- 1-

Programowanie w C i C++

BORLAND C++

- 2-

Spis Treści Lekcja 1. Co o C i C++ każdy wiedzieć powinien. 3 Lekcja 2. Jak korzystać z kompilatora Borland C++? 8 Lekcja 3. Główne menu i inne elementy IDE. 11 Lekcja 4. Jeszcze o IDE C++ . 18 Lekcja 5. Działania przy pomocy myszki i błędy w programie. 24 Lekcja 6. Następny program - komputerowa arytmetyka. 29 Lekcja 7. Z czego składa się program. 33 Lekcja 8. Jakich słów kluczowych używa C++. 42 Lekcja 9. O sposobach odwoływania się do danych. 51 Lekcja 10. Jakie operatory stosuje C++. 59 Lekcja 11. Jak deklarować zmienne. Co to jest wskaźnik. 65 Lekcja 12. Wskaźniki i tablice w C i C++. 74 Lekcja 13. Jak tworzyć w programie pętle i rozgałęzienia. 82 Lekcja 14. Jak tworzyć i stosować struktury. 90 Lekcja 15. Jak posługiwać się funkcjami. 97 Lekcja 16. Asembler tasm i basm. 108 Lekcja 17. Trochę szczególów technicznych. 115 Lekcja 18. O łańcuchach tekstowych 123 Lekcja 19. Kilka innych przydatnych funkcji. 131 Lekcja 20. Jeśli program powinien uruchomić inny program... 135 Lekcja 21. Kilka procesów jednocześnie. 141 Lekcja 22. Na zdrowy chłopski rozum programisty. 148 Lekcja 23. Co nowego w C++? 153 Lekcja 24. Skąd wzięły się klasy i obiekty w c++. 164 Lekcja 25. Przykład obiektu. 171 Lekcja 26. Co to jest konstruktor. 176 Lekcja 27. O dziedziczeniu. 185 Lekcja 28. Dziedziczenie złożone. 188 Lekcja 29. Funkcje i overloading. 193 Lekcja 30. Wymiana danych między obiektami. 197 Lekcja 31. Przekazanie obiektów jako argumentów do funkcji. 205 Lekcja 32. Wskaźniki do obiektów. 210 Lekcja 33. Overloading operatorów. 212 Lekcja 34. O zastosowaniu dziedziczenia. 222 Lekcja 35. Funkcje wirtualne i klasy abstrakcyjne. 227 Lekcja 36. Kaźdy dysk jest za mały, a kaźdy procesor zbyt wolny. 232 Lekcja 37. O C++, Windows i małym Chińczyku. 236 Lekcja 38. Korzystamy ze standardowych zasobów Windows. 242 Lekcja 39. Struktura programu proceduralno - zdarzeniowego 248 Lekcja 40. Jak tworzy się aplikację dla Windows? 254 Lekcja 41. Kompilatory "specjalnie dla Windows". 259 Lekcja 42. Elementy sterujące i zarządzanie programem. 265 Lekcja 43. O okienkach dialogowych. 272 Lekcja 44. Dołączanie zasobów - menu i okienka dialogowe. 275 Lekcja 45. O programach obiektowo - zdarzeniowych. 280 Lekcja 46. Aplikacja obiektowa - rysowanie w oknie. 290 Lekcja 47. O pakietach Borland C++ 4/4.5. 294

Plik zostal sciagniety ze strony BINBOY'a http://www.binboy.w.pl mail: karol@binboy.w http://binboy.koti.com.pl binboy@binboy.koti.com

- 3-

Lekcja 1. Co o C i C++ każdy wiedzieć powinien. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, dlaczego pora na C++. ________________________________________________________________ Język C++ jest uniwersalnym, nowoczesnym językiem programowania. Stosowane przez USA i inne kraje wobec Polski wieloletnie embargo COCOM'u (przeszkody w dostępie do nowoczesnej technologii) sprawiły m. in., że popularność OS2, UNIXa i C/C++ jest w Polsce do dziś nieproporcjonalnie mała, a Basica, Pascala i DOSa nieproporcjonalnie duża. W USA C++ już od kilku lat stanowi podstawowe narzędzie programistów. Już słyszę oburzenie (A co mnie obchodzi historia "komputerologii" i koligacyjki!). Otóż obchodzi, bo wynikają z niej pewne "grzechy pierworodne" języka C/C++, a dla Ciebie, szanowny Czytelniku - pewne wnioski praktyczne. Grzech Pierwszy: * Kompilator języka C/C++ jest standardowym wyposażeniem systemu operacyjnego UNIX. Skutki praktyczne: Każdy PC jest w momencie zakupu (co często wchodzi w cenę zakupu komputera) wyposażany w system operacyjny DOS - np. DR DOS, PC DOS, PTS DOS lub MS DOS. Standardowo w zestaw systemu MS DOS wchodzi interpreter języka BASIC (w MS-DOS - QBasic.EXE). Możesz więc być pewien, że jeśli jest DOS, to musi być i BASIC. Podobnie rzecz ma się z C/C++. Jeśli jest na komputerze system UNIX (za wyjątkiem najuboższych wersji systemu XENIX), masz tam do dyspozycji kompilator C/C++, za to BASICA ani Pascala prawie na pewno tam nie ma. Podobnie coraz popularniejszy OS/2 wyposażony jest w kompilator (całkiem niezły) C++ i dodatkowo jeszcze w pewne gotowe-firmowe biblioteki. Grzech drugi: * Język C/C++ powstał jeszcze zanim wymyślono PC, DOS, GUI (Graficzny Interfejs Użytkownika), Windows i inne tym podobne. Dwa najważniejsze skutki praktyczne: I. W założeniach twórców język C++ miał być szybki (i jest) i zajmować mało miejsca w pamięci (bo ówczesne komputery miały jej bardzo mało!). Zawiera więc różne, niezrozumiałe dla nas z dzisiejszego punktu widzenia skróty. Np. to co w Pascalu czy Basicu wygląda zrozumiale: i:=i+1; (Pascal) 10 I=I+1 lub inaczej NEXT I (Basic)

- 4-

to w języku C++ wygląda dziwacznie: i++; albo jeszcze dziwniej ++i; Tym niemniej zwróć uwagę, że w Pascalu zajmuje to 7 znaków, w Basicu - 8 znaków (spacja to też znak!), a w C++ tylko 4. Inny przykład: X=X+5 (Basic, 5 znaków), X:=X+5 (Pascal, 6 znaków), X+=5 (C++, tylko 4 znaki). Z takiej właśnie filozofii wynika i sama nazwa - najkrótsza z możliwych. Jeśli bowiem i++ miało znaczyć mniej więcej tyle samo co NEXT I (następne I) to C++ znaczy mniej więcej tyle samo co "NASTĘPNA WERSJA C". II. Nie ma nic za darmo. W języku C/C++, podobnie jak w samochodzie wyścigowym formuły I, za szybkość i skuteczność płaci się komfortem. Konstrukcje stosowane w języku C/C++ są maksymalnie dostosowane do "wygody" komputera. Pozwala to na uzyskiwanie ˙niezwykle szybkich "maszynowo-zorientowanych" kodów wykonywalnych programu, ale od programisty wymaga przyzwyczajenia się do "komputerowo-zorientowanego sposobu myślenia". Grzech Trzeci (i chyba najcięższy): * Jest najlepszy. Ostrożniej - jest najchętniej stosowanym narzędziem profesjonalnych programistów. Ma oczywiście konkurentów. Visual Basic (do małych aplikacji okienkowych), Turbo Pascal (do nauki podstaw - elementów programowania sekwencyjnego, proceduralno-strukturalnego), QuickBasic (programowanie strukturalne w środowisku DOS), Fortran 90, ADA, SmallTalk, itp, itd. Sam wielki Peter Norton przyznaje, że początkowe wersje swojego słynnego pakietu Norton Utilities pisał w Pascalu, ale dopiero przesiadka na C/C++ pozwoliła mu doprowadzić NU do dzisiejszej doskonałości. Jakie są programy Petera Nortona - każdy widzi... Zapewne masz na swoim komputerze kilka różnych aplikacji (np. TAG, QR-Tekst, Word, itp.) - jeśli zajrzysz do nich do środka (View), możesz sam przekonać się, że większość z nich została napisana właśnie w C++ (Kompilatory C++ pozostawiają w kodzie wynikowym .EXE swoją wizytówkę zwykle czytelną przy pomocy przeglądarki; przekonasz się o tym także zaglądając przez [View] do własnych programów); stosowane narzędzia możesz rozpoznać także po obecności dynamicznych bibliotek - np. BWCC.DLL - biblioteka elementów sterujących - klawiszy, itp - Borland Custom Controls for Windows). Skutki praktyczne:

