Модульное программирование паскаль. Программирование с использованием модулей. Компиляция и использование модулей

Abs в Паскале возвращает абсолютное значение переменной. Результат, возвращаемый функцией Abs, имеет тот же , что и аргумент - параметр, передаваемый в функцию. Этот параметр может иметь любой числовой тип данных.

Синтаксис функции Abs для целых чисел:

function Abs(L: LongInt) : LongInt;

function Abs(I: Int64) : Int64;

Последний вариант возможен только для и , так как в классическом Паскале нет типа данных Int64.

Синтаксис функции Abs для вещественных чисел:

function Abs(D: ValReal) : ValReal;

ValReal - это вещественный тип данных с наибольшим доступным значением в данной операционной системе. Фактически это псевдоним (алиас) одного из типов Extended или Double.

А теперь пример использования:

Program absfunc; var x: integer = -100; y: integer; begin y:= Abs(x); //у = 100 WriteLn("Abs(-100) = ", y); //Выведет 100 ReadLn; end.

Здесь мы сначала объявляем переменную с начальным значением равным -100 (отрицательное число).

А в программе используем функцию Abs и в результате переменная у будет равна 100 (положительное число).

Что вычисляет функция Abs

Вообще Abs - это сокращение от Absolute. Как нетрудно догадаться, переводится это слово как “абсолютный, чистый, несомненный”.

Вы должны помнить из школьного курса математики, что абсолютное число, то есть абсолютная величина или модуль числа х - это неотрицательное число, определение которого зависит от типа числа х.

В математике модуль числа х обозначается так: |x|.

То есть функция Abs в любом случае возвращает положительное число. Такая функция есть практически во всех языках программирования, так как используется довольно часто и входит в основы математики.

Таким образом, можно сказать, что функция Abs(х) вычисляет модуль числа х. То есть Abs(х) в Паскале - это то же самое, что |x| в математике.

Ну и напоследок давайте создадим свой собственный аналог функции, которая возвращает модуль числа. Итак, функция будет примерно такая:

Function MyAbs(iNum: integer) : integer; begin if iNum

Здесь мы передаём в функцию целое число, которое может быть как отрицательным, так и положительным. В функции мы проверяем значение этого числа. Если число отрицательное, то мы умножаем его на -1, и таким образом получаем положительное число. Если число положительное, то мы ничего не делаем - просто возвращаем полученное через параметр iNum число.

Как видите, алгоритм довольно простой.

Правда, наша функция может работать только с целыми числами. Но это уже мелочи...

Модуль (UNIT -модуль, единица) – автономно (отдельно) компилируемая программная единица, которая содержит компоненты раздела описаний (меток, констант, типов, переменных, процедур, функций), а также может содержать операторы инициализирующей части.
Сам модуль не является выполняемой программой, а предназначен для использования другими программами и модулями.

Структура модуля

Модуль имеет следующую структуру:
UNIT < имя модуля>
INTERFACE
< раздел интерфейсный>
IMPLEMENTATION
< раздел реализации>
BEGIN
< раздел инициализации>
END.

Заголовок модуля состоит из зарезервированного слова Unit (модуль) и имени модуля.

Имя модуля выбирается по общим правилам и должно совпадать с именем дискового файла содержащего исходный текст модуля.
Расширение в имени модуля (.pas ) не указывается оно задается по умолчанию.

Имя модуля используется для его связи с основной программой с помощью предложения Uses.
Предложение Uses м.б. помещено после заголовка модуля или за словами

Interface и Implementation.

Интерфейсная часть Interface (интерфейс, сочленение, соединение) и содержит обращение к другим модулям и объявления (описания) глобальных объектов т. е. меток, констант, типов, переменных, и заголовков процедур и функций которые доступны основной программе и другим модулям (т. е. видимые из вне).

Раздел реализации – начинается с ключевого словаImplementation (выполнение) и содержит описание локальных для модуля объектов т. е. меток, констант, типов, переменных которые не доступны основной программе и другим модулям (т. е. не видимые из вне) и полное описание процедур и функций. При этом в заголовке подпрограмм список формальных параметров м.б. опущен, но если он приводится то должен точно соответствовать описанию в интерфейсной части.

Раздел инициализации – заключается в словесные скобки BEGIN END .
и содержит операторы, которые будут выполнены до передачи управления основной программе. Это м.б. операторы инициализации данных (переменных) Например операторы присваивания, ввода а также процедуры связывания и открытия файлов. Раздел операторов м.б. пустымBEGIN END или отсутствовать простоEND.
В конце модуля ставится точка.

