C++ Builder. Введение в структурное программирование

1. Что такое C++Builder



C++Builder — это новый продукт фирмы Borland, предназначенный для быстрой разработки Windows приложений (RAD — rapid application development) на языке С++. С помощью C++Builder вы можете создавать как консольные приложения, так и использовать графический интерфейс пользователя (GUI — graphical user interface), т.е. создавать меню, диалоговые окна, главное окно и т.д.




2. Интегрированная среда C++Builder (IDE)



Интегрированная среда C++Builder (IDE — Integrated Development Environment) разделена на три части. Верхнее окно является основным. Оно содержит оперативную панель (speedbar) слева и палитру компонентов (Component Palette) справа. Оперативная панель позволяет одним щелчком на соответствующей кнопке выполнять такие действия, как открытие, сохранение и компиляция проектов.



2.1 Палитра компонентов



Палитра компонентов содержит большой набор компонентов, которые вы можете вставлять в свои формы (к компонентам относятся текстовые метки, окна списка, кнопки и т.п.). Для удобства все компоненты разделены на группы.

Пощелкайте на заголовках вкладок, чтобы изучить доступные компоненты. Для помещения компонента в форму просто щелкните на соответствующей кнопке, а затем щелкните в том месте формы, где он должен появиться. Не беспокойтесь по поводу того, что вы еще ничего не знаете об использовании компонентов. Когда вы закончите исследование, щелкните на вкладке Standard, потому что именно эти компоненты потребуются вам дальше.

Компонент (component) — это функционально законченный участок двоичного кода, выполняющий некоторую специальную предопределенную задачу, например, отображение текста, элемента редактирования или окна списка.




2.2 Инспектор объектов



Под оперативной панелью и палитрой компонентов, вплотную к левому краю экрана, расположен инспектор объектов (Object Inspector). С помощью инспектора объектов вы можете изменять свойства компонентов и события, на которые они реагируют.

Окно инспектора объектов имеет одну или две вкладки, в зависимости от того, какой компонент выбран. Вкладка Properties (Свойства) присутствует всегда. Свойства объекта определяют его поведение. Например, изменение свойства Color (Цвет) приведет к изменению цвета фона данного объекта. Список доступных свойств изменяется от компонента к компоненту, однако обычно компоненты имеют несколько стандартных свойств (например, Width (Ширина) и Height (Высота).

Свойство (property) определяет поведение компонента.

Обычно инспектор объектов имеет вкладку Events (События) в дополнение к вкладке Properties. События происходят тогда, когда пользователь взаимодействует с компонентом, например щелкает на нем мышью. Вы можете написать код, который будет соответствовать подобным событиям и выполнять определенные действия при их возникновении. Так же как и свойства, события, на которые возможна реакция, различны от компонента к компоненту.

Cобытие (event) — это метод, вызываемый в компоненте в результате взаимодействия этого компонента с пользователем.



2.3 Редактор форм



Справа от инспектора объектов расположена рабочая область (workspace). Здесь изначально располагается редактор форм (Form Editor). Редактор форм позволяет создавать формы. Форма может быть главным окном программы, диалоговым окном или окном любого другого типа. В процессе создания формы с помощью редактора форм в ней можно размещать компоненты, изменять их положение и размеры. 



2.4 Редактор кода



За редактором форм скрыт редактор кода (Code Editor). В окне редактора кода вы набираете текст программы. 

Инспектор объектов, редактор форм, редактор кода и палитра компонентов работают взаимосвязанно во время построения приложения.




3. Программа Hello World!



Созданим программу, выводящею на экран Hello World! 

Сейчас у вас должен быть запущен C++Builder и на экране должна находиться пустая форма. По умолчанию ей присваивается имя Form1. Расположенный слева инспектор объектов показывает свойства формы. Щелкните на заголовке инспектора объектов. Свойство Caption (Заголовок) окажется выделено; там же будет располагаться курсор, ожидая ваших действий. (Если свойство Caption отсутствует в поле зрения, прокрутите список в окне инспектора объектов; свойства расположены в алфавитном порядке). Введите Hello World!, чтобы изменить заголовок формы.

Теперь щелкните на кнопке Run (Запуск), которая расположена на оперативной панели (кнопка с зеленой стрелкой). Вы можете также нажать F9 или выбрать пункт Run | Run в главном меню. C++Builder начнет построение программы.

Спустя некоторое время окно состояния компилятора исчезнет и на экране отобразится форма с заголовком Hello World. Поздравляю — вы только что написали свою первую программу на С++ под Windows с помощью C++Builder.

Это настоящая Windows-программа, ее окно можно переместить по экрану, зафиксировав курсор мыши на заголовке, сжать, растянуть, свернуть, развернуть и закрыть, щелкнув на кнопке Close.

Если программа Hello World все еще работает, закройте ее, щелкнув на кнопке Close в верхнем правом углу окна. На экране снова появится редактор форм и вы сможете внести изменения в форму (и, следовательно, в программу).

Добавим текст в центр самого окна. Чтобы сделать это, к форме нужно добавить текстовую метку (text label). Сначала щелкните на вкладке Standard палитры компонентов. На третьей кнопке изображен символ А. Если вы установите курсор мыши на эту кнопку, появится всплывающая подсказка Label. Щелкайте на кнопке, а затем в любом месте формы. Компонент Label будет помещен в форму. Теперь обратите внимание на инспектор форм. Он показывает свойства объекта Label1 (вспомните, что ранее он показывал свойства формы Form1). Свойство Caption снова выделено. Щелкните на заголовке инспектора объектов или на свойстве Caption и наберите Hello World!. Теперь метка, размещенная в форме, приняла вид Hello World!. Пока мы находимся в окне инспектора объектов, давайте изменим заодно размер текста. Дважды щелкните на свойстве Font. Под ним появится список дополнительных атрибутов. Выберите атрибут Size и установите размер шрифта равным 24 (текущий размер должен быть 8). После нажатия клавиши Enter или щелчка мышью на форме текст изменит размер.

Поскольку метка скорее всего расположена не по центру формы, вы можете переместить ее. Чтобы изменить положение компонента, просто щелкните на нем и перетащите в нужную позицию. Когда текст размещен желаемым образом, можно заново откомпилировать и запустить программу. Вновь щелкните на кнопке Run. C++Builder начнет компиляцию и спустя некоторое время (в этот раз оно будет меньше) программа запустится. 

Чтобы подготовиться к следующему шагу, вам нужно закрыть текущий проект в IDE. Выберите в главном меню пункт File | Close All. Щелкните на кнопке No после того, как появится приглашение сохранить изменения в проекте Project1.




4. Hello World, часть II — консольное приложение



Консольное приложение (console application) представляет программу, которая запускается в окне DOS под Windows 98.

Выберите в главном меню пункт File | New. C++Builder откроет репозиторий объектов (object repository).

Репозиторий объектов содержит предопределенные проекты, формы, диалоговые окна и другие объекты, которые вы можете добавить к существующему приложению или использовать для создания нового проекта. Щелкните на вкладке New (Новый) в репозитории и дважды щелкните на Console Wizard для создания нового консольного приложения. В открывшемся окне нажать на кнопку Finish. C++Builder создаст проект и вызовет окно редактора кода, после чего вы можете начинать ввод текста.

Это программа на языке С++, которая ничего не делает, но тем не менее написана правильно. Ее текст можно моментально изменить так, чтобы выполнялись какие-либо действия, но сначала обратите ваше внимание на строки, начинающиеся с //. Это строки комментариев, которые в данном случае введены только для визуального разделения текста программы. (Обычно строки комментариев используются для документирования текста.) C++Builder автоматически добавляет эти строки при создании нового консольного приложения. Обратите внимание, что единственный оператор в этой программе оканчивается точкой с запятой. (Кстати, это еще и единственный действительно выполняемый оператор.) Точка с запятой ставится в конце каждого оператора программы, написанной на С++.

Обратите внимание также на открывающую и закрывающую скобки в программе. В С++ блок кода начинается с открывающей фигурной скобки ({) и заканчивается закрывающей фигурной скобкой (}). Скобки используются для обозначения начала и конца блоков кода, связанных с циклами, функциями, операторами if, а также в других случаях. Данная программа очень проста, и в ней использован только один набор скобок.

Чтобы вывести на экран Hello World!, нам потребуется класс С++, называемый iostream. Класс iostream использует потоки (streams) для выполнения базового ввода и вывода, например, печати текста на экране или приема информации, вводимой пользователем. Поток cout используется для пересылки данных в стандартный выходной поток. В консольных приложениях стандартный выходной поток означает консоль, т.е. экран. Поток cin используется для приема с консоли данных, вводимых пользователем. В iostream включены два специальных оператора для помещения информации в поток или извлечения ее из потока. Оператор вставки («) используется для помещения данных в выходной поток, а оператор извлечения (») — для извлечения данных из входного потока. Для вывода информации на консоль вам следует написать cout « "Hello, World!";

Это является указанием поместить текст Hello, World! в стандартный выходной поток. При выполнении данной строки программы текст будет выведен на экран. Перед тем, как использовать cout, необходимо сообщить компилятору, где находится описание (называемое объявлением) класса iostream. Объявление для iostream расположено в файле с именем IOSTREAM.H. Этот файл называется заголовочным файлом (header file).

Чтобы компилятор искал описание класса iostream в файле IOSTREAM.H, используйте директиву #include: #include <iostream.h>

Теперь компилятор сможет найти класс iostream и поймет, что нужно делать, когда ему встретится оператор cout. Теперь, когда вы имеете некоторое представление о классе iostream, мы можем написать программу Hello World как консольное приложение. Отредактируйте текст, чтобы он выглядел следующим образом:



#pragma hdrstop 

#include <condefs.h>

#include <iostream.h>// добавьте эту строку

//———————————————

int main(int argc, char** argv) 

{ cout « "Hello, World!";// добавьте эту строку

return 0;}



Щелкните на кнопке Run оперативной панели. Программа будет откомпилирована и запущена. В момент запуска вы увидите окно DOS и слова Hello World!, которыечерез долю секунды исчезнут. Чтобы это не произошло к программе нужно добавить еще несколько строк.Чтобы предотвратить закрытие консольного окна используем функцию getch(), предназначенную для ввода символа с клавиатуры.Вновь отредактируйте программу:



#pragma hdrstop 

#include <condefs.h>

#include <iostream.h>

#include <conio.h>// добавьте эту строку

//———————————————

int main(int argc, char** argv) 

{cout « "Hello, World!" « endl;

cout « endl « "Press any key to continue…" ; // добавьте эту строку

getch();// добавьте эту строку

return 0;}



На этот раз после запуска программы консольное окно останется открытым. Для завершения программы и закрытия окна нажмите любую клавишу. Модификатор endl заносит в выходной поток символ конца строки.

Обзор языка С++

Цель работы: познакомиться с основными типами данных языка программирования С++, научиться составлять простые вычислительные программы.

5. Краткие теоретические сведения



С++ является мощным языком. Он позволяет вам делать то, что невозможно в других языках. Однако это могущество не дается даром. С++ предоставляет вам достаточно возможностей, чтобы «повесить» компьютер. Крах программы обычно происходит при выходе за границу отведенной памяти или нарушении прав доступа к системным ресурсам.

С++ позволяет в полном объеме использовать возможности объектно-ориентированного программирования (ООП), позволяя вам создавать объекты, которые можно использовать не только в текущей, но и в будущих программах.

! Объект (object), подобно компонентам, представляет собой участок двоичного кода, выполняющий определенную задачу. (Компоненты являются объектами, но не все объекты — компоненты.)

Объект раскрывает пользователю (программисту, использующему этот объект) только ту часть себя, которая необходима для работы с ним. Все внутренние механизмы, о которых пользователю не нужно знать, скрыты от взгляда. Все это входит в концепцию объектно-ориентированного программирования. Программы C++Builder являются объектно-ориентированными по причине интенсивного использования объектов. После того, как объект (ваш собственный или встроенный в C++Builder) создан, он может использоваться в любой программе C++Builder. Объект также может быть расширен путем наследования для создания нового объекта с дополнительными свойствами. Самым ценным является то, что объекты скрывают свои внутренние детали и позволяют программисту сконцентрироваться на достижении максимальной эффективности их использования.

!Переменная  это имя, присвоенное некоторому участку памяти. 

После объявления переменной вы можете использовать ее для операций с данными в памяти. 

Имена переменных могут состоять из букв верхнего и нижнего регистров, цифр и знака подчеркивания (_), но не могут содержать пробелы или другие специальные символы. Имя переменной должно начинаться с буквы или знака подчеркивания. Максимально допустимая длина имени переменной 31 символ. 

Типы данных С++

! В С++ тип данных (data type) определяет способ хранения информации в памяти. 

В таблице 1.1 приведены базовые типы данных С++, их размеры и диапазоны допустимых значений.



Таблица 1.1. 

Тип данных

Размер в байтах

Диапазон допустимых значений

char

1

от -128 до 127

unsigned char

1

от 0 до 255

short

2

от -32 768 до 32 767

unsigned short

2

от 0 до 65 535

long

4

от -2 147 483 648 до 2 147 483 647

unsigned long

4

от 0 до 4 294 967 295

int

4

совпадает с long

unsigned int

4

совпадает с unsigned long

float

4

от 1.2Е-38 до 3.4Е38

double

8

от 2.2Е-308 до 1.8Е308

bool

1

true или false



С++ автоматически выполняет преобразования между различными типами данных, когда это возможно. 

Пример 1.



// явление "заворачивания"

#pragma hdrstop 

#include <condefs.h>

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

//

#pragma argsused	

int main(int argc, char** argv) 

{int x;

х = 2147483647;

cout << "x = " << x<<endl;

x++;

cout << "x = " << x<<endl;

getch();

return 0;

}



Операторы С++

! Операторы (operators) используются для обработки данных. Операторы выполняют вычисления, сравнения, присваивания, а также много других специфических задач.

В таблице 1.2 приведены обычно используемые операторы С++



Таблица 1.2.

Оператор

Описание

Пример

Арифметические операторы

+

Сложение

Х = Х + Z;

-

Вычитание

Х = у - 2;

*

Умножение

х = у * х;

/

Деление

х = у / z;

%

Остаток от деления целых чисел

х=х%у;

Операторы присваивания

=

Присваивание

х = 10;

+=

Сложение с присваиванием

х += 10;  (то же, что и х = х + 10;)

-=

Вычитание с присваиванием

х -= 10;

*=

Умножение с присваиванием

х *= 10;

/=

Деление с присваиванием

х /= 10;

&=

Поразрядное И с присваиванием

х &= 10;

|=

Поразрядное ИЛИ с присваиванием

х |= 10;

Логические операторы

&&

Логическое И

if (х && OxFF) {...}

||

Логическое ИЛИ

if (х || OxFF) {...}

Операторы отношения

= =

Равно

if (x = = 10) {…}

!=

Не равно

if (x != 10) {...}

<

Меньше

if (x< 10) {...}

>

Больше

if (x > 10) (...)

<=

Меньше или равно

if (x<=10) {...}

>=

Больше или равно

if (x >= 10) {...}

Унарные операторы

*

Косвенная адресация 

int х = *у;

&

Взятие адреса

int* х = &у;



Поразрядное НЕ

х &= 0х02;

!

Логическое НЕ

if (!valid) {...}

+

Инкремент

x++; (то же, что и х = х + 1;)

--

Декремент

х--:

Операторы классов и структур

::

Разрешение области видимости

MyClass::SomeFunction();

->

Косвенный доступ

MyClass->SomeFunction();

.

Прямой доступ

MyClass.SomeFunction();



Как видите, список операторов слегка ошеломляет, но не пытайтесь сразу запомнить каждый из них. Работая с С++, вы постепенно научитесь использовать все эти операторы.

Следует заметить, что в некоторых случаях операторы могут быть как преинкрементными (++х), так и постинкрементными (х++). Преинкрементный (pre-increment) оператор указывает компилятору: «Увеличить значение переменной и затем использовать эту переменную». Постинкрементный (post-increment) оператор указывает компилятору: «Сначала использовать переменную, а затем увеличить ее значение» (см. пример 2). 

Пример 2.



#pragma hdrstop 

#include <condefs.h>

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

//

#pragma argsused	

int main(int argc, char** argv) 

{int a, b;

b = 10;

a = b++;

cout << "a = " << a << " b = " << b << endl;

b = 10;

a = ++b;

cout << "a = " << a << " b = " << b << endl;

getch();

return 0;

}



Пример 3. 



#pragma hdrstop 

#include <condefs.h>

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

//

#pragma argsused	

int main(int argc, char** argv) 

{	int a, b;

float a1,b1;

a = 5; b = 3;

cout << "a / b = " << a/ b << endl

<<"a % b = "<<a%b<<endl;

a1 = 5; b1 = 3;

cout << "a1 / b1 = " << a1/ b1 << endl;

getch();

return 0;

}



Пример 4



//программа вычисления площади треугольника по высоте и основанию

#pragma hdrstop 

#include <condefs.h>

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

//

#pragma argsused	

int main(int argc, char** argv) 

{float a,h,S;

cout << "Введите длину основания и высоту: " << endl;

cin >> a >> h;	//ввод данных с клавиатуры

S = a*h/2;

cout << "Площадь треугольника S = " << S << endl;

getch();

return 0;

}




6. Выполнение работы



Запустите среду С++Builder, дважды щелкнув левой кнопкой мыши по соответствующей пиктограмме на рабочем столе.

Запустите консольное приложение. (Выберите в главном меню пункт File | New. В открывшемся репозитории дважды щелкните на Console Wizard для создания нового консольного приложения. В открывшемся окне нажмите на кнопку Finish).

В окне редактора кода наберите программу Пример 1. 

Для компиляции и запуска программы щелкните на кнопке Run оперативной панели.

Определите в чем заключается явление "заворачивания".

Повторите пп. 3-4 для программы Пример 2. Определите чем отличаются преинкрементный и постинкрементный операторы.

Повторите пп. 3-4 для программы Пример 3. Определите в чем отличие деления целых и вещественных чисел.

Повторите пп. 3-4 для программы Пример 4. 

Напишите программу вычисления объема конуса (s=1/3r2h). Повторите пп. 3-4 для этой программы.

Напишите программу пересчета величины временного интервала, заданного в минутах, в величину, выраженную в часах и минутах. (Например, 150 мин.  это 2 ч. 30 мин.). Повторите пп. 3-4 для этой программы.




Контрольные вопросы



Что такое объектно-ориентированное программирование?

Что такое переменная?

Какой тип могут иметь целые переменные?

Какой тип могут иметь вещественные переменные?

Какое значение имеет переменная после объявления?

Что делает функция getch()?

Можно ли присвоить переменной целого типа значение, содержащее дробную часть?

В чем заключается явление "заворачивания"?

Как получить целую часть от деления целых чисел?

Как получить остаток от деления целых чисел?

1