- 5-

Nauczywszy się języka C/C++ możesz nie bać się ani systemu UNIX/XENIX a ich środowiska okienkowego - X Windows, ani OS2, ani Windows 95 (dotychczasowe testy starych 16-bitowych aplikacji wykazały b. wysoki stopień kompatibilności), ani stacji roboczych, ani dużych komputerów klasy mainframe. Język C/C++ dosłużył się bowiem ogromnej ilości tzw. implementacji czyli swoich odmian, przeznaczonych dla różnych komputerów i dla różnych systemów operacyjnych. Windows NT i Windows 95 również zostały napisane w C++. Czytając prasę (np. Computer World, PC-Kurier i in.) zwróć uwagę, że najwięcej ofert pracy jest właśnie dla programistów posługujących się C++ (i tak zapewne będzie jeszcze przez kilka lat, póki nie wymyślą czegoś lepszego - np. jakiegoś C+++). Z Grzechu Trzeciego (choć nie tylko) wynika także pośrednio Grzech Czwarty. Języka C++ Grzech Czwarty - ANSI C, C++, czy Turbo C++, Visual C++, czyli mała wieża BABEL. Nie jestem pewien, czy "wieża BABEL" jest określeniem trafniejszym niż "kamień filozoficzny", bądź "perpetuum mobile". To co w ciągu ostatnich lat stało się z językiem C++ ma coś wspólnego z każdym z tych utopijnych symboli. A w dużym uproszczeniu było to tak. Podobnie, jak mechanikom od zarania dziejów marzyło się perpetuum mobile, tak informatykom zawsze marzyło się stworzenie jednego SUPER-UNIWERSALNEGO języka programowania. Takiego, który byłby zupełnie niezależny od sprzętu tzn., aby program napisany w takim języku mógł być przeniesiony BEZ ŻADNYCH ZMIAN na dowolny komputer I DZIAŁAŁ. Do takiej roli pretendowały kolejno FORTRAN, Algol a potem przyszła pora na C/C++. Gdyby informatycy nie okazali się zbyt zachłanni, może coś by z tego wyszło. Ale, jak to w życiu, programiści (podobnie jak żona rybaka z bajki "O rybaku i złotej rybce") chcieli wszystkiego naraz: * żeby program dał się przenieść na komputer innego typu i działał, * żeby działał szybko i optymalnie wykorzystywał sprzęt, * żeby umiał wszystko, co w informatyce tylko wymyślono (tj. i grafika, i obiekty, i obsługa peryferii i...). I stało się. W pomyślanym jako uniwersalny języku zaczęły powstawać odmiany, dialekty, mutacje, wersje itp. itd. Jeśli C++ nie jest Twoim pierwszym językiem, z pewnością zauważyłeś Czytelniku, że pomiędzy GW Basic a Quick Basic są pewne drobne różnice. Podobnie Turbo Pascal 7.0 trochę różni się od Turbo Pascala 5.0. Mimo to przykład poniżej pewnie Cię trochę zaskoczy. Dla zilustrowania skali problemu przedstawiam poniżej dwie wersje TEGO SAMEGO PROGRAMU napisanego w dwu różnych wersjach TEGO SAMEGO JĘZYKA C++. . Obydwa programy robią dokładnie to samo. Mają za zadanie wypisać na ekranie napis "Hello World" (czyli "Cześć świecie!").

- 6-

Program (1) main() { printf("Hello World\n"); } Program (2) #include <windows.h> #include <iostream.h> LPSTR p = "Hello World\n"; main(void) { cout << "Hello World" << endl; MessageBox(0, p, "Aplikacja dla Windows", MB_OK); return (0); } Cóż za uderzające podobieństwo, prawda? Ale żarty na bok. Jeśli zaistnieje jakiś problem, zawsze mamy co najmniej trzy wyjścia. Możemy: 1. Udawać, że go nie ma. Tak postępuje wielu autorów podręczników na temat C/C++. 2. Krzyczeć, że nam się to nie podoba. Mamy pełne prawo obrazić się i wrócić do Basica lub Pascala. 3. Spróbować poruszać się w tym gąszczu. Wyjście trzecie ma jedną wadę - jest najtrudniejsze, ale i efekty takiego wyboru są najbardziej obiecujące. Jeśli chcesz zaryzykować i wybrać wyjście trzecie, spróbujmy zrobić pierwszy krok w tej "dżungli". Wyjaśnijmy kilka nazw, pojęć i zasad gry obowiązujących w tym obszarze. Języki programowania posługują się pewnymi specyficznymi grupami słów i symboli. Są to m. in.: * słowa kluczowe (tu pomiędzy wersjami C++ rozbieżności są niewielkie), * operatory (po prostu znaki operacji - np. +), (tu zgodność jest niemal 100 %-owa) * dyrektywy (polecenia dla kompilatora JAK tworzyć program wynikowy; tu już jest gorzej, szczególnie dyrektywa #pragma w każdej wersji kompilatora C++ jest inna) * nazwy funkcji (z tym gorzej, bo każdy producent ma własne funkcje i własne

- 7-

upodobania) * nazwy stałych (gdyby chodziło tylko o PI i e - wszystko byłoby proste) * nazy zasobów (FILE, PRN, CONSOLE, SCREEN itp. itd) (tu jest lepiej, ale też rozbieżności są zauważalne) Autor programu może jeszcze nadawać zmiennym (liczbom, zmiennym napisom, obiektom, itp.) własne nazwy, więc czasem nawet wytrawny programista ma kłopoty ze zrozumieniem tekstu żródłowego programu... W języku C a następnie C++ przyjęto pewne maniery nadawania nazw - identyfikatorów ułatwiające rozpoznawanie tych grup słów: * nazwa() - funkcja * słowa kluczowe i nazwy zmiennych - małymi literami * STAŁE - nazwy stałych najczęściej dużymi literami * long/LONG - typy danych podstawowe/predefiniowane dla Windows _NAZWA - nazwy stałych predefiniowanych przez producenta __nazwa lub __nazwa__ - identyfikatory charakterystyczne dla danej wersji kompilatora itp., których to zwyczajów i ja postaram się przestrzegać w tekście książki. Amerykański Instytut Standardów ANSI od lat prowadzi walkę z wiatrakami. Stoi na straży jednolitego standardu języka, który nazywa się standardem ANSI C i ANSI C++. Wielcy producenci od czasu do czasu organizują konferencje i spotkania gdzieś w ciepłych krajach i uzgadniają niektóre standardy - czyli wspólne dla nich i zalecane dla innych normy, ale niektórzy bywają zazdrośni o własne tajemnice i nie publikują wszystkich informacji o swoich produktach. Dlatego wszelkie "słuszne i uniwersalne" standardy typu ODBC, Latin 2, Mazovia, LIM, OLE, DDE, BGI, itp., itd. mają niestety do dziś ograniczony zakres stosowalności a wszelkie zapewnienia producentów o całkowitej zgodności ich produktu z... (tu wpisać odpowiednie) należy niestety nadal traktować z pewną rezerwą. W niniejszej książce zajmiemy się kompilatorem Borland C++ w jego wersjach 3.0 do 4.5, jest to bowiem najpopularniejszy w Polsce kompilator języka C/C++ przeznaczony dla komputerów IBM PC. Nie bez znaczenia dla tej decyzji był także fakt, że Borland C++ i Turbo C++ bez konfliktów współpracuje z: * Turbo Pascal i Borland Pascal; * Assemblerami: TASM, BASM i MASM; * Turbo Debuggerem i Turbo Profilerem; * bibliotekami Turbo Vision, ObjectVision, Object Windows Library, Database Tools, itp. * pakietami innych producentów - np. Win/Sys Library, Object

- 8-

Professional, CA-Visual Objects, Clipper, itp. i in. produktami "ze stajni" Borlanda popularnymi wśród programistów. Programy TASM/BASM, Debugger, Profiler a także niektóre biblioteki (np. Object Windows Library, Turbo Vision Library, itp. wchodzą w skład pakietów instalacyjnych BORLANDA, ale UWAGA - niestety nie wszystkich). Borland C++ 4+ pozwala, dzięki obecności specjalnych klas VBX w bibliotece klas i obiektów Object Windows Library na wykorzystanie programów i zasobów tworzonych w środowisku Visual Basic'a. Podobnie kompilatory C++ firmy Microsoft (szczególnie Visual C++) bezkonfliktowo współpracują z zasobami innych aplikacji - np. Access, Excel, itp.. Warto tu zwrócić uwagę na jeszcze jeden czynnik, który może stać się Twoim, Czytelniku atutem. Jeśli znasz już kompilatory Turbo Pascal, bądź Borland Pascal, zwróć uwagę, że wiele funkcji zaimplementowanych w Turbo Pascal 6.0. czy 7.0 ma swoje odpowiedniki w BORLAND C++ i Turbo C++. Odpowiedniki te zwykle działają dokładnie tak samo, a różnią się najczęściej nieznacznie pisownią nazwy funkcji. Wynika to z błogosławieństwa "lenistwa" (ponoć homo sapiens najwięcej wynalazków popełniał właśnie ze strachu, bądź z lenistwa...). Firmie Borland "nie chciało się" wymyślać od nowa tego, co już sprawdziło się wcześniej i do czego przyzwyczaili się klienci! I odwrotnie. Poznawszy Borland/Turbo C++ z łatwością zauważysz te same funkcje w Borland/Turbo Pascalu. [!!!]UWAGA! ________________________________________________________________ O Kompilatorach BORLAND C++ 4 i 4.5 napiszę nieco póżniej, ponieważ są bardziej skomplikowane i wymagają trochę większej znajomości zasad tworzenia i uruchamiania programów (projekty). To prawda, że zawierają narzędzia klasy CASE do automatycznego generowania aplikacji i jeszcze kilka innych ułatwień, ale miej trochę cierpliwości... ________________________________________________________________ [???] C.A.S.E. ________________________________________________________________ CASE - Computer Aided Software Engineering - inżynieria programowa wspomagana komputerowo. Najnowsze kompilatory C++ wyposażone są w narzędzia nowej generacji. W różnych wersjach nazywają się one AppExpert, ClassExpert, AppWizard, VBX Generator, itp. itd, które pozwalają w dużym stopniu zautomatyzować proces tworzenia aplikacji. Nie można jednak zaczynać kursu pilotażu od programowania autopilota - a kursu programowania od automatycznych generatorów aplikacji dla Windows... ________________________________________________________________