Компиляция и использование модулей

Оперативная память система имеет сегментную структуру (один сегмент равен 64К =65535 байт). Код программы м.б. не более одного сегмента, объем данных не может превышать один сегмент (если не использовать динамическую память) и для стека один сегмент. Размер стека задается директивой {$M <>}. Минимальный размер стека 1К максимальный один сегмент по умолчанию 16К. Значения локальных переменных при обращении к подпрограмме помещаются в стек, а при выходе извлекаются из стека.
Код модуля помещается в отдельный сегмент, т.к. он транслируется автономно от основной программы, а количество модулей используемых программой зависит только от доступной ОП. Это позволяет создавать большие программы.
Компилятор создает код модуля с тем же именем, но с расширением tpu (turbo pascal unit ).
Для использования модуля основной программой или другими модулями его имя (без расширения) помещается в списке предложенияUses
Если модуль является компактным и часто м.б. использован прикладными программами, то его можно поместить в библиотеку стандартных модулейTURBO.TPL (Turbo-Pasacal-library) с помощью утилитыTPUMOVER .
Но это необходимо делать только в случае крайней необходимости т.к. библиотека загружается в ОП и уменьшает место для программы.
При компиляции файла с исходным текстом модуля появляется одноименный файл с расширением tpu и помещается в каталоге указанном опцией

OPTIONS/DIRECTORIES/UNIT DIRECTORIES

или в текущем каталоге при отсутствии этой опции.
При компиляции основной программы используемые модули д.б. в каталоге указанном опцией
OPTIONS/DIRECTORIES/EXE & TPU DIRECTORIES

либо в текущем каталоге при отсутствии этой опции
Для получения EXE файла задачи в опции

COMPILE/DESTINATION/DISK(MEMORI)
установить DISK .
Существует три режима компиляции модулей:
- COMPILE
- BUILD
- MAKE

Режимы устанавливаются меню COMPILE

1. Режим COMPILE (вызывается Alt-F9 ) . При этом компилируется программа а используемые модули д.б. предварительно откомпилированы и храниться в соответствующих каталогах.
2. Режим BUILD (вызывается - F9 ) . При этом игнорируются ранее откомпилированные модули, а ищутся модули с расширением pas и перекомпилируются.
3. Режим MAKE (вызываетсяF9 ) . При этом перекомпилируется только модули, которые имели изменения в тексте.

Пример 16.1.

В файле inp.txt расположены три массива вещественных чисел

2.1 3.1 -2.4 5.6 5.4 -6.7 3.5 -3.6

Вычислить функцию

где Max_a, Max_b, Max_c, Sa, Sb, Sc, ka, kb, kc - максимальный элемент, сумма и количество положительных элементов соответствующих массивов a, b, и c.
Результат вывести в файл out. txt и на экран.

Текст модуля

Unit UNMAS;
Interface
Const n=10;
Type vec=array of real;
Var z:vec;
i:integer;
f1,f2:text;

Procedure SK1(z:vec; num:byte; Var s:real; Var k:byte);
Function MAX(z:vec; num:byte):real;

Implementation
Procedure Vv(s:char; num:byte;Var z:vec);
Begin
Writeln("Mассив ",s);
For i:=1 to num do
Begin
Read(f1,z[i]); Write(z[i]:4:1," ":3);
End;
Readln(f1); Writeln;
End;

Procedure SK1(z:vec;num:byte; Var s:real; Var k:byte);
Begin
s:=0; k:=0;
for i:=1 to num do if z[i]>0 then
Begin
s:=s+z[i];
k:=k+1
End;
End;
Function MAX(z:vec;num:byte):real;
Var m:real;
Begin
m:=z;
for i:=1 to num do if z[i]>m then m:=z[i];
MAX:=m
End;

Begin
Assign(f1,"inp.txt"); Reset(f1);
Assign(f2,"out.txt"); Rewrite(f2)
End.

Текст программы

Program lr7_16;
Uses CRT,UNMAS;
Var
a,b,c:vec;
y,sa,sb,sc:real;
ka,kb,kc:byte;
Begin
clrscr;
Vv("a",8,a);
Vv("b",9,b);
Vv("c",n,c);
SK1(a,8,sa,ka);
SK1(b,9,sb,kb);
SK1(c,n,sc,kc);
y:=(MAX(a,8)+MAX(b,9)+MAX(c,n))+(sa+sb+sc+ka+kb+kc);
Writeln("Результат:":20);
Write ("Массив а: ");
Writeln("sa=",sa:5:1," ka=",ka);
Write ("Массив b: ");
Writeln("sb=",sb:5:1," kb=",kb);
Write ("Массив c: ");
Writeln("sc=",sc:5:1," kc=",kc);
Writeln(" ":10,"y=",y:10);
Readln;
Writeln(f2,"ђҐ§г«мв в:");
Writeln(f2," ":10,"y=",y:10);
Close(f1);
Close(f2)
End.

