Erste Programme mit Lazarus

Erste Programme mit Lazarus

Einführung in die Entwicklungsumgebung (IDE)

Grundelemente der Programmiersprache Objekt-Pascal

Übungen
Helmut Paulus
Speyer, 19.04.13
Teil 1

Einführung in die Lazarus-Entwicklungsumgebung

Grundelemente der Programmiersprache Objekt-Pascal
Was ist Lazarus
3
Lazarus

ist eine plattformunabhängige freie, Delphi-ähnliche Entwicklungsumgebung für die
Programmiersprache Objekt Pascal - eine Bezeichnung für mehrere ProgrammiersprachenVarianten, die Pascal um Objektorientierte Programmierung erweitern, am bekanntesten
davon ist die Programmiersprache der Entwicklungsumgebung Embarcadero Delphi, die
Delphi genannt wurde.

baut auf dem Free Pascal Compiler (FPC) auf,
seine Komponentenbibliothek (LCL) ist sehr ähnlich zu der von Delphi (VCL), ist daher höchst
kompatibel zu Delphi.
Lazarus-Projekt:
http://www.lazarus.freepascal.org/
Beschreibungen bei Wikipedia:
 Lazarus:
http://de.wikipedia.org/wiki/Lazarus_(Entwicklungsumgebung)
 Objekt Pascal:
http://de.wikipedia.org/wiki/Object_Pascal
4
Entwicklungsumgebung (IDE)
Komponenten-Palette
Formular (GUI)
Objektinspektor
Quelltextfenster
Lazarus-Projekt
5
Lazarus erzeugt eine ganze Reihe von Dateien zur Verwaltung eines Programmierprojektes.
Diese Dateien sollte man immer in einem eigenen Ordner speichern. (Quellcodedateien werden
als Units bezeichnet.)
Vorbereitende Schritte:
1.
Ordner für das neue Projekt anlegen
2.
Neues Projekt anlegen: Datei->Neu->Anwendung
3.
Projektdateien sofort speichern:
(1)
Datei - Alles speichern
(2)
die vom System vorgeschlagen Namen unit1.pas und project1.lpr umbenennen
(z. B.: ugui.pas und Rechner.lpr)
u – für Unit (Quelltextdatei)
Neben den oben genannten beiden Dateien werden automatisch im Projektordner viele
weitere Dateien angelegt und laufend von Lazarus verwaltet und aktualisiert.
Beim Kompilieren wird aus den Projektdateien ein lauffähiges Programm Rechner.exe
erzeugt, das anschließend ausgeführt werden kann.
6
Projektaufbau
Ein Projekt besteht einzelnen Units, die einer Projektdatei verwaltet werden.
Projekt Rechner
7
Speichern Sie den Ordner Rechner in ein eigenes Verzeichnis.

Laden und starten Sie dann das Projekt in Lazarus und testen Sie seine Funktionalität.

Analysieren Sie den Quelltext.

Führen Sie auf dem Formular einen Doppelklick auf ein Button-Objekt aus.
Was passiert?

Fügen Sie einen weiteren Button hinzu.

Lassen Sie sich über Projekt und .lpr Datei anzeigen den Quelltext der Projektdatei anzeigen.
Was geschieht dort?