- 9-

Zaczynamy zatem od rzeczy najprostszych, mając jedynie tę krzepiącą świadomość, że gdy już przystąpimy do pisania aplikacji konkurencyjnej wobec Worda, QR-Tekst'a, czy Power Point'a - może nas wspomagać system wspomaganina CASE dołączony do najnowszych wersji BORLAND C++ 4 i 4.5. Jeśli mamy już gotowe aplikacje w Visual Basic'u - Borland C++ 4+ pozwoli nam skorzystać z elementów tych programów (ale pracować te aplikacje po przetransponowaniu do C++ będą od kilku do kilkuset razy szybciej). _______________________________________________________________

- 10-

LEKCJA 2. Jak korzystać z kompilatora BORLAND C++? ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji poznasz sposoby rozwiązania typowych problemów występujących przy uruchomieniu kompilatora Borland C++. ________________________________________________________________ UWAGA: Z A N I M rozpoczniesz pracę z dyskietką dołączoną do niniejszej książki radzimy Ci SPORZĄDZIĆ ZAPASOWĄ KOPIĘ DYSKIETKI przy pomocy rozkazu DISKCOPY, np. DISKCOPY A: A: lub DISKCOPY B: B: Unikniesz dzięki temu być może wielu kłopotów, których może Ci narobić np. przypadkowy wirus lub kropelka kawy. INSTALACJA DYSKIETKI. Na dyskietce dołączonej do niniejszej książki, którą najlepiej zainstalować na dysku stałym (z dyskiem pracuje się znacznie szybciej, a prócz tego jest tam znacznie więcej miejsca), w jej katalogu głównym znajduje się programik instalacyjny o nazwie: INSTALUJ.BAT napisany jako krótki plik wsadowy w języku BPL (Batch Programming Language - język programowania wsadowego). Aby zainstalować programy z dyskietki na własnym dysku powinieneś: * sprawdzić, czy na dysku (C:, D:, H: lub innym) jest co najmniej 2 MB wolnego miejsca, * włożyć dyskietkę do napędu i wydać rozkaz: <-- patrz tekst ksiazki * po naciśnięciu [Entera] rozpocznie się nstalacja. O zakończeniu instalacji zostaniesz poinformowany napisem na ekranie. UWAGI: * Jeśli korzystasz z napędu dyskietek B:, lub chcesz zainstalować programy z dyskietki na innym dysku niż C: - wystarczy napisać rozkaz - np. B:\INSTALUJ AMC48 D: i nacisnąć [Enter]. * Program instalacyjny zadziała poprawnie tylko wtedy, gdy masz system operacyjny DOS 6+ (6.0 lub nowszy) na dysku C: w katalogu C:\DOS. * Możesz zainstalować programy z dyskietki z poziomu środowiska Windows. W oknie Menedżera Programów: - rozwiń menu Plik - wybierz rozkaz Uruchom... - do okienka wpisz <-- patrz tekst książki

- 11-

Program instalacyjny utworzy na wskazanym dysku katalog \C-BELFER i tam skopiuje całą zawartość dyskietki oraz dokona dekompresji (rozpakowania) plików. Jeśli chcesz skopiwać zawartość dyskietki do własnego katalogu roboczego, wystarczy "wskazać" programowi instalacyjnemu właściwy adres: <-- patrz tekst książki Zostanie utworzony katalog: F:\USERS\ADAM\TEKSTY\C-BELFER UWAGA: Prócz przykładów opisanych w książce dyskietka zawiera dodatkowo kilka przykładowych aplikacji, na które zabrakło miejsca, między innymi: WYBORY95 - prosta gra zręcznościowa (dla Windows) FOR*.CPP - przykłady zastosowania pętli BGI*.CPP - przykłady grafiki DOS/BGI oraz programik ułatwiający kurs - MEDYT.EXE wyposażony w dodatkowe pliki tekstowe. I. URUCHOMIENIE KOMPILATORA. Aby uruchomić kompilator, powinieneś w linii rozkazu po DOS'owskim znaku zachęty (zwykle C> lub C:\>) wydać polecenie: BC i nacisnąć [Enter]. (UWAGA: w różnych wersjach kompilatorów może to być np.: BC, TC, a dla Windows np. BCW - sprawdź swoją wersję) Jeśli Twój komputer odpowiedział na to: Bad command or file name * na Twoim komputerze nie ma kompilatora BORLAND C++: ROZWIĄZANIE: Zainstaluj C++. * w pliku AUTOEXEC.BAT nie ma ścieżki dostępu do katalogu, w którym zainstalowany jest kompilator C++. ROZWIĄZANIE: 1. Zmienić bieżący katalog (i ewentualnie dysk) na odpowiedni, np.: D:[Enter] CD D:\BORLANDC\BIN[Enter]. //UWAGA: Podkatalog \BIN Albo 2. Ustawić ścieżkę dostępu przy pomocy rozkazu np: PATH C:\BORLANDC\BIN (lub D:\TURBOC\BIN stosownie do rozmieszczenia plików na Twoim

- 12-

komputerze; najlepiej zasięgnij rady lokalnego eksperta). [???] NIE CHCE USTAWIĆ ŚCIEŻKI ? ________________________________________________________________ Tak czasem się zdarza - zwykle wtedy, gdy pracujesz w DOS-ie z programem Norton Commander. Musisz pozbyć się "na chwilę" programu NC. Naciśnij [F10] - Quit i potwierdź przez [Y] lub [Enter]. Po ustawieniu ścieżek możesz powtórnie uruchomić NC. ________________________________________________________________ Albo 3. Dodać do pliku AUTOEXEC.BAT dodatkową ścieżkę. Jest to wyjście najlepsze. Na końcu linii ustawiającej ścieżki - np.: PATH C:\; C:\DOS; C:\NC; C:\WINDOWS dodaj ścieżkę do kompilatora C++, np.: PATH C:\; C:\DOS; C:\NC; D:\BORLANDC\BIN; Załatwi to problem "raz na zawsze". Po uruchomieniu komputera ścieżka będzie odtąd zawsze ustawiana automatycznie. Ponieważ kompilator C++ wymaga w trakcie pracy otwierania i łączenia wielu plików, różne wersje (program instalacyjny INSTALL.EXE podaje tę informację w okienku pod koniec instalacji) wymagają dodania do pliku konfiguracyjnego CONFIG.SYS wiersza: FILES = 20 (dla różnych wersji wartość ta wacha się w granicach od 20 do 50). Najbezpieczniej, jeśli nie masz pewności dodać 50. Jeśli wybrałeś wariant trzeci i ewentualnie zmodyfikowałeś swój CONFIG.SYS, wykonaj przeładowanie systemu [Ctrl]-[Alt]-[Del]. Teraz możesz wydać rozkaz BC[Enter] Mam nadzieję, że tym razem się udało i oto jesteśmy w IDE Borland C++. Jeśli nie jesteś jedynym użytkownikiem, na ekranie rozwinie się cała kaskada okienek roboczych. Skonsultuj z właścicielem, które z nich można pozamykać a które pliki można skasować lub przenieść. Pamiętaj "primo non nocere" - przede wszystkim nie szkodzić! €[S!] IDE = Integrated Development Environment, IDE, czyli Zintegrowane Środowisko Uruchomieniowe. Bardziej prozaicznie - połączony EDYTOR i KOMPILATOR. Zapewne znasz już coś podobnego z Pascala lub Quick Basica. Od dziś będzie to Twoje środowisko pracy, w którym będziesz pisać, uruchamiać i modyfikować swoje programy. €[???] DISK FULL!