Результаты работы программы

Mассив a
-2.1 3.1 -2.4 5.6 5.4 -6.7 3.5 -3.6
Mассив b
2.3 -4.3 2.1 2.5 -3.7 -5.6 4.6 3.5 -7.5
Mассив c
-2.1 4.3 -2.3 7.6 4.5 -8.9 5.7 -4.5 6.8 -5.8
Результат:
Массив а: sa= 17.6 ka=4
Массив b: sb= 15.0 kb=5
Массив c: sc= 28.9 kc=5
y= 9.330E+01

Модули в Паскале по отношению к основной части программы напоминают подпрограммы (процедуры и функции). Но по определению они являются самостоятельными программами, ресурсы которых могут быть задействованы в других программах. Кроме того описание модулей происходит вне вызывающего приложения, а в отдельном файле, поэтому модуль – это отдельно компилируемая программа. Файл скомпилированного модуля (именно такой нужен для использования) будет иметь расширение предусмотренное средой программирования (например, .tpu, .ppu, .pcu).

Модули создаются, как правило, для обеспечения компактности кода, о чем приходиться заботиться крупным проектам. Стоит также отметить, что использование модулей в каком-то смысле снимает ограничение на сегментацию памяти, так как код каждого модуля располагается в отдельном сегменте.

Структура модуля выглядит так:

Unit <имя модуля>;
Interface
<интерфейсная часть>
Implementation
<исполняемая часть>
Begin
<инициализация>
End.

Имя модуля (Unit)

Имя модуля, следующее после ключевого слова Unit , должно совпадать с названием файла (без.pas), в котором находиться его код. Также с помощью имени, модуль подключается к другому модулю, либо к основной программе. Для этого необходимо указать служебное слово Uses , и перечислить через запятую список подключаемых модулей:

Uses <список имен модулей>;

Интерфейсная часть (Interface)

В интерфейсной части описываются заголовки объектов, к которым будут иметь доступ другие модули и программы. Это константы, типы, переменные и подпрограммы. Например, так может выглядеть интерфейсная часть модуля Search, содержащего в себе алгоритмы поиска элементов в массиве.

Для объявления данного модуля, в программе нужно указать его имя:

После чего станет возможным использование всех описанных в интерфейсной части объектов.

Исполняемая часть (Implementation)

Начинается этот раздел со слова Implementation (реализация). Именно здесь нужно описать подпрограммы, объявленные в интерфейсной части. При этом в их заголовках разрешается не указывать формальные параметры, иначе они должны полностью совпадать с таковыми в интерфейсной части. Кроме этого, интерфейсная часть может содержать локальные (недоступные вызывающей программе) для модуля объекты.

Инициирующая часть

Инициирующая часть начинает свою работу до начала выполнения основной программы. В ней (между Begin и End), как правило, описываются операторы, предназначенные для разного рода вспомогательной работы. Данная часть может отсутствовать, либо не иметь в себе никакого кода. В первом случае нужно указать End с точкой, во втором – оставить пустое место внутри Begin и End.

Компиляция модулей

Использовать в программе можно лишь скомпилированные модули, имеющие расширение, предусмотренное вашей средой разработки приложений. Рассмотрим три наиболее популярные из них:

Turbo Pascal

Итогом компиляции модуля в Turbo Pascal, будет файл с расширением .tpu (Turbo Pascal Unit ), хранящий его код.

Free Pascal

После компиляции модуля в среде Free Pascal, создаются два файла с разными разрешениями: .ppu и .o . Первый содержит интерфейсную часть модуля, а второй (необходим для компоновки программы) – часть реализаций.

Pascal ABC.NET

Pascal ABC.Net во время компиляции модуля не генерирует код на машинном языке. В случае, если компиляция выполнена успешна код сохраняется в файле с разрешением .pcu .

Для сред программирования Turbo Pascal и Free Pascal предусмотрены три режима компиляции: Compile, Make и Build . В режиме Compile все используемые в программе модули должны быть заранее скомпилированы. Приложение в режим Make-компиляции проверяет все подключенные модули на наличие файлов с соответствующим для среды программирования разрешением (.tpu или.o). Если какой-то из них не найден, то происходит поиск файла с названием ненайденного модуля и расширением.pas. Самый надежный из режимов – Build. Поиск и компиляция файлов (с расширением.pas) в данном режиме происходит даже тогда, когда модульные файлы уже имеются.