Klicken Sie mit rechten Maustaste ins Formular und öffnen Sie mit Quelltext (.lfm) anzeigen
die Formulardatei. Analysieren Sie den Inhalt.
8
Entwicklung der GUI
Formular im Entwurfsmodus
PAnzeige : TPanel
Label1 : TLabel
EErgebnis: TEdit
form1 : TForm1
(Formular)
Bplus : TButton
GUI-Objekte (Komponenten der Komponentenpalette) werden auf dem Formular platziert und
mit Hilfe des Objektinspektors (Register Eigenschaften) editiert.
GUI-Objekte haben einen Namen und gehören ein Klasse an.
Komponenten
9
Das Formular enthält Komponenten (GUI-Objekte) vom Typ:
•
TForm, TEdit, TButton, TLabel, TPanel
Sinnvolle Namenskonvention
Der Editor gibt den GUI-Objekten automatisch Namen, z. B. TForm1, Label1, Button1, Button2
Die Objekte sollten im Objektinspektor mit sinnvollen Namen (nach Konventionen) belegt werden;
z. B.: je nach Typ des Objekts einen Präfix:
Name
Funktionalität
Bplus
B für Button
Schaltfläche
EZahl1
E für Edit
Text-Eingabefeld einzeilig
PHinweis
P für Panel
Container für Komponenten
Lergebnis
L für Label
Beschriftungsfeld
Standardattribute (Eigenschaften) der GUI-Objekte:
• Caption Beschriftung einer Komponente (Aufschrift eines Buttons, Labels, Panels,…)
• Text
Inhalt eines Textfeldes (Edit)
• Name
Name, mit dem das Objekt im Programm angesprochen wird
Objekthierarchie
10
Das Formularobjekt Form1 verwaltet alle
anderen Objekte als Unterobjekte.
Die zur Entwurfszeit definierten Attributwerte
werden in der so genannten Formulardatei
ugui.lfm gespeichert.
Die Formulardatei wird automatisch erzeugt und
gepflegt und hat immer den gleichen Namen wie
die Quelltextdatei ugui.pas.
object Form1: TForm1
Left = 354
Height = 176
Top = 248
Width = 229
Caption = 'Rechner'
ClientHeight = 176
ClientWidth = 229
LCLVersion = '1.0.8.0‚
...
object EZahl1: TEdit
Left = 8
Height = 23
Top = 64
Width = 90
TabOrder = 0
end
object Bplus: TButton
Left = 32
Height = 25
Top = 136
Width = 25
Caption = '+'
OnClick = BplusClick
TabOrder = 2
end
end
Quelltext-Interface
11
unit ugui;
{$mode objfpc}{$H+}
Unit-Name - beim Speichern vom
System geschrieben
interface
uses
Classes, SysUtils, FileUtil, Forms,
Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls;
type
{ TForm1 }
TForm1 = class(TForm)
Bplus: TButton;
EZahl1: TEdit; EErgebnis: TEdit;
Label2: TLabel; Label4: TLabel;
Panel1: TPanel;
procedure BplusClick(Sender: TObject);
private
{ private declarations }
public
{ public declarations }
end;
var Form1: TForm1;
...
end.
Einbinden von Systemunits
(automatisch)
Formularklasse TForm1
Basisklasse: Tform (automatisch)
Attribute
Ereignismethoden
Variablendeklaration
(Formularobjekt)
Quelltext-Implementation
12
unit ugui;
...
var Form1: TForm1;
implementation
*.lfm Formulardatei einbinden
(automatisch)
{$R *.lfm}
Ereignisbearbeitung
{ TForm1 }
procedure TForm1.BplusClick(Sender: TObject);
var z1: Extended; z2: Extended; sum: Extended;
begin
// Eingabe der Daten aus GUI-Objekten
z1 := StrToFloat(EZahl1.Text);
z2 := StrToFloat(EZahl2.Text);
//Verarbeitung
sum := z1 + z2;
//Ausgabe
EErgebnis.Text := FloatToStr(sum);
end;
end.
Zugriff auf Attribute der GUI-Objekte
13
Projektverwaltung
Ein Lazarus-Projekt besteht im aus mehreren Dateien, die im einfachsten Fall alle im gleichen
"Projekt-Ordner" liegen.
Die Verbindung wird durch die Projekt-Datei *.lpr hergestellt.
program Rechner;
{$mode objfpc}{$H+}
uses
{$IFDEF UNIX}{$IFDEF UseCThreads}
cthreads,
{$ENDIF}{$ENDIF}
Interfaces, // this includes the LCL widgetset
Forms, ugui
{ you can add units after this };
{$R *.res}
begin
RequireDerivedFormResource := True;
Application.Initialize;
Application.CreateForm(TForm1, Form1);
Application.Run;
end.
Diese Datei wird automatisch vom System gepflegt!
Hier findet sich u. a.