- 13-

________________________________________________________________ Co robić, jeśli przy próbie uruchomienia kompilator C++ odpowiedział Ci: Disk full! Not enough swap space. Program BC.EXE (TC.EXE) jest bardzo długi. Jeśli wydasz rozkaz (wariant 1: Turbo C++ 1.0, niżej BORLAND C++ 3.1): DIR TC.EXE uzyskasz odpowiedź, jak poniżej: C:>DIR TC.EXE Directory of D:\TC\BIN TC EXE 876480 05-04-90 1:00a 1 file(s) 876480 bytes 17658880 bytes free C:>DIR BC.EXE Directory of C:\BORLANDC\BIN BC EXE 1410992 06-10-92 3:10a 1 file(s) 1410992 bytes 18926976 bytes free Ponieważ plik kompilatora nie mieści się w 640 K pamięci musi dokonywać tzw. SWAPOWANIA i tworzy na dysku dodatkowy plik tymczasowy (ang. swap file). Na dysku roboczym powinno pozostawać najmniej 500 KB wolnego miejsca. Jeśli możesz, pozostaw na tym dysku wolne nie mniej niż 1 MB. Ułatwi to i przyspieszy pracę. ________________________________________________________________ Tworzony tymczasowo plik roboczy wygląda tak: Volume in drive D has no label Directory of D:\SIERRA TC000A SWP 262144 12-13-94 5:42p (13-XII to dziś!) 1 file(s) 262144 bytes 11696320 bytes free €[!!!] UWAGA: Kompilator C++ będzie próbował tworzyć plik tymczasowy zawsze w bieżącym katalogu, tzn. tym, z którego wydałeś rozkaz TC lub BC. II. WNIOSKI PRAKTYCZNE. * Lepiej nie uruchamiać C++ "siedząc" na dyskietce, ponieważ może mu tam zabraknąć miejsca na plik tymczasowy. * Dla użytkowników Novella: Uruchamiajcie kompilator C++ tylko

- 14-

we własnych katalogach - do innych możecie nie mieć praw zapisu. Plik .SWP jest tworzony tylko podczas sesji z kompilatorem C++ i usuwany natychmiast po jej zakończeniu. Możesz go zobaczyć tylko wychodząc "na chwilę" do systemu DOS przy pomocy rozkazu DOS Shell (menu File). €[S!] SWAP - Zamiana. ________________________________________________________________ Jeśli wszystkie dane, potrzebne do pracy programu nie mieszczą się jednocześnie w pamięci operacyjnej komputera, to program - "właściciel", (lub system operacyjny - DOS, OS2, Windows) może dokonać tzw. SWAPOWANIA. Polega to na usunięciu z pamięci operacyjnej i zapisaniu na dysk zbędnej w tym momencie części danych, a na ich miejsce wpisaniu odczytanej z dysku innej części danych, zwykle takich, które są programowi pilnie potrzebne do pracy właśnie teraz. ________________________________________________________________ €[Z] - Propozycje zadań do samodzielnego wykonania. ---------------------------------------------------------------- 1.1 Sprawdź ile bajtów ma plik .EXE w tej wersji kompilatora C++, której używasz. 1.2. Posługując się rozkazem DOS Shell z menu File sprawdź gdzie znajduje się i jakiej jest wielkości plik tymczasowy .SWP. Ile masz wolnego miejsca na dysku ? ________________________________________________________________ EOF

- 15-

LEKCJA 3. Główne menu i inne elementy IDE. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się jak poruszać się w zintegrowanym środowisku (IDE) Turbo C++. ________________________________________________________________ Najważniejszą rzeczą w środowisku IDE jest GŁÓWNE MENU (ang. MENU BAR), czyli pasek, który widzisz w górnej części ekranu. Działa to podobnie, jak główne menu w programie Norton Commander (dostępne tam przez klawisz [F9]). KRÓTKI PRZEGLĄD GŁÓWNEGO MENU. Przyciśnij klawisz [F10]. Główne menu stało się aktywne. Teraz przy pomocy klawiszy kursora (ze strzałkami [<-], [->]) możesz poruszać się po menu i wybrać tę grupę poleceń, która jest Ci potrzebna. A oto nazwy poszczególnych grup: [S!]€GRUPY POLECEŃ - NAZWY POSZCZEGÓLNYCH "ROZWIJANYCH" MENU. = Bez nazwy (menu systemowe). File Operacje na plikach. Edit Edycja plików z tekstami źródłowymi programów. Search Przeszukiwanie. Run Uruchomienie programu. Compile Kompilacja programu. Debug "Odpluskwianie", czyli wyszukiwanie błędów w programie. Project Tworzenie dużych, wielomodułowych programów. Options Opcje, warianty IDE i kompilatora. Window Okna (te na ekranie). Help Pomoc, niestety po angielsku. UWAGA: __________________________________________________________ W niektórych wersjach kompilatora na pasku głównego menu pojawi się jeszcze Browse - przeglądanie (funkcji, struktury klas i obiektów). Zwróć uwagę, że w okienkowych wersjach niektóre rozkazy "zmieniają" menu i trafiają do Browse, Debug, Project. W BC++ 4 menu Run brak (!). Tworzenie aplikacji sprowadza się tam do następujących kroków: Project | Open project lub | AppExpert Debug | Run ROZWIJAMY MENU. Z takiego kręcenia się w kółko po pasku (a propos, czy zauważyłeś, że pasek podświetlenia może być "przewijany w kółko"?) jeszcze niewiele wynika. Robimy więc następny krok.

- 16-

Wskaż w menu głównym nazwę "File" i naciśnij [Enter]. Rozwinęło się menu File zawierające listę rozkazów dotyczących operacji na plikach. Po tym menu też możesz się poruszać przy pomocy klawiszy kursora ze strzałkami górę lub w dół. Masz do wyboru dwie grupy rozkazów rozdzielone poziomą linią: €[S!] ______________________________________________________________ Open - Otwórz istniejący już plik z programem (np. w celu dopisania czegoś nowego). New - Utwórz nowy plik (zaczynamy tworzyć nowy program). Save - Zapisz bieżący program na dysk. Pamiętaj: Pliki z dysku nie znikają po wyłączeniu komputera. Zawsze lepiej mieć o jedną kopię za dużo niż o jedną za mało. oraz Print - Wydrukuj program. Get Info€€ - Wyświetl informacje o stanie IDE. Dos Shell - Wyjście "na chwilę" do systemu DOS z możliwością powrotu do IDE przez rozkaz EXIT. Quit - Wyjście z IDE Turbo C++ i powrót do DOSa. Inaczej - KONIEC PRACY. _______________________________________________________________ Skoro już wiemy jak rozpocząć pracę nad nowym programem, zacznijmy przygotowanie do uruchomienia naszego pierwszego programu. Wybierz z menu File rozkaz Open... (otwórz plik). Ponieważ rozkaz taki jest niejednoznaczny, wymaga przed wykonaniem podania dodatkowych informacji. Gdyby Twój komputer mówił, zapytałby w tym momencie "który plik mam otworzyć?". Pytanie zadać musi, będzie więc prowadził dialog z Tobą przy pomocy OKIENEK DIALOGOWYCH. Jeśli wybrałeś z menu rozkaz OPEN i nacisnąłeś [Enter], to masz właśnie na ekranie takie okienko dialogowe. Okienko składa się z kilku charakterystycznych elementów: OKIENKO TEKSTOWE - (ang. Text Box lub Input Box) w którym możesz pisać (klawisz BackSpace [<-] pozwoli Ci skasować wprowadzony tekst, jeśli się rozmyślisz). Okienko to zawiera tekst "*.C". OKIENKO Z LISTĄ - (ang. List Box) zawiera listę plików, z której możesz wybrać plik z programem. KLAWISZE OPCJI/POLECEŃ - (ang. Command Button) kiedy już dokonasz wyboru, to możesz wskazując taki klawisz np. potwierdzić [OK], zrezygnować [Cancel], otworzyć plik [Open] itp.. Pomiędzy elementami okienka dialogowego możesz poruszać się przy pomocy klawiszy kursora i klawisza [Tab] lub kombinacji klawiszy

- 17-

[Shift]-[Tab] (spróbuj!). Możesz także posługiwać się myszką. Więcej o okienkach i menu dowiesz się z następnych lekcji, a na razie wróćmy do naszego podstawowego zadania - tworzenia pierwszego programu. Zanim zaczniemy tworzyć program włóż do kieszeni napędu A: (lub B:) dyskietkę dołączoną do niniejszej książki. Może ona stać się Twoją dyskietką roboczą i pomocniczą zarazem na okres tego kursu. Jeżeli zainstalowałeś zawartość dyskietki na dysku - przejdź do stosownego katalogu - C:\C-BELFER (D:\C-BELFER) i odszukaj tam programy przykładowe. Jeśli nie - możesz nadal korzystać z dyskietki (jest na niej trochę miejsca). Wpisz do okienka tekstowego nazwę A:\PIERWSZY (lub odpowiednio np. C:\C-BELFER\PIERWSZY). Rozszerzeniem możesz się nie przejmować - zostanie nadane automatycznie. Plik roboczy z Twoim programem zostanie utworzony na dyskietce w napędzie A:. Wskaż klawisz [Open] w okienku dialogowym i naciśnij [Enter] na klawiaturze. UWAGA! _________________________________________________________________ Dopóki manipulujesz okienkiem tekstowym i okienkiem z listą klawisz polecenia [Open] jest wyróżniony (podświetlony) i traktowany jako tzw. OPCJA DOMYŚLNA (ang. default). W tym stadium aby wybrać [Open] WYSTARCZY NACISNĄĆ [Enter]. __________________________________________________________________ Wróciliśmy do IDE. zmieniło się tyle, że w nagłówku okna edytora zamiast napisu "NONAME00.CPP" (ang. no mame - bez nazwy) jest teraz nazwa Twojego programu - PIERWSZY.CPP. Kursor miga w lewym górnym rogu okna edytora. Możemy zaczynać. Pierwsze podejście do programu zrobimy trochę "intuicyjnie". Zamiast wyjaśniać wszystkie szczegóły posłużymy się analogią do konstrukcji w Pascalu i Basicu (zakładam, że napisałeś już choćby jeden program w którymś z tych języków). Szczegóły te wyjaśnię dokładniej począwszy od następnej lekcji. WPISUJEMY PROGRAM "PIERWSZY.CPP". Wpisz następujący tekst programu: /* Program przykładowy - [P-1] */