Пример

Создадим небольшой модуль, содержащий в себе процедуры двоичного и линейного поиска элементов в массиве. Код модуля:

Весь этот код должен находиться в отдельном файле. Теперь напишем основную программу, в которую подключим наш модуль Search.

В языке Pascal для реализации технологии структурированного программирования с использованием модулей используются библиотеки подпрограмм. Текстуально библиотеки объединяются в самостоятельные программные единицы называемые модулями языка Pascal. Модули создаются для реализации библиотек подпрограмм. Обычно модули объединяют подпрограммы, выполняющие задачи одного класса.

Модуль - это самостоятельная программная единица, которая является автономно компилирующей и имеет определенную структуру.

Модуль имеет следующую структуру:

Заголовок модуля на языке Паскаль состоит из служебного слова Unit и следующего за ним именем модуля. К имени модуля предъявляются жесткие требования и это имя должно совпадать с именем дискового файла с расширением.pas, в котором находится текст модуля.

Unit MyType; //файл MyType.pas

Имя модуля служит для связи модуля с программами и другими модулями. Программы и модули устанавливают связь с требуемым модулем в разделе Uses программы или модуля. Модули для своей работы могут вызывать другие модули, если модуль вызывает другой модуль, то раздел Uses должен следовать за служебным словом INTERFACE.

Интерфейсная часть языка Паскаль начинается зарезервированным словом INTERFACE. Она служит для связи модуля с головной программой или другими модулями. В интерфейсной части содержатся объявление всех глобальных объектов модуля. В первую очередь подпрограмм, а кроме того объявляются глобальные типы и переменные. Если объект объявлен глобально, то его можно использовать в вызывающей программе и модуле без специального объявления.

Unit Wodmass;

INTERFACE

USES MyType;

[имя_типа]:[тип];

[список_глобальных_переменых]:[тип];

В интерфейсной части подпрограммы объявляются их заголовками, в которых следует имя подпрограммы и список формальных параметров.

Исполняемая часть языка Паскаль начинается служебным словом IMPLEMENTATION и содержит описание подпрограмм, объявленных в интерфейсной части, кроме того в исполняемой части могут быть объявлены локальные для модуля объекты (переменные, константы). Описание подпрограммы в исполняемой части должно начинаться с заголовка подпрограммы, при этом список формальных параметров опускается.

Инициирующая часть языка Паскаль завершает модуль, и эта часть может отсутствовать или может быть пустой. Делать инициирующую часть не рекомендуется, поскольку могут возникнуть ситуации зависания. В ней размещаются исполняемые операторы, устанавливаются начальные значения глобальных переменных, открываются нужные файлы, устанавливаются связи с другими файлами.

Компиляция модулей на языке Pascal

При работе с модулями необходимо выполнять компиляцию самих модулей и компиляцию программ, использующих модули. Как известно в среде Borland Pascal имеется три режима компиляции (Compile, Build, Make). При компиляции самого модуля обычно используется режим Compile, хотя можно и другими режимами, в том случае если модуль используется другие модули. При компиляции модуля не создается исполняемая программа, а создается специальный файл откомпилированного модуля с расширением.tpw. Файлы откомпилированных модулей помещаются в каталоги, обычно с именем Units (задается при настройках среды). При компиляции программ, содержащих модули, могут быть использованы все три режима компиляции. Компиляция разными режимами отличаются продолжительностью и надежностью.

Режим Compile - простой и самый быстрый. В этом режиме компилятор проверяет наличие подключаемых в разделе Uses модулей и при их наличии компилирует программы. Если модуль отсутствует, компиляция прекращается и выводится сообщение об отсутствии модуля.

В режиме Make компилятор проверяет наличие подключаемых модулей и если какой-то модуль не найдем, компилятор ищет текст модуля с расширением.pas, компилирует модуль и после этого компилирует программу. Кроме того компилятор проверяет даты создания модулей.tpw и.pas. Если он обнаруживает, что дата создания файла.pas более поздняя, чем.tpw, он делает вывод, что в тексте модуля были произведены изменения и заново перекомпилирует модули. Тем самым это надежнее.

В режиме Build все.tpw файлы игнорируются, компилятор перекомпилирует все используемые в головной программе модули и откомпилирует программу. Это самый надежный режим, но в тоже время самый длительный.