die Einbindung von Units und
Ressourcen

die Erzeugung des
Fensterobjektes

den Start des Programms
(Hauptprogramm)
Überblick: Dateien des Projekts
14
Dateien des Projektordners
(zum Teil automatisch angelegt)
Bedeutung:
Datei
Inhalt
*.pas
Pascal-Quellcode Datei (Unit)
*.lfm
Lazarus Formulardatei – wird zu jeder Unit, in der ein Formularobjekt definiert ist, automatisch
angelegt, enthält die Formulareinstellungen einschließlich aller Komponenten
*.lpr
(Lazarus Projektdatei) - das Hauptmodul (Verwaltung) des Projektes
*.exe
Das lauffähige Programm, zur Benutzung ist nur diese „EXE-Datei“ erforderlich
*.lpi
Lazarus Project Information - alle wichtigen Informationen des Lazarus-Projektes im XML-Format
*.lrs
Resourcendatei des Lazarus-Projektes
*.ppu
Compilierter Code der einer Unit, wird mit der Uses-Anweisung im Quellprogramm eingebunden
Ereignisverarbeitung
15
Ereignisse werden in Object Pascal mit Hilfe von Methodenzeigern
realisiert, das sind Attribute, die Referenzen auf Methoden anderer
Objekte enthalten (Callback).
Durch Doppelklick auf den Button Bplus wird eine Ereignismethode erzeugt
und dem Methodenzeiger OnClick des Buttonobjekts zugewiesen.
Sie ist eine Methode des Formularobjekts und wird vom Buttonobjekt durch
Click ausgelöst.
Ereignismethode des OnClick - Ereignisses
procedure TForm1.BplusClick(Sender: TObject);
begin
...
end;
•
•
Der vom System gebildete Name enthält die Namen der auslösenden
Komponente und des Methodenzeigers als Bestandteile.
Der vorangestellte Klassenname TForm1 bindet die Prozedur an das
Formularobjekt.
Die Ereignisse des Button-Objekts sind
Methodenzeiger, die mit Ereignismethoden
verknüpft werden können.
Ereignisverarbeitung
16
Implementierung
procedure TForm1.BplusClick(Sender: TObject);
Var
z1, z2, z3, sum: double;
begin
Deklaration der
lokalen
Variablen
// Einlesen der Daten aus GUI-Objekten
z1:= StrToFloat(EZahl1.Text);
z2:= StrToFloat(EZahl2.Text);
//Verarbeitung
sum := z1 + z2;
//Ausgabe
EErgebnis.Text := FloatToStr(sum);
end;
Ein-/ Ausgabesystem mit lokalen Variablen als temporären Zwischenspeichern!
Hilfesystem
17
Kontextsensitive Hilfe mit F1

LCL - Lazarus Component Library

FCL - Free Component Library

RTL - Runtime Library
Laufzeit Debugger


Haltepunkte im Quelltext setzen,
an Stellen, wo das Programm halten soll, in den Rahmen neben der Quelltextzeile klicken
ab dieser Stelle können die Anweisungen schrittweise ausgeführt und mit Hilfe der Maus der Wert der
Variablen angezeigt werden
Einzelschritt
Standardkomponenten
18
Klasse
Beschreibung
Wichtige Eigenschaften/ Methoden
TButton
Schaltfläche
Caption, Color, Font, Enabled
FLabel
Anzeige von Text
Caption, Color, Font
Edit
Einzeiliges Eingabefeld
Text, Color, Font, MaxLength, Clear
TMemo
Mehrzeiliges Eingabefeld
Text, Lines, Append, Clear
TListBox
Auswahlliste mit mehreren Textzeilen ein Items, Append, Clear
TGroupBox
Rahmen zur Anordnung von Objekten mit
Caption, Color, Font
Gruppenbezeichnung.
TPanel
Rahmen zur Anordnung von Objekten
Caption, Color, Font
TImage
Anzeige von Grafiken
Picture, Canvas, loadfromfile
TShape
Grafische Form
Brush, Pen, Shape
19
Teil 2
Grundelemente Objekt-Pascal
Einstieg
20
Variablendeklaration
Bezeichner
Wertzuweisung
Kommentar
procedure TForm1.BplusClick(Sender: TObject);
var
z1,z2,
Datentyp
z3, sum : double;
begin
// Einlesen der Daten aus GUI-Objekten
z1 := StrToFloat(EZahl1.Text);
Trennzeichen
z2 := StrToFloat(EZahl2.Text);
Anweisungen
//Verarbeitung
sum := z1 / z2;
//Ausgabe
EErgebnis.Text:=FloatToStrF(sum,ffFixed,0,2);
end;
string
Variablendeklaration
var Bezeichner : Datentyp;
Typumwandlung
double
Wertzuweisung
a := b ;
Die Variablen müssen zuweisungskompatibel sein!
Grundelemente
21
Konventionen für Bezeichner
Es dürfen nur folgende Zeichen verwendet werden
 Buchstaben (aber keine Umlaute)
 Zahlen, diese aber erst nach mindestens einem Buchstaben
 Unterstrich (auch am Anfang)
 ansonsten keine Sonderzeichen wie „,“, „;“ …
Objekt-Pascal ist nicht kontextsensitiv!
Blöcke und Kommentare
Gleichheitszeichen