- 18-

#include <stdio.h> main() { printf("Autor: ..........."); /*tu wpisz imie Twoje!*/ printf(" TO JA, TWOJ PROGRAM - PIERWSZY.CPP"); printf("...achoj !!!"); } I już. Jak widzisz nie jest to aż takie straszne. Gdyby nie to, że zamiast znajomego PRINT"TO JA...", albo writeln(".."); jest printf("...");, byłoby prawie całkiem zrozumiałe. Podobny program w Pascalu mógłby wyglądać np. tak: # include <stdio.h> uses Crt; main() /* początek */ program AHOJ; {początek} { Begin printf("Autor"); write('Autor'); printf("TO JA"); write('TO JA'); printf("ahoj"); write('ahoj'); } end. a w BASICU: 10 PRINT "Autor" : REM Początek 20 PRINT "TO JA" 30 PRINT "ahoj" 40 END €[!!!]UWAGA ______________________________________________________________ Zwróć uwagę, że działanie funkcji: PRINT (Basic), printf() (C++), Write i Writeln (Pascal) nie jest identyczne, a TYLKO PODOBNE. ________________________________________________________________ Sprawdzimy, czy program działa. Tam, gdzie są kropki wpisz Twoje imię - np. Ewa, Marian, Marcin. Pamiętaj o postawieniu na końcu znaków cudzysłowu ("), zamknięciu nawiasu i średniku (;) na końcu linii (wiersza). Naciśnij kombinację klawiszy [Alt]-[R]. Jest to inny, niż opisano poprzednio sposób dostępu do menu. Kombinacja klawiszy [Alt]-[Litera] powoduje uaktywnienie tego menu, którego nazwa zaczyna się na podaną literę. Przy takiej konwencji litera nie musi być zawsze pierwszą literą nazwy opcji. Może to być także litera wyróżniona w nazwie przez podkreślenie lub wyświetlenie np. w innym kolorze. I tak: [Alt]+[F] menu File (Plik) [Alt]+[C] menu Compile (Kompilacja

- 19-

[Alt]+[R] menu Run (Uruchamianie) [Alt]+[W] menu Window (Okna) itd., itd.. Kombinacja [Alt]+[R] wybiera więc menu Run (uruchomienie programu). Menu Run daje Ci do wyboru następujące polecenia: [S!] ________________________________________________________________ Run - Uruchomienie programu (Utwórz plik .EXE i Wykonaj). Program Reset - "Wyzerowanie" zmiennych programu. Go to Cursor - Wykonanie programu do miejsca wskazanego kursorem w tekście. Trace Into - Uruchom śledzenie programu. Step Over - Śledzenie programu z możliwością pominięcia funkcji. (dosł. tzw. "Przekraczanie" funkcji). Arguments - Uruchom program z zadanymi argumentami. ________________________________________________________________ Wybierz "Run". Jeśli nie zrobiłeś żadnego błędu, program powinien się skompilować z komentarzem "Success" i wykonać (kompilacja zakończona sukcesem; napis mignie tak szybko, że możesz tego nie zauważyć). Jeśli chcesz spokojnie obejrzeć wyniki działania swojego programu powinieneś wykonać następujące czynności: 1. Rozwiń menu Window naciskając klawisze [Alt]-[W]. 2. Wybierz z menu rozkaz User screen (ekran użytkownika). Możesz wykonać to samo bez rozwijania menu naciskając kombinację klawiszy [Alt]-[F5]. 3. Po przejrzeniu wydruku naciśnij [Enter]. Wrócisz do okna edytora. Jeśli zrobiłeś błędy - kompilacja się nie uda i program nie zostanie wykonany, w okienku natomiast pojawi się napis "Errors" (czyli "Błędy"). Jeśli tak się stało naciśnij [Enter] dwukrotnie. Popraw ewentualne niezgodności i spróbuj jeszcze raz. Błędów zwykle bywa nie więcej niż dwa. Najczęściej jest to brak lub przekłamanie którejś litery (w słowie main lub printf) i brak średnika na końcu linii. W okienku komunikatów (Message) mogą pojawić się napisy - np.: Error: Statement missing ; (Błąd: Zgubiony znak ;) €[S] Error Messages - Komunikaty o błędach. ________________________________________________________________ Najczęściej w komunikatach o błędach będą na początku pojawiać się następujące słowa:

- 20-

Error - błąd Warning - ostrzeżenie Syntax - składnia (składniowy) Expression - wyrażenie never used - nie użyte (nie zastosowane) assign - przypisywać, nadawać wartość/znaczenie value - wartość statement - operator, operacja, wyrażenie ________________________________________________________________ €[???] Co z tym średnikiem? ________________________________________________________________ Zwróć uwagę, że po pdświetleniu komunikatu o błędzie (pasek wyróżnienia podświetlenia możesz przesuwać po liście przy pomocy klawiszy ze strzałkami w górę i w dół) i po naciśnięciu [Entera] kompilator pokaże ten wiersz programu, w którym jego zdaniem jest coś nie w porządku. Brak średnika zauważa zwykle dopiero po przejściu do następnego wiersza (i tenże wiersz pokaże), co bywa na początku trochę mylące. ________________________________________________________________ [???] CZEGO ON JESZCZE CHCE ? ________________________________________________________________ Nawet po usunięciu wszystkich błędów C++ nie "uspokoi się" całkiem i będzie wyświetlał ciągle komunikat ostrzegawczy: * w OKIENKU KOMPILACJI: (bardzo typowa sytuacja) Errors: 0 (Błędy: 0) Warnings: 1 (Ostrzeżenia: 1) * W OKIENKU KOMUNIKATÓW - (Messages - tym w dolnej części ekranu): *WARNING A:\PIERWSZY.C 4: Function should return a value in function main (Uwaga: Funkcja main powinna zwrócić wartość.) Na razie zadowolimy się spostrzeżeniem, że: * Błędy UNIEMOŻLIWIAJĄ KOMPILACJĘ i powodują komunikat ERRORS. * Ostrzeżenia NIE WSTRZYMUJĄ KOMPILACJI i powodują komunikat WARNINGS. Jaki jest sens powyższego ostrzeżenia i jak go uniknąć dowiesz się z następnych lekcji. ________________________________________________________________ Pozostaje nam w ramach tej lekcji: * Zapisać Twój pierwszy program na dysku i * Wyjść z IDE C++.

- 21-

JAK STĄD WYJŚĆ ? Aby zapisać plik PIERWSZY.CPP z Twoim programem (końcową ostateczną wersją) na dysk należy wykonać następujące czynności: 1. Naciśnij klawisz [F10]. W głównym menu pojawi się pasek wyróżnienia sygnalizując, że menu stało się aktywne. 2. Naciśnij klawisz [F]. Pasek wyróżnienia przesunie się podświetlając menu File (operacje na plikach). Rozwinie się menu File. 3. Naciśnij klawisz [S] - wybierz polecenie Save (jeśli chcesz zapisać program w bieżącym katalogu i pod bieżącą nazwą) lub rozkaz Save As... (zapisz jako...), podaj nowy dysk/katalog i nową nazwę pliku. Tekst Twojego programu został zapisany na dysku/dyskietce. Teraz możemy wyjść z C++. Aby to zrobić, wykonaj następujące czynności: 1. Naciśnij klawisz [F10]. Uaktywni się główne menu. 2. Rozwiń menu File naciskając klawisz [F]. 3. Wybierz z menu polecenie "Exit/Quit" i naciśnij [Enter]. €[!!!] SAVE szybciej. ________________________________________________________________ Zwróc uwagę, że zamiast rozwijać kolejne menu, możesz korzystać z kombinacji klawiszy, które pozwalają Ci wydać rozkaz bez rozwijania menu. Takie kombinacje klawiszy (ang. hot keys lub shortcut keys) znajdziesz w menu obok rozkazu, np.: [Alt]-[X] - Quit/Exit [F2] - Save [F3] - Open [Alt]-[F5] - User screen (Podglądanie działania programu) itp. ________________________________________________________________ €[Z] ________________________________________________________________ 1. Spróbuj napisać i uruchomić kilka własnych programów wypisujących różne napisy. W swoich programach zastosuj funkcję printf() według następującego wzoru: printf("....tu wpisz napis do wydrukowania..."); zastosuj znaki przejścia do nowego wiersza według wzoru: printf("...napis...\n"); porównaj działanie.

