• Глава 12. МОДУЛИ
• СТРУКТУРА МОДУЛЕЙ
• ЗАГОЛОВОК МОДУЛЯ И СВЯЗЬ МОДУЛЕЙ ДРУГ С ДРУГОМ
• ИНТЕРФЕЙСНАЯ ЧАСТЬ
• ИСПОЛНЯЕМАЯ ЧАСТЬ
• ИНИЦИИРУЮЩАЯ И ЗАВЕРШАЮЩАЯ ЧАСТИ
• ДОСТУП К ОБЪЯВЛЕННЫМ В МОДУЛЕ ОБЪЕКТАМ
• ТИПЫ МОДУЛЕЙ В DELPHI

Глава 12

МОДУЛИ

Стандартный Паскаль не предусматривает механизмов раздельной компиляции частей программы с последующей их сборкой перед выполнением. Более того, последовательное проведение в жизнь принципа обязательного описания любого объекта перед его использованием делает фактически невозможной разработку разнообразных библиотек прикладных программ. Точнее, такие библиотеки в рамках стандартного Паскаля могут существовать только в виде исходных текстов, и программист должен сам включать в программу подчас весьма обширные тексты различных поддерживающих процедур, таких как процедуры матричной алгебры, численного интегрирования, математической статистики и т. п.

Вполне понятно поэтому стремление разработчиков коммерческих компиляторов Паскаля включать в язык средства, повышающие его модульность. Чаще всего таким средством является разрешение использовать внешние процедуры и функции, тело которых заменяется стандартной директивой External. Разработчики Object Pascal пошли в этом направлении еще дальше, включив в язык механизм так называемых модулей.

Модуль - это автономно компилируемая программная единица, включающая в себя различные компоненты интерфейсного раздела (типы, константы, переменные, процедуры и функции) и, возможно, некоторые исполняемые операторы инициирующего раздела. Появление объектов в интерфейсной части делает их доступными для других модулей и основной программы. Тела процедур и функций располагаются в исполняемой части модуля, которая может быть скрыта от пользователя.

Роль модулей в Delphi не исчерпывается только механизмом раздельной компиляции. Delphi связывает с каждым включаемым в программу окном собственный модуль и таким способом локализует все свойства окна в отдельной программной единице. Как мы уже выяснили (см. п. 5.2), основная программа (файл проекта dpr) весьма специфична: она содержит перечень всех используемых в программе модулей и несколько исполняемых операторов, обеспечивающих создание нужных окон и связь программы с Windows. Вся основная работа программы управляется кодом, содержащимся в модулях.

12.1. СТРУКТУРА МОДУЛЕЙ

Unit <имя>;

interface

<интерфейсная часть> implementation

<исполняемая часть> initialization <нициирующая часть> finalization <завершающая часть>

end.

Здесь unit - зарезервированное слово (единица); начинает заголовок модуля; <имя> - имя модуля (правильный идентификатор); interface - зарезервированное слово (интерфейс); начинает интерфейсную часть модуля; implementation - зарезервированное слово (выполнение); начинает исполняемую часть; initialization -зарезервированное слово (инициация); начинает инициирующую часть модуля; finalization - зарезервированное слово (завершение);

начинает завершающую часть модуля; end - зарезервированное слово - признак конца модуля.

Таким образом, модуль состоит из заголовка и четырех составных частей, любая из которых может быть пустой.

12.2. ЗАГОЛОВОК МОДУЛЯ И СВЯЗЬ МОДУЛЕЙ ДРУГ С ДРУГОМ

Заголовок модуля состоит из зарезервированного слова unit и следующего за ним имени модуля. Для правильной работы среды Object Pascal и возможности подключения средств, облегчающих разработку крупных программ, это имя должно совпадать с именем дискового файла, в который помещается исходный текст модуля. Если, например, имеем заголовок

Unit Global;

то исходный текст соответствующего модуля должен размещаться в дисковом файле global. pas. Имя модуля служит для его связи с другими модулями и основной программой. Эта связь устанавливается специальным предложением

Uses <сп.модулей>

Здесь uses - зарезервированное слово (использует); <сп.модулей> -список модулей, с которыми устанавливается связь; элементами списка являются имена модулей, отделяемые друг от друга запятыми, например:

Uses Windows, SysUtils, MyUnit;

Если объявление uses используется, оно должно открывать раздел описаний основной программы. Модули могут использовать другие модули. Предложение uses в модулях может следовать либо сразу за

зарезервированным СЛОВОМ interface, либо Сразу за словом implementation, либо, наконец, и там, и там (т. е. в модуле допускаются два предложения uses).