Wertzuweisungen :=
Beispiel:
x := x + 1;
Vergleich:
=

Anweisungsblöcke begin … end;

Kommentare
//…. Bis Zeilenende
{ … } mehrzeilig
Variablen und Konstanten
22
Delphi-Variablen sind Platzhalter (Container) für Daten. Diese werden im Computer durch einen
Speicherbereich repräsentiert und mit Hilfe eines Namens angesprochen.
Variablen haben einen Namen, einen Datentyp, einen Gültigkeitsbereich und eine
Lebensdauer.
Bevor eine Variable benutzt werden kann, muss sie deklariert werden. Dabei werden der Name
und der Datentyp festgelegt. Gleichzeitig wird ein Speicherbereich für den speziellen Datentyp
reserviert.
Bei Wertzuweisungen muss die Zuweisungs-Kompatibiliät gewährleistet sein.
Variablendeklaration
Konstanten
Programmabschnitt: var
Syntax:
const Bezeichner= wert;
Syntax: var Bezeichner : Datentyp;
Beispiel:
const pi = 3.14;
Beispiel: var
Konstanten haben einen unveränderlichen Wert.
anzahl : integer;
z1, z1 : double;
Elementare Datentypen
23
Einfache Datentypen
integer : Ganze Zahlen
{17, -12}
double : Fließkommazahlen
{2.675. 1.5e-10}
boolean : Wahrheitswerte
{true, false}
string
: Zeichenkette
{‘Hallo‘}
Char
: ASCII-Zeichen
{‘A‘, #65, chr(65)}
Aufzählungstypen (ordinale Typen)
Statt Zahlen konstante Bezeichner verwenden:
var
farben : (blau, gelb, gruen, rot);
Die Typen Integer und Char gehören ebenfalls
zu den ordinalen Typen.
Arrays / Reihungen (statisch)
var
Bezeichner : array[StartInd..EndInd] of Datentyp;

So definierte Array ist statisch, die Anzahl der Elemente kann nicht mehr verändert werden.

Start- und Endindex vom Typ Integer oder Aufzählungstyp

Datentyp muss ein einfacher Typ sein!
Typumwandlungen
24
Bei der Ein- und Ausgabe von Daten mit Hilfe von GUI-Objekten müssen häufig Datentypen
konvertiert werden.
Objekt-Pascal Funktionen:
Funktion : Ergebnistyp
Beispiel
StrToInt(Para) : integer
groesse := StrToInt(EGroesse.Text);
IntToStr(Para) : string
PAusgabe.Caption := FloatToStr(BMI);
StrToFloat(Para) : real
FloatToStr(Para) : string
Formatierte Ausgabe:
Siehe Kontexthilfe
FloatToStrF() : string
PAusgabe.Caption := FloatToStrF(BMI, ffnumber, 8, 2);
Char – ASCII-Zeichen
Chr(0..255) : Char
Ch
:= Chr(65);
Ord(ch) : integer
code := Ord(‘A‘);
Operatoren
25
Arbeiten mit Zeichenketten

Zeichenkettentexte werden in einfachen Anführungszeichen geschrieben.
 Beispiel:
var Ausgabe : string;
Ausgabe := ‘Du hast ‘;

Zeichenketten kann man mit ‚+‘ aneinander hängen.
 Ausgabe := Ausgabe + ‘leider verloren‘;

Die Länge einer Zeichenkette bestimmt man mit der System-Funktion „length()“.

