Word)

procedure GetAttr(var f; var Attr: Word)

procedure Intr(IntNum: Byte; var Regs: Registers)

procedure SetFAttr(var f; Attr: Word)

procedure SetDate(var Y, M, D, Dw: Word)

procedure SetTime(var Hour, Min, Sec, Ssec: Word)

…
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
49
Пример
Программа
определяет, сколько
русских букв
находится во всех
текстовых файлах
текущего каталога.
program count_rus_letters;
uses Dos;
var Info : SearchRec;
code : integer;
n : longint;
c
: char;
f : text;
begin
n := 0;
FindFirst('*.txt', AnyFile, Info);
while DosError = 0 do begin
assign(f, Info.Name); reset(f);
while not EOF(f) do begin
read(f, c);
code := ord(c);
if (code > $7F) and (code < $B0)
or (code > $DF) and (code < $F2) then inc(n);
end;
close(f);
FindNext(Info);
end;
writeln('Русских букв в текущем каталоге – ', n)
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
50
Модуль Graph
обеспечивает:

вывод линий и геометрических фигур
заданным цветом и стилем;

закрашивание областей заданным цветом и
шаблоном;

вывод текста различным шрифтом,
заданного размера и направления;

определение окон и отсечение по их
границе;

использование графических спрайтов и
работу с графическими страницами.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
51
Использование графики
1.
подключение модуля Graph;
2.
перевод экрана в графический режим;
3.
установка параметров изображения;
4.
вывод изображения;
5.
возврат в текстовый режим.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
52
Примеры типов модуля Graph
type LineSettingsType = record
LineStyle : Word
Pattern
: Word
Thickness : Word
end
type TextSettingsType = record
Font, Direction, CharSize: Word
Horiz, Vert: Word
end
type ArcCoordsType
X, Y
XStart, Ystart
XEnd, Yend
end
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
= record
: Integer
: Integer
: Integer
53
Примеры констант модуля Graph
Константы образцов закрашивания
Константы шрифтов
Описание
Константа
Знач
ение
EmptyFill
0
0
(растровый
шрифт 88)
Закрашивание области фоновым
цветом
SolidFill
1
1
(векторный
шрифт)
Непрерывное закрашивание
области
LineFill
2
Закрашивание ---------------------
SmallFont
2
ltSlashFill
3
Закрашивание /////
SanSerifFont
3
SlashFill
4
GothicFont
4
Закрашивание жирными линиями
////
HorizDir
0 (слева направо)
VertDir
1 (сверху вниз)
Значение
Константа
DefaultFont
TriplexFont
Константы стиля линии
Значение
Константа
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
SolidLn
0 (непрерывная)
DottedLn
1 (линия из точек)
NormWidth
1 (обычная толщина)
ThickWidth
3 (жирная линия)
54
Примеры подпрограмм модуля Graph
















procedure Arс(Х, Y: Integer; Angle1, Angle2, R: Word)
procedure Circlе(Х, Y: Integer; R: Word)
procedure CloseGraph
procedure FillPoly(N : Word; var S)
function GetColor: Word
function GetMaxX: Integer
function GraphResult: Integer
procedure InitGraph(var GrDriver: Integer; var Mode: Integer;
Path : String)
procedure Line(X1, Y1, X2, Y2: Integer)
procedure OutTextXY(Х, Y: Integer; S: String)
procedure PutImage(X, Y: Integer; var Mass; Oper: Word)
procedure Rectangle(X1, Y1, X2, X2: Integer)
procedure SetBkColor(Color: Word)
procedure SetColor(Color: Word)
procedure SetLineStyle(SType: Word; Pattern: Word; S: Word)
procedure SetVisualPage(Page: Word)
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
55
Пример
pole
The end
uses Graph;
const grDriver : integer = Detect;
pole = 20;
var grMode
: integer;
maxX, maxY : integer;
begin
{ -----------------------------инициализация графики ----- }
InitGraph(grDriver, grMode, 'd:\tp\bgi');
if GraphResult <> GrOK then begin
writeln('Ошибка графики: ', GraphErrorMsg(ErrCode));
exit end;
{ ------------------------------------------ вывод линий ----- }
maxX := GetMaxX; maxY := GetMaxY;
Line(pole, maxY div 2, maxX - pole, maxY div 2);
Line(maxX div 2, pole, maxX div 2, maxY - pole);
{ ------------------------------------------ вывод текста ----- }
SetColor(Cyan);
SetTextStyle(GothicFont, HorizDir, 4);
OuttextXY(pole, pole, 'The end'); readln;
CloseGraph
end.
Павловская Т.А. (СПбГУИТМО)
56