12.3. ИНТЕРФЕЙСНАЯ ЧАСТЬ

Интерфейсная часть открывается зарезервированным словом interface. В этой части содержатся объявления всех глобальных объектов модуля (типов, констант, переменных и подпрограмм), которые должны стать доступными основной программе и/или другим модулям. При объявлении глобальных подпрограмм в интерфейсной части указывается только их заголовок, например:

Unit Cmplx;

interface type

Function AddC(x,y: Complex): Complex;

Function MulC(x,y: Complex): Complex;

Если теперь в другом модуле написать предложение Uses Cmplx; то в нем станут доступными тип Сomplex и две процедуры - AddС и МulС из модуля Cmplx.

12.4. ИСПОЛНЯЕМАЯ ЧАСТЬ

Исполняемая часть начинается зарезервированным словом implementation и содержит описания подпрограмм, объявленных в интерфейсной части. В ней могут объявляться локальные для модуля объекты - вспомогательные типы, константы, переменные и подпрограммы, а также метки, если они используются в инициирующей части.

Описанию подпрограммы, объявленной в интерфейсной части модуля, в исполняемой части должен предшествовать заголовок, в котором можно опускать список формальных переменных (и тип результата для функции), так как они уже описаны в интерфейсной части. Но если заголовок подпрограммы приводится в полном виде, т. е. со списком формальных параметров и объявлением результата, он должен совпадать с заголовком, объявленным в интерфейсной части, например:

Unit Cmplx;

Interface type

re,im: real

end;

Function AddC(x,y: Complex): Complex;

Implementation

Function AddC(x,y: Complex): Complex;

begin

end; Function MulC;// Вариант описания подпрограммы без

// повторения списка параметров

begin

end;

end.

Хотя допускается краткое объявление заголовка подпрограммы ( как в предшествующем примере—функции MulC), тем не менее использовать такую форму в серьезной программе не рекомендуется: перечень параметров непосредственно в заголовке подпрограммы облегчает чтения кода и понимания деталей реализации алгоритма.

Повторение заголовка в исполняемой части должно быть полным и точным. Если бы мы использовали заголовок

Function AddC(x,z: Complex): Complex; begin

end;

компилятор немедленно известил бы нас о несовпадении заголовка с объявлением функции в интерфейсной части (второй параметр должен иметь имя у).

12.5. ИНИЦИИРУЮЩАЯ И ЗАВЕРШАЮЩАЯ ЧАСТИ

Инициирующая и завершающая части чаще всего отсутствуют

Вместе с начинающим их словами initialization и finalization.

В инициирующей части размещаются операторы, которые исполняются до передачи управления основной программе и обычно используются для подготовки ее работы. Например, в них могут инициироваться переменные, открываться нужные файлы и т. д. В завершающей части указываются операторы, выполняющиеся после завершения работы основной программы (в них освобождаются выделенные программе ресурсы, закрываются файлы и т. д.). Если несколько модулей содержат инициирующие части, эти части выполняются последовательно друг за другом в порядке перечисления модулей в предложении uses главной программы. Если несколько модулей содержат завершающие части, эти части выполняются последовательно друг за другом в порядке, обратном перечислению модулей в предложении uses главной программы.

12.6. ДОСТУП К ОБЪЯВЛЕННЫМ В МОДУЛЕ ОБЪЕКТАМ

Пусть, например, мы создаем модуль, реализующий арифметику комплексных чисел (такая арифметика ни в стандартном Паскале, ни в Object Pascal не предусмотрена, но в Delphi 6 введен пользовательский вариант, который реализует действия над комплексными

Числами - см. п. 10.5 и модуль Source\Rtl\Common\VarCmplx.pas Каталога размещения Delphi). Арифметика комплексных чисел реализуется четырьмя функциями:

Unit Cmplx;

//---------------------------

//---------------------------

type

re,im: real end; Function AddC (x,y: Complex): Complex;

Function SubC (x,y: Complex): Complex;

Function MuiC (x,y: Complex): Complex;

Function DivC (x,y: Complex): Complex;

const

//---------------------------

//---------------------------

Function AddC (x,y: Complex): Complex;

// Сложение комплексных чисел

begin

Result.re := x.re + y.re;

Result.im := x.im + y.im

end; //AddC

Function SubC (x,y: Complex): Complex;

// Вычитание комплексных чисел

begin

Result.re := x.re - y.re;

Result.im := x.im - y.im

end; //SubC

Function MulC (x,y: Complex): Complex;

// Умножение комплексных чисел

begin

Result.re := x.re * y.re - x.im * y.im;

Result.im := x.re * y.im + x.im * y.re

end; //MulC

Function DivC (x,y: Complex): Complex;

// Деление комплексных чисел

var

begin

end

end

{Div.C};

end.

Чтобы создать такой модуль, следует вызвать опцию File | New I unit[В Delphi 1 для этого используется опция File | New | Unit, в версиях 2...5 - опция File |

New и выбор пиктограммы на закладке New окна Репозитория.]. Текст модуля следует сохранить в файле cmplx.pas: имя файла должно совпадать с именем модуля - только в этом случае Delphi сможет автоматически найти модуль и следить за его обновлением.