Zugriff auf die einzelnen Zeichen einer Zeichenkette über den Index
 Ausgabe[2]  ‘u‘
Arithmetische Operatoren
integer / real
+, -, *, /
Division ( liefert einen Realtyp bei Anwendung auf Integer z. B. 12/4)
integer
div
mod
Ganzzahldivision Beispiel: 7 div 5  1
Modulo Beispiel: 4 mod 3  1
Operatoren
26
Logische Operatoren
AND
true : wenn beide Operanden wahr
OR
true : wenn einer oder beide Operanden wahr
NOT
Negation des Operanden ( NOT a)
Vergleichsoperatoren
=
<>
<
<=
>
Beispiel:
var
>=
x : integer;
teilbar : boolean;
teilbar := (x mod 3 = 0) AND (x mod 5 = 0);
Funktionen zum Arbeiten mit Aufzählungstypen
Ord()
gibt die Position des Bezeichners zurück
Pred()
gibt den Vorgänger zurück
Succ()
gibt den Nachfolger zurück
Low()
gibt den niedrigsten Wert zurück
High()
gibt den höchsten Wert zurück
gleich
ungleich
Kleiner
kleiner gleich
Größer
größer gleich
Laufzeitfehler
27
Laufzeitfehler abfangen mit einem try-except Block
Syntax
Beispiel:
try
try
Anweisungen
z := StrToInt(Ezahl.Text);
Except
Except
Fehlerbehandlung
ShowMessage(‘Falsche Eingabe!‘);
end;
Im except - Abschnitt kann die Art
des Fehlers (der Exception) geprüft
und individuell bearbeitet werden.
end;
except
on EZeroDivide do ...;
on EMathError do ...;
on EConvertError do ...;
else
...;
end;
Fallunterscheidungen
28
If … then … else
Case … of
Einseitig
Mehrfachverzweigung
If Ausdruck then
begin
Anweisung;
end;
case
1 :
2 :
3 :
else
end;
zweiseitig
If Bedingung then
begin
Anweisung;
end
else
begin
Anweisung;
end;
kein Semikolon vor else
OrdWert of
... ;
... ;
... ;
... ;
Schleifen
29
Anfangsbedingung
Zählschleife
while Schleife
For –Schleife
while Bedingung do
begin
Anweisung;
end;
for i := 1 to n do
begin
Anweisung;
end;
Endbedingung
Schleifen über Arrays:
Repeat – Schleife
var
augen : array[1..6] of integer;
repeat
Anweisung;
until Bedingung;
for i := 1 to 6 do
augen[i] := i;
Prozeduren und Funktionen
30
Prozeduren
procedure Bezeichner(Parameter);
var lokale Variablen;
Deklarationsteil
Die Parameterliste
kann auch fehlen
begin
Anweisungen;
end;
Anweisungsteil
Funktionen
Das Ergebnis muss einen einfachen Datentyp besitzen.
function Bezeichner(Parameter): Datentyp;
Rückgabentyp
var lokale Variablen;
begin
Anweisung;
result := Ergebnis;
Rückgabewert
end;
Das Funktionsergebnis wird der Funkionsvariablen result zugewiesen.
Methoden
31
Prozeduren und Funktionen als Methoden
Bei Methoden steht vor dem Methodennamen der Name der Bezugsklasse setzt.
Beispiel: Die Funktion Max als Funktion des Formular-Objekts vom Typ TForm1
TForm1 = class(TForm)
private
{ Private-Deklarationen}
Deklaration der Funktion
function Max(z1, z2 : integer): integer;
als private Methode von TForm1
public
{ Public-Deklarationen}
end;
function TForm1.Max(z1,z2: integer): integer;
begin
if (z1 < z2) then
result := z2
else
result := z1;
end;
Implementierung der Funktion
Als Methode von TForm1
Struktur einer Unit
32
unit name;
{$mode objfpc}{$H+}
interface
uses ...
Kopf Schlüsselwort unit
Das System schriebt den Namen beim Speichern!
Interface (Schnittstelle)
•
Type ...
var ...
implementation
uses ...
•
Typ – Vereinbarungen
•
gobale Variablen und Konstanten
Implementation
type ...
•
var ...
•
procedure …
end.