- 22-

Swoim programom staraj się nadawać łatwe do rozpoznania nazwy typu PIERWSZY, DRUGI, ADAM1, PRZYKLAD itp. €[???] NIE CHCE DZIAŁAĆ ? ________________________________________________________________ Pamiętaj, że dla języka C i C++ (w przeciwieństwie np. do Basica) PRINTF i printf to nie to samo! Słowa kluczowe i nazwy standardowych funkcji MUSZĄ BYĆ PISANE MAŁYMI LITERAMI !!! ________________________________________________________________ €[???] GDZIE MOJE PROGRAMY ? ________________________________________________________________ Bądź spokojny. Zapisz wersje źródłowe programów na dyskietkę (dysk). Swoje programy skompilowane do wykonywalnej wersji *.EXE znajdziesz najprawdopodobniej w katalogu głównym tego dysku, na którym zainstalowany został C++ lub w katalogu \BORLANDC\BIN\.... Jeśli ich tam nie ma, zachowaj zimną krew i przeczytaj uważnie kilka następnych stron. ________________________________________________________________ € PAMIĘTAJ: ________________________________________________________________ Jeśli masz oryginalny tekst programu, nazywany WERSJĄ ŹRÓDŁOWĄ PROGRAMU, zawsze możesz uzyskać ten program w wersji "roboczej", tzn. skompilować go na plik wykonywalny typu *.EXE (ang. EXEcutable - wykonywalny). ________________________________________________________________ €[S!] printf() - PRINTing Function - Funkcja DRUKująca ________________________________________________________________ na ekranie (dokładniej - na standardowym urządzeniu wyjścia). Odpowiednik PRINT w Basicu lub write w Pascalu. Dla ułatwienia rozpoznawania nazw funkcji w tekście większość autorów pisząca o języku C++ umieszcza zawsze po nazwie funkcji parę nawiasów (tak też musi ją stosować programista w programach w C++). Ja także będę stosować dalej tę zasadę. ________________________________________________________________ €[???] A JEŚLI NIE MA C++ ??? ________________________________________________________________ W przeciwieństwie do INTERPRETERÓW (np. QBasic), które muszą być obecne, by program zadziałał, KOMPILATORY tworzą wersje wykonywalne programów, które mogą pracować niezależnie. W katalogu głównym tego dysku, na którym jest zainstalowany Twój BORLAND/Turbo C++ znajdziesz swoje programy PIERWSZY.EXE, DRUGI.EXE itp. Aby te programy uruchomić nie musisz uruchamiać kompilatora C++. Wystarczy: 1. Przejść na odpowiedni dysk przy pomocy polecenia: D: (E: lub F:)

- 23-

2. Przejść do odpowiedniego katalogu - np. głównego: CD \ 3. Wydać polecenie: PIERWSZY[Enter] ________________________________________________________________ €[!!!]UWAGA: ________________________________________________________________ Jeśli nie jesteś jedynym użytkownikiem kompilatora C++ i na tym samym komputerze pracuje jeszcze ktoś inny, sprawdź, czy inny użytkownik nie ustawił inaczej katalogu wyjściowego (Options | Directories | Output Directory). Katalog wyjściowy (ang. output directory) to ten katalog, w którym C++ zapisuje pliki *.EXE po wykonaniu kompilacji. Jeśli jesteś skazany na własne siły - patrz - następne lekcje. ________________________________________________________________ SPECJALNE KLAWISZE, które warto poznać. Oto skrócona tabela z najważniejszymi kombinacjami klawiszy służącymi do "nawigacji" (czyli prościej - poruszania się) w środowisku IDE kompilatorów BORLAND C++ i Turbo C++. Przydatne w Borland C++ i Turbo C++ kombinacje klawiszy. ________________________________________________________________ Wybór rozkazów z menu: Alt+F Rozwinięcie menu File (operacje na plikach) Alt+E Rozwinięcie menu Edit (edycja tekstu programu) Alt+S Rozwinięcie menu Search (przeszukiwanie) Alt+R Rozwinięcie menu Run (uruchamianie programu) Alt+C Rozwinięcie menu Compile (kompilacja) Alt+D Rozwinięcie menu Debug (diagnostyka i błędy) Alt+P Rozwinięcie menu Project (program wielomodułowy) Alt+O Rozwinięcie menu Option (opcje, konfiguracja) Alt+W Rozwinięcie menu Window (zarządzanie oknami) Alt+H Rozwinięcie menu Help (pomoc) Alt+B Rozwinięcie menu przeglądarki - Browse (Win) Alt+X Wyjście z kompilatora DOS'owskiego - Exit Alt+F4 Wyjście z kompilatora dla Windows ________________________________________________________________ Rozkazy w trybie edycji tekstu programu: ________________________________________________________________ Shift+Delete Wytnij wybrany blok tekstu (Cut) i umieść w przechowalni (Clipboard) Shift+Insert Wstaw blok tekstu z przechowalni (Paste) Ctrl+Insert Skopiuj zaznaczony blok tekstu do przechowalni (Copy) Ctrl+Y Skasuj wiersz tekstu (Delete a line) Ctrl+Delete Skasuj zaznaczony blok tekstu

- 24-

Shift+[-->] Zaznaczanie bloku tekstu w prawo Shift+[<--] Zaznaczanie bloku tekstu w lewo Shift+[Down Arrow] Zaznaczanie bloku tekstu w dół (strzałka w dół) Shift+[Up Arrow] Zaznaczanie bloku tekstu w górę (strzałka w górę) Alt+Backspace Anuluj ostatnią operację (Undo) Ctrl+L Powtórz przeszukiwanie (Repeat search) ________________________________________________________________ Rozkazy ogólnego przeznaczenia: ________________________________________________________________ F1 Wyświetl pomoc - Help screen F2 Zapisz bieżący stan tekstu na dysk (Save) F3 Otwórz nowy plik (Open) F4 Uruchom i wykonaj program do pozycji wskazanej kursorem F5 Powiększ (maximize) bieżące aktywne okno F6 Przejdź do następnego okna (next window) F7 Wykonaj program krok-po-kroku F8 Wykonaj program krok-po-kroku z pominięciem śledzenia funkcji F9 Skompiluj i skonsoliduj program (Compile/Make) F10 Uaktywnij pasek głównego menu Shift+F1 Wyświetl spis treści Help - tzw. Help index Shift+F2 Wybierz rozkaz Arguments... z menu Run (uruchamianie programu z parametrami w DOS'owskim wierszu rozkazu) Ctrl+F1 Podpowiedzi kontekstowe (help topic search) Ctrl+F2 Wyzeruj bieżący program Ctrl+F5 Zmień pozycję aktywnego okna Ctrl+F7 Wyświetl okienko dialogowe "Add Watch" Ctrl+F8 Zaznacz punkt krytyczny (Toggle breakpoint) Ctrl+F9 Uruchom program (Run) Ctrl+PgUp Skocz na początek pliku Ctrl+PgDn Skocz na koniec pliku Alt+F1 Pokaż poprzedni ekran Help Alt+F2 Zmniejsz okno Alt+F3 Zamknij aktywne okno Alt+F4 Dokonaj inspekcji (inspect) Alt+F5 Pokaż DOS'owski ekran roboczy (User screen) Alt+F7 Przejdź do poprzedniego błędu (previous error) Alt+F8 Przejdź do następnego błędu (next error) ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ EOF

- 25-

LEKCJA 4. Jeszcze o IDE C++ . _______________________________________________________________ W trakcie tej lekcji: 1. Dowiesz się więcej o menu i okienkach w środowisku IDE. 2. Poznasz trochę technik "myszologicznych". 3. Napiszesz i uruchomisz swój drugi program. ________________________________________________________________ W dolnej części ekranu jest podobny pasek do paska menu, niemniej ważny, choć o innym przeznaczeniu. Pasek ten jest to tzw. WIERSZ STATUSOWY (ang. Status Line). Jak wynika z nazwy w tym wierszu wyświetlane są informacje dotyczące bieżącego stanu (i bieżących możliwości) środowiska IDE. Zaryzykuję tezę, że często jeden prosty, własny eksperyment może być więcej wart niż wiele stron opisów. Poeksperymentujmy zatem chwilę z wierszem statusowym. [???] NIE CHCE SIĘ URUCHOMIĆ ??? ________________________________________________________________ Jeśli przy starcie kompilatora C++ nastąpi komunikat: System Message Disk is not ready in drive A [Retry] [Cancel] (Komunikat systemu C++: Dyskietka w napędzie A nie gotowa do odczytu; Jeszcze raz? Zrezygnować?) to znaczy, że C++ nie może odtworzyć ostatniego ekranu roboczego, ponieważ nie udostępniłeś mu dyskietki z programami, nad którymi ostatnio pracowałeś. ________________________________________________________________ W wierszu statusowym wyjaśnione jest działanie klawiszy funkcyjnych F1, F2, itd. Mogą tam również pojawiać się krótkie napisy-wyjaśnienia dotyczące np. rozkazu wyróżnionego właśnie w menu. Powinien tam być napis: F1 Help F2 Save F3 Load AltF9 Compile F9 Make F10 Menu znaczy to: [F1] - Pomoc [F2] - Zapamiętanie bieżącego pliku na dysku pod bieżącą nazwą (nawet jeśli tą nazwą jest NONAME01.CPP, tzn. została nadana automatycznie i znaczy - o ironio - "BEZNAZWY01.CPP") i w bieżącym katalogu. [F3] - Załadowanie do okienka edycyjnego nowego pliku tekstowego (np. nowego programu). [Alt]-[F9] - Kompilacja w trybie "Compile". [F9] - Kompilacja w trybie "Make" (jednoczesnej kompilacji i