После создания модуля его имя нужно упомянуть в предложении uses того модуля, в котором будут использоваться вновь созданные подпрограммы, типы, константы (в нашем модуле - тип complex, подпрограммы Addc, subc. Mule, Dive и константа с). Пусть, например, при каждом щелчке по кнопке bbRun учебной программы создается пара случайных комплексных чисел, над которыми осуществляются все четыре арифметических действия. Тогда обработчик bbRunClick мог бы быть таким:

implementation

uses Cmplx;

{$R *.DFM}

procedure Tform1.bbRunClick(Sender: TObject);

var

procedure Output(Operation: Char);

//Осуществляет нужное действие и выводит результат в mmOutput

var

begin

'-': z := SubC(x,y) ;

'*': z := MulC(x,y) ;

'/': z := DivC(x,y) ;

end;

S := '('+FormatFloat('+0.0000;-0.0000',x.re)+

FormatFloat('+O.OOOOj;-O.OOOOj',x.im)+')'

+0peration+
'('+
FormatFloat('+0.0000;-0.0000',у.re)+
FormatFloat('+0.OOOOj;-0.OOOOj',у.im)+'='+
FormatFloat('+0.0000;-0.0000',z.re)+
FormatFloat('+0.OOOOj;-0.OOOOj',x.im);

mmOutput.Lines.Add(S) ;

end; //Output

begin //bbRunClick

x.re := Random;

x.im := Random;

y.re := Random;

y.im := Random;

Output('+');

Output('-');

Output ('*');

Output ('/');

end;

Обратите внимание на ссылку uses cmpix в самом начале исполняемой части - именно она делает доступными обработчику bbRunClick объекты модуля Cmplx. Эту ссылку можно вставить с помощью среды Delphi: выберите опцию File | Use Unit и в появившемся окне щелкните по имени модуля Сmplx.

12.7. ТИПЫ МОДУЛЕЙ В DELPHI

Наиболее распространенным типом модуля в Delphi является форма - модуль со связанным с ним окном. Интерфейсная часть такого модуля обычно содержит объявление нового класса и автоматически обновляется Delphi в ходе конструирования окна. В интерфейсной части модуля-формы содержится также объявление объекта для соответствующего оконного класса. Например, для нашей учебной программы модуль содержит объявление класса TfmExamie и объекта fmExampie. Большинство типовых модулей в репозитории содержат заготовки для создания диалоговых окон.

Помимо форм в репозитории содержатся также не связанные с видимыми окнами модули. Кроме уже рассмотренного выше модуля общего назначения, к ним относятся модули данных, модули динамических библиотек, пакеты и модули потоков.

Модули данных имеют связанные с ними окна, однако, эти окна никогда не появляются на экране. Необходимость в окнах вызвана тем, что компоненты доступа к данным страницы можно вставить только в форму, хотя все они не имеют видимого воплощения в работающей программе. Невидимое окно модуля данных предназначено для размещения этих компонентов и связанных с ними объектов-полей. Разумеется, для размещения компонентов и полей можно использовать и обычное окно-форму, однако в этом случае пиктограммы компонентов загромождают видимое пространство окна и затрудняют его конструирование. В Delphi 5, 6 модули данных способны отображать реляционные связи между сущностями базы данных в виде диаграмм.

Модули динамических библиотек предназначены для создания широко используемых в Windows динамически связываемых библиотек DLL (Dynamic-Link Libraries). DLL служат универсальным средством согласования подпрограмм, написанных на разных языках программирования. В Windows содержится множество DLL, написанных на языке Си или на языке ассемблера, что ничуть не мешает Delphi-программам использовать их. Модули динамических библиотек предназначены для разработки DLL с помощью Object Pascal. Такие DLL затем смогут использовать программы, созданные с помощью других языков программирования.

Пакеты - это особым образом откомпилированные DLL, оптимизированные для совместного использования Delphi-программами, или средой Delphi, или и программами, и средой. В отличие от DLL пакеты могут хранить и передавать программе типы (включая классы) и данные. Они разработаны специально для хранения компонентов, разного рода экспертов, редакторов сложных свойств и т. п. Например, в пакете VCL60 .bpl содержатся основные компоненты Delphi.

Модули потоков предназначены для реализации так называемых потоков команд[ В Delphi существуют также потоки данных - см.п. 11.4.] - фрагментов программы, которые исполняются параллельно с другими фрагментами, разделяя с ними время процессора и остальные системные ресурсы. Механизм потоков используется в 32-разрядных Windows и не поддерживается в Delphi 1. К сожалению, в текущей реализации Delphi 32 потоки не могут связываться с собственными видимыми компонентами, так как библиотека визуальных компонентов VCL (Visual Component Library) не поддерживает работу с потоками. Вот почему модуль потока не имеет связанного с ним окна.