Auf Alles, was hier deklariert ist, kann von außen
(anderen Units) zugriffen werden.
Lokale Deklarationen (nur innerhalb der Unit)
Implementierung von Prozeduren, Funktionen
(Methoden)
Projekt BMI
33
Mit einem Programm soll der BodyMass-Index BMI berechnet werden.
Eingaben:
Gewicht in Kg, Körpergröße in m
Ausgabe:
BMI-Index
Ablauf:
Ereignisgesteuert
Schreiben Sie ein Programm, das den Body-Mass-Index einer Person ausgibt.
34
Projekt BMI
Ergänzen Sie das Programm mit einer Bewertung des BMI nach Alter. Benutzen Sie dazu
die folgenden Grundlagen und die Kontexthilfe.
Die Tabelle zeigt die „wünschenswerte“ BMI-Werte für verschiedene Altersgruppen:
Alter
BMI
19-24 Jahre
19-24
25-34 Jahre
20-25
35-44 Jahre
21-26
45-54 Jahre
22-27
55-64 Jahre
23-28
>64 Jahre
24-29
Weitere Informationen unter: https://www.uni-hohenheim.de/wwwin140/info/interaktives/bmi.htm
35
Lösung
procedure TGUI.BtberechnenClick(Sender: TObject);
var
gewicht,
groesse,
BMI : real;
begin
//Eingabe
gewicht := StrToFloat(EdGewicht.Text);
groesse := StrToFloat(EdGroesse.Text);
//Verarbeitung
BMI := gewicht/groesse/groesse;
//Ausgabe
PAusgabe.Caption := FloatToStr(BMI);
end;
Projekt Zahlenraten
36
Aufgabe:
Es ist ein Programm zu entwickeln, das ein Zahlenratespiel simuliert.
Anforderungen:
1.
Der Computer bestimmt eine Zufallszahl (1..100), die der Spieler zu erraten hat.
2.
Der Spieler hat er beliebig viele Versuche.
3.
Nach jeder Zahleneingabe wird angegeben, ob die Zahl zu groß oder zu klein ist.
4.
Hat der Spieler die Zahl erraten, so wird die Anzahl der Versuche und eine Bewertung ausgegeben.
5.
Alle Ausgaben werden gelöscht, wenn ein neues Spiel begonnen wird.
6.
Sicherheitsprüfung bei der Eingabe der Ratezahll.
7.
Feldgröße über ein Edit-Feld eingelesen
Datenmodell
Anzahl der Versuche: Versuche : integer
Zu erratende Zahl:
Ratezahl : integer
Zufallszahlen
Funktion: random
z := random(N); ganzzahlige Zufallszahl z mit 0  z < N
r := random;
Gleitkommazahl 0  r < 1
GUI und Datenmodell
37
Problem
•
Speicherung der Daten in den GUI-Objekten ist ineffektiv!!!
•
Besser ist eine Trennung von GUI und Datenmodell
Lösung (vorläufig)
•
Realisierung eines "internen Datenmodell“ mit globalen Variablen als private Atribute des Formulars.
•
Diese Variablen sind innerhalb des Formularobjekts global.
Internes Datenmodell
TGUI = class(TForm)
{Steuerelemente}
Lokale Variablen (temporäre Daten)
procedure TGUI.BpruefenClick(...);
var
procedure FormCreate(Sender: TObject);
Zahl : integer;
procedure BtEingabeClick(...);
kommentar : string;
private
begin
{ Private-Deklarationen}
//Eingabe
RateZahl : integer;
Zahl := StrToInt(ETippZahl.text);
Versuche : integer;
// Verarbeitung
public
{ Public-Deklarationen}
end;
Versuche := Versuche + 1;
if Zahl = Ratezahl then
...
end;
Spieldaten als private Attribute des Formulars
Initialisierung bei Programmstart
38
Ereignis OnCreate des Formulars
Die zugehörige Ereignisprozedur FormCreate wird automatisch
beim Start des Programms aufgerufen.
Anwendungsbeispiel:
Initialisierung des Zufallszahlengenerators des Systems durch randomize.
Dadurch wird bei jedem Programmstart eine andere Zufallszahlenfolge
erzeugt.
procedure TGUI.FormCreate(Sender: TObject);
begin
randomize;
end;
Teil 3

Übungen
Helmut Paulus
Speyer, 19.04.13
40
Aufgabe 1
Das Schaltjahr-Problem
Die Schaltjahresregelung unseres Kalenders (Gregorianischer Kalender) lautet:
Ein Schaltjahr ist ein Jahr, dessen Jahreszahl durch 4 ohne Rest teilbar ist. Ausgenommen davon sind
die Jahrhundertwechsel, es sei denn, deren Jahreszahl ist durch 400 ohne Rest teilbar.
Es kommt also alle 400 Jahre vor, dass ein Jahrhundertwechsel ein Schaltjahr erzeugt. Das Jahr 2000
ist ein solches Jahr.
Zu entwickeln ist ein Programm, das nach Eingabe
einer gültigen Jahreszahl prüft, ob dieses Jahr ein
Schaltjahr ist.
Aufgabe 2
41
Die Entwicklung der Weltbevölkerung schreitet rasch voran:
Im Jahr 2012 wurde die 7 Milliardengrenze überschritten. Zur Zeit wächst die
Weltbevölkerung jährlich um ca. 1,2 %.
Mit Hilfe eines kleinen Programms soll die jährliche Entwicklung verfolgt werden.
Datenmodell:
Jahr
Population
WFaktor
Prototyp:
Interaktionen:
: integer;
: double;
: double;
Aktuelle Werte eingeben
und die Population des nächsten Jahres berechnen
und anzeigen
Aktuelle Werte eingeben und die Population des
vorherigen Jahres berechnen und angezeigen
Population in 10-Jahresschritten voraus- oder
zurückberechnen
Aufgabe 3
42
Projekt 17 und 4:
Es ist ein Programm zu entwickeln, das das
bekannte Kartenspiel simuliert.
Anforderungen
1.
Spielkarten werden durch einen Würfel ersetzt
(Wertbereich [1;...;6]).
2.
Es werden Zahlen gewürfelt und aufsummiert.
Der Spieler kann nach jedem Spielzug
entscheiden, ob er aufhört oder weiter spielen will.
3.
Ist die Summe größer als 21, so hat der Spieler
verloren.
Hört der Spieler bei einer Summe kleiner oder
gleich 21 auf, wird noch eine Zahl gewürfelt.
Ist die neue Summe immer noch kleiner oder
gleich 21, so hat der Spieler verloren, andernfalls
gewonnen.
4.
Alle Ausgaben werden gelöscht, wenn ein neues
Spiel begonnen wird.
Teil 4
•
Objektorientierte Programmierung mit Objekt-Pascal
•
Übungen
Projekt Farbenmischer
44
RGB-Farben bestehen aus einer Mischung von jeweils 3 Farben (rot - grün - blau).
Jeder Farbkanal hat 256 Abstufungen: 0 …255.
Ziel:
Zu entwickeln ist ein Programm, das beliebige RGB-Farben, sowie deren Komplementärfarbe
nebeneinander angezeigt .
Beispiele:
Modellklasse TFarbe
45
Farbmodell
Festlegung von:
TFarbe
- rot : integer
- gruen :integer
Zugriffsrechten (- private; + public)
•
Datentypen
•
Signaturen (Parameter der Methoden)
private Attribute
- blau : integer;
+ constructor create
Konstruktor
+ getFarbe : integer;
create
+ setFarbe(r, g, b : integer)
•
öffentliche Methoden
+ getrot : integer
+ getgruen: integer
+ getblau : integer
Konvention
- vorangestelltes T bei Datentypen
Objekte werden mit Hilfe von Konstruktoren erzeugt.
Dabei …
Konstruktoren
•
wird der Speicherbereich eines Objekts anlegt,
- constructor (Schlüsselwort)
•
werden die Attribute mit Standardwerten belegt,
•
wird eine Referenz auf das Objekt zurückgeben.
Implementierung
46
Eigene Unit für die Modellklasse: uFarbe.pas
1. Deklaration der Klasse im Interface
unit uFarbe;
TFarbe
Interface
- Frot : integer
uses ...
- Fgruen :integer
type
- Fblau : integer;
TFarbe = Class
+ constructor create
private
+ getFarbe : integer;
rot, blau, gruen : integer;
public
constructor
create;
+ setFarbe(r, g, b : integer)
+ getrot : integer
procedure setFarbe(r,g,b : integer);
+ getgruen: integer
function getFarbe : integer;
+ getblau : integer
function getrot
: integer;
function getgruen: integer;
function getblau : integer;
end;
Implementation
...
Implementierung
47
2. Implementierung der Methoden im Implementation - Bereich der Unit
...
implementation
constructor TFarbe.create;
begin
rot
:= 255;
gruen := 255;
blau
:= 255;
end;
function TFarbe.getFarbe : Integer;
begin
result := blau*256*256+Gruen*256+rot;
end;
procedure TFarbe.setFarbe(r,g,b : integer);
begin
rot
:= r mod 256;
gruen := g mod 256;
blau
end;
...
:= b mod 256;
GUI
48
Formular-Unit:
GUI-Objekte:
TLabel
TEdit
TButton
TShape
TButton
Modellobjekt verwalten
49
Das Formular verwaltet die GUI-Objekte und das Modellobjekt.
uses
Windows, Messages, SysUtils, Classes, uFarbe;
Unit einbinden
type
Tgui = class(TForm)
Farbmischer: TGroupBox;
Label1: TLabel;
. . .
private
{ Private-Deklarationen }
Farbe : TFarbe;
procedure aktualisiere; //Anzeigen
public
{ Public-Deklarationen }
. . .
Referenzvariable
für das Farbobjekt deklarieren
(Hat- Beziehung)
Objekte erzeugen und freigeben
50
Die GUI-Objekte, die zur Entwurfszeit ins Formular eingefügt wurden, werden
automatisch erzeugt und zerstört.
Das Farbobjekt wird zur Laufzeit erzeugt und zerstört werden.
Z. B.: Erzeugung mit dem OnCreate-Ereignis
Schema:
obj := Klasse.create;
procedure TGUI.FormCreate(...);
begin
Farbe := TFarbe.create;
...
Zeiger auf ein Farbobjekt
hat-Beziehung
end;
Zerstörung mit dem OnDestroy-Ereignis
Procedure TGUI.FormDestroy(...);
begin
Farbe.Free;
end;
Speicherbereich freigeben
geerbter Destruktor
51
Aktualisierung von Model und View
Ereignismethode
//Datenfluss: Controller  Modell
procedure TGUI.okBtnClick(Sender: TObject);
//Modelldaten schreiben
var r, g, b : integer;
begin
r := StrToInt(Erot.text);
g := strtoint(Egruen.text);
b := strtoint(Eblau.text);
Farbe.setFarbe(r,g,b); //Werte im Modellobjekt speichern
aktualisiere;
end;
//Aktualisierung der Anzeige durch Abfragen
//Datenfluss: Modell  View
procedure TGUI.aktualisiere;
//Modelldaten abfragen
begin
FarbBox.brush.color := Farbe.getFarbe;
KFarbBox.brush.color := clwhite - Farbe.getFarbe;
end;
MVC-Muster
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Ziel: Trennung von Datenhaltung und -verarbeitung, Darstellung und Steuerung.
Modell
Interne Repräsentation der Daten mit Methoden zum Ändern und Abfragen
View
Ansicht, Darstellung: Ein Modell kann durch mehrere Views angezeigt
werden, welche unterschiedliche Sichtweisen des Models darstellen.
Controller
Steuerung: Verarbeitung der Benutzereingaben

View und Controller bilden zusammen die Benutzeroberfläche (GUI).
Controller
Steuerung
View
Ansicht
GUI
schreibt
liest
informiert
Model
Fachkonzept
Aufgabe 1
53
1. Testen Sie das Programm ‚Farben0’ und verfolgen Sie den Ablauf mit Hilfe des EinzelschrittModus.
2. Erweitern Sie das Farbemodell um folgende Methoden
a) TFarbe.getKomplement (Komplementärfarbe)
b) TFarbe.toHTML (HTML- Code)
Bsp.: #AFB055, verwenden Sie die Funktion InttoHex()
c) Binden Sie beide Methoden in die Anwendung ein.
3. Entwickeln Sie eine zweite Benutzungsoberfläche, die die RGB-Farben einzeln anzeigt. (z. B.:
in drei Shape-Komponenten)
Binden Sie das Farbmodell an die entwickelte Benutzeroberfläche an.
Links
54
Lazarus Tools, Tutorials …
•
http://wiki.lazarus.freepascal.org/Lazarus_Documentation/de
•
http://wiki.lazarus.freepascal.org/Lazarus_IDE_Tools/de#Find_Declaration
•
http://wiki.lazarus.freepascal.org/Lazarus_Tutorial/de
Grundlagen ObjektPascal
•
http://www.delphi-treff.de/
Unterrichtsmaterialien
Bildungsserver Informatik RP
•
http://informatik.bildung-rp.de
K. Merkert:
http://www.hsg-kl.de/faecher/inf/delphi/index.php
Siegfried Spolwig / Johann Penon
•
http://oszhdl.be.schule.de/gymnasium/faecher/informatik/lazarus/index.html
Martin Jakobs
•
http://www.martinjakobs.de/pages/objektorientierte-programmierung.php
Joachim Mohr
•
http://www.kilchb.de/lektionen.html
UML-Werkzeug:
•
UML-Editor : UMLed.exe http://www.kubitz-online.de