- 26-

konsolidacji). [F10] - Uaktywnienie głównego menu. JAK ZROBIĆ PORZĄDEK? W trakcie uruchamiania kompilator korzysta z plików zewnętrznych. C++ stara się być USER FRIENDLY (przyjazny wobec użytkownika) i odtworzyć taki stan ekranu, w jakim ostatnio przerwałeś pracę, co nie zawsze jednak jest korzystne. W wierszu statusowym pojawiają się napisy informujące o tym (np: Loading Desktop File . . . - ładuję plik zawierający konfigurację ostatniego ekranu roboczego...). Jeśli chcesz by na początku sesji z C++ ekran był "dziewiczo" czysty, powinieneś: * zmienić nazwę pliku [D:]\BORLANDC\BIN\TCDEF.DSK na dowolną inną, np. STARY.DSK lub STARY1.DSK, stosując polecenie systemu DOS RENAME. [D:] oznacza odpowiedni dla Twojego komputera dysk. C++ wystartuje wtedy z czystym ekranem i utworzy nowy plik TCDEF.DSK. * Plików TCDEF nie należy usuwać. Kiedy nabierzesz trochę wprawy pliki te znacznie przyspieszą i ułatwią Ci pracę z C++. Aby zamknąć zbędne okna możesz zastosować również rozkaz Close (ang. Close - zamknij) z menu Window (okna). Zwróć uwagę, że polecenie Close odnosi się do bieżącego okna wyróżnionego przy pomocy podwójnej ramki. Aby zamknąć bieżące okno, powinieneś: 1. Nacisnąć klawisze [Alt]-[W] Rozwinie się menu Windows. 2. Wybrać z menu rozkaz Close - [C]. Może pojawić się okienko z ostrzeżeniem: WARNING: A:\PIERWSZY.CPP not saved. Save? (UWAGA: plik A:\PIERWSZY.CPP nie zapisany na dysku. Zapisać ?). [???] ZNIKNĄŁ PROGRAM ??? ________________________________________________________________ C++ chce Cię uchronić przed utratą programu, ale uważaj! Jeśli odpowiesz Yes - Tak ([Y] lub [Enter]), to nowa wersja programu zostanie nadpisana na starą! ________________________________________________________________ [!!!] ZAMYKANIE OKIEN. ________________________________________________________________ Możesz szybciej zamknąć okno naciskając kombinację klawiszy

- 27-

[Alt]-[F3]. ________________________________________________________________ [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ Bądź ostrożny podejmując decyzję o zapisie wersji programu na dysk. Okienko z ostrzeżeniem pojawi się za każdym razem przed zamknięciem okna edycyjnego z tekstem programu. Jeśli przy zamykaniu okna nie pojawi się ostrzeżenie, to znaczy, że program w tej wersji, którą widzisz na ekranie został już zapisany na dysk. ________________________________________________________________ A JEŚLI NIE CHCĘ ZAMYKAĆ OKIEN? W porządku, nie musisz. W menu Window ([Alt]-[W]) masz do dyspozycji rozkaz Next (następne okno). Możesz go wybrać albo naciskając klawisz [N], albo przy pomocy klawiszy kursora. Każde z okien na Twoim roboczym ekranie ma nazwę - nagłówek - np. NONAME00.CPP, PIERWSZY.CPP, ale nie tylko. Pierwsze dziesięć okien ma również swoje numery - podane blisko prawego - górnego rogu okna w nawiasach kwadratowych - np. [1], [2] itd. Posługując się tym rozkazem możesz przechodzić od okna do okna nie zamykając żadnego z okien. Spróbuj! Jest jeszcze inny sposób przejścia od okna do okna. Jeśli chcesz przejść do okna o numerze np. [1], [2], [5] itp. powinieneś nacisnąć kombinację klawiszy [Alt]-[1], [Alt]-[5] itp.. Niestety, tylko pierwsze 9 okien ma swoje numerki. Możesz korzystać z listy okien (Window | List) lub klawisza funkcyjnego [F6]. [S] ACTIVE WINDOW - AKTYWNE OKNO. ________________________________________________________________ Na ekranie może się znajdować jednocześnie wiele okien, ale w danym momencie tylko jedno z nich może być AKTYWNE. Aktywne okno, to to, w którym miga kursor i w którym aktualnie pracujesz. Aktywne okno jest dodatkowo wyróżnione podwójną ramką. ________________________________________________________________ [???] Robi "na szaro"? ________________________________________________________________ Zwróć uwagę, że dopóki bieżącym aktywnym oknem jest okienko komunikatów (Message - to w dolnej części ekranu), nie możesz np. powtórzyć kompilacji programu. Rozkazy Compile | Compile i Run | Run będą "zrobione na szaro" (ang. grayed out) - czyli nieaktywne. Najpierw trzeba przejść do okna edycji tekstu programu (np. poprzez kliknięcie myszką). ________________________________________________________________

- 28-

Rozwiń menu Options (opcje). Możesz to zrobić na wiele sposobów. Najszybciej chyba naciskając: [Alt]+[O] Rozwinęło się menu, udostępniając następującą listę poleceń: FULL MENUs - Pełne Menu ("s" oznacza, że chodzi o "te" menu w liczbie mnogiej, a nie o pojedyncze menu). COMPILER - Kompilator. MAKE... - dosł. "ZRÓB", dotyczy tworzenia "projektów" (zwróć uwagę na wielokropek [...]). DIRECTORIES... - KATALOGI (znów wielokropek !). ENVIRONMENT... - OTOCZENIE lub inaczej ŚRODOWISKO. SAVE - ZAPAMIĘTAJ (UWAGA: To jest zupełnie inne SAVE niż w menu File. Nie wolno mylić tych poleceń. Pomyłka grozi utratą tekstu programu!). Popatrz na linię statusową. Jeśli będziesz poruszać się po menu Option, podświetlając kolejne rozkazy, w wierszu statusowym będzie wyświetlany krótki opis działania wskazanego rozkazu. I tak, powinieneś zobaczyć kolejno następujące napisy: Full Menus [Off/On]- Use or don't use full set of menu commands. (Stosuj lub nie stosuj pełnego zestawu rozkazów w menu - domyślnie przyjmowane jest Off/Nie). Compiler - Set compiler defaults for code generation, error messages and names. (Ustaw domyślne parametry pracy kompilatora dotyczące generowania kodu programu, komunikatów o błędach i nazw). Make... - Set condition for project-makes. (Ustawianie warunków do tworzenia projektu). Directories... - Set path for compile, link and executable files. (Wybierz katalogi i ustaw ścieżki dostępu dla kompilacji, konsolidacji i WSKAŻ MIEJSCE - GDZIE ZAPISAĆ PLIK TYPU *.EXE po kompilacji). Environment... - Make environment wide settings (eg, mouse settings). (Ustawienie parametrów rozszerzonego otoczenia, np. parametrów pracy myszki). Save - Save all the settings you've made in the Options menu. (Powoduje zapamiętanie na dysku wszystkich zmian parametrów roboczych IDE, które ustawiłeś, korzystając z rozkazów dostępnych za pośrednictwem menu Options.).

- 29-

Ten rozkaz pozwala Ci ustawić konfigurację IDE "raz na zawsze". Przygotujmy się do powtórzenia kompilacji programu PIERWSZY.CPP. Jeśli masz na ekranie rozwinięte menu Options, wybierz z menu polecenie Directories... . KOMPILACJA ZE WSKAZANIEM ADERSU. 1. Wskaż w menu polecenie Directories i naciśnij [Enter]. Po poleceniu umieszczony jest wielokropek. Znaczy to, że rozkaz nie zostanie wykonany, zanim komputer nie uzyska od Ciebie pewnych dodatkowych informacji. Wiesz już, że praktycznie oznacza to dla Ciebie konieczność "wypełnienia" okienka dialogowego. Po wybraniu polecenia Directories ukazało się okienko dialogowe już "wstępnie wypełnione". Takie "wstępne wypełnienie" okienka daje Ci pewne dodatkowe informacje. Wynika z niego mianowicie JAKIE PARAMETRY SĄ PRZYJMOWANE DOMYŚLNIE (default). W okienku dialogowym masz trzy okienka tekstowe: * Include Directories (Katalog zawierający pliki nagłówkowe, np. STDIO.H, CONIO.H, GRAPHICS.H itp. dołączane do programów). * Library Directories (Katalog zawierający gotowe biblioteki, zawarte w plikach typu *.LIB,). * Output Directory (Katalog wyjściowy, w którym po kompilacji będą umieszczane Twoje programy w wersji *.EXE). Pierwsze dwa zostawimy w spokoju. 2. Naciśnij dwukrotnie klawisz [Tab]. Kursor wskazuje teraz okienko tekstowe Output Directory. 3. Wpisz do okienka tekstowego Output Directory: A:\ lub C:\C-BELFER znaczy to, że od teraz po wykonaniu kompilacji i utworzeniu pliku wykonywalnego typu *.EXE, plik taki zostanie zapisany we wskazanym katalogu i na wskazanym dysku/dyskietce. UWAGA: ________________________________________________________________ * Jeśli zainstalowałeś zawartość dyskietki na dysku i wolisz posługiwać się własnym katalogiem roboczym - wpisz tam odpowiednią ścieżkę dostępu - np. C:\C-BELFER. Jeśli Twój katalog zagnieżdżony jest głębiej (np. w przypadku użytkowników sieci Novell) - podaj pełną ścieżkę dostępu - np.: F:\USERS\ADAM\C-BELFER * Wszędzie, gdzie w treści książki odwołuję się do dyskietki A: możesz konsekwentnie po zainstalowaniu stosować odpowiedni

- 30-

katalog na dysku stałym, bądź na dysku sieciowym. ________________________________________________________________ 4. Naciśnij [Enter]. Spróbuj teraz, znaną z poprzedniej lekcji metodą, wczytać do okienka edytora Twój pierwszy program. Musisz wykonać następujące czynności: 1. Włóż do napędu A: dyskietkę z programem PIERWSZY.CPP (jeśli jeszcze jej tam nie ma). 2. Rozwiń menu File, naciskając kombinację klawiszy [Alt]-[F]. 3. Wybierz z menu rozkaz Open, naciskając klawisz [O]. Pojawi się znane Ci okienko dialogowe. Zwróć uwagę na wiersz statusowy. Napis: Enter directory path and file mask znaczy: Wpisz ścieżkę dostępu do katalogu i "wzorzec" nazwy pliku. Użyte słowo "wzorzec" oznacza, że wolno Ci wpisać do okienka tekstowego także nazwy wieloznaczne, zawierające znaki "*" i "?", np.: *.C A:\???.C D:\BORLANDC\SOURCE\P*.* itp. (Spróbuj!, zawsze możesz się wycofać lub zmienić zdanie, posługując się klawiszami [BackSpace], [Shift], [Tab] i [Esc].). Klawisz [Tab] umożliwia Ci skok od okienka do okienka "do przodu", a [Shift]-[Tab] - "do tyłu". Zgodnie z nazwą (ang. ESCape - uciekać), klawisz [Esc] pozwala Ci wycofać się z niewygodnych sytuacji - np. zamknąć okienko dialogowe lub zwinąć rozwinięte menu bez żadnej akcji. Jeśli wpiszesz wzorzec nazwy, to w okienku z listą zobaczysz wszystkie pliki wybrane z podanego dysku i z podanego katalogu według zadanego wzorca. Aby wybrać plik z listy należy klawiszem [Tab] przejść do okienka z listą, klawiszami kursora wskazać potrzebny plik i nacisnąć [Enter]. 4. Wpisz do okienka tekstowego A:\PIERWSZY.CPP 5. Naciśnij [Enter]. [!!!]FAST START - SZYBKI START. ________________________________________________________________ Jeśli chcesz by C++ automatycznie wczytał Twój program do okienka edytora, to możesz zadać nazwę pliku z tekstem programu jako parametr w wierszu polecenia, uruchamiając C++ np. tak: BC A:\PIERWSZY.CPP

- 31-

Jeśli korzystasz z programu Norton Commander, to możesz dodać do pliku NC.EXT następujący wiersz: C: TC !.! cpp: bc !.! wówczas wystarczy tylko wskazać odpowiedni plik typu *.C lub .CPP z tekstem programu i nacisnąć [Enter]. ________________________________________________________________ Kompilatory Borlanda mogą w różnych wersjach nazywać się różnie: TC.EXE, BC.EXE, BCW.EXE (dla Windows), itp.. Sprawdź swoją wersję kompilatora i wpisz właściwe nazwy dodając ewentualnie ścieżki dostępu - np.: C: D:\BORLANDC\BIN\BC !.! CPP: WIN C:\BORLANDC\BIN\BCW !.! [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ Rozkazy uruchamiające kompilator mogą być złożone nawet z 4 parametrów - np.: WIN /3 C:\BORLANDC\BIN\BCW C:\C-BELFER\PROGRAMY\P027.CPP spowoduje: * uruchomienie Windows w trybie rozszerzonym 386 * uruchomienie kompilatora w wersji dla Windows - BCW.EXE * załadowanie pliku z programem - P27.CPP z wskazanego katalogu ________________________________________________________________ [P002.CPP] Dokonaj w swoim programie następujących zmian: ________________________________________________________________ #include (stdio.h> #include <conio> main() { printf("\n"); printf("Autor: np. Antoni Kowalski\n"); printf("program: PIERWSZY.CPP \n - wersja II \n"); getch(); } ________________________________________________________________ ******Uwaga: Jeśli pracujesz w Windows - Z TEGO MIEJSCA******** przy pomocy rozkazów Edit | Copy możesz przenieść program do okna kompilatora

- 32-

poprzez schowek Windows (Clipboard). W oknie kompilatora należy: 1. Otworzyć nowe okno edytora tekstowego: File | New 2. Wstawić plik ze schowka: Edit | Paste --- To okno (AM-Edit) i całego BELFRA możesz w tym czasie zredukować --- Do ikonki.------------------------------------------------------ ******************************************************************** Dzięki dodaniu do tekstu programu funkcji getch(), program nie powinien już tak szybko mignąć na ekranie i zniknąć. Zatrzyma się teraz i zaczeka na przyciśnięcie klawisza. Funkcja getch(), działa podobnie do: 10 IF INKEY$="" GOTO 10 w Basicu lub Readln w Pascalu. Nazwa pochodzi od GET CHaracter (POBIERZ ZNak, z klawiatury). Skompiluj program PIERWSZY.CPP. Aby to zrobić, powinieneś: 1. Rozwinąć menu Compile - [Alt]-[C]. 2. Wybrać z menu rozkaz Compile - [C]. Ostrzeżenie WARNING na razie ignorujemy. Wykonaj kompilację programu powtórnie przy pomocy rozkazu Run z menu Run. Naciśnij kolejno klawisze: [Alt]-[R], [R] lub [Alt]-[R], [Enter] Ten sam efekt uzyskasz naciskając kombinację klawiszy [Ctrl]-[F9]. Uruchom program powtórnie naciskając kombinację klawiszy [Alt]-[R], [R]. Zwróć uwagę, że teraz kompilacja nastąpi znacznie szybciej. Tak naprawdę C++ stwierdzi tylko, że od ostatniej kompilacji nie dokonano żadnych zmian w programie i odstąpi od zbędnej kompilacji. Takie właśnie znaczenie ma komunikat "Checking dependences" (sprawdzam zależności, który mignie w okienku kompilacji. Po korekcie programu napisy wyglądają znacznie przyzwoiciej, prawda? Po obejrzeniu napisów naciśnij [Enter]. Możemy teraz wyjść z programu C++. Rozwiń menu File naciskając klawisze [Alt]-[F] i wybierz z menu rozkaz Quit. Pojawi się okienko z ostrzeżeniem: WARNING: A:\PIERWSZY.CPP not saved. Save? (UWAGA: plik A:\PIERWSZY.CPP nie zapisany na dysku. Zapisać ?).

- 33-

W ten sposób C++ ZNOWU chce Cię uchronić przed utratą programu, ale uważaj! Jeśli odpowiesz Tak ([Y] lub [Enter]), to nowa wersja programu zostanie nadpisana na starą! Jeśli odpowiesz Nie [N] na dysku pozostanie stara wersja programu a nowa zniknie. Po wyjściu z C++ znajdziesz się w jego katalogu roboczym, lub w tym katalogu bieżącym, z którego wydałeś rozkaz uruchomienia kompilatora C++. Aby uruchomić swój program musisz zatem wydać następujący rozkaz: A:\PIERWSZY.EXE lub krócej A:\PIERWSZY a jeśli chcesz się przekonać, czy Twój program jest tam, gdzie powinien być, możesz go zobaczyć. Napisz rozkaz DIR A:\ lub DIR A:\*.EXE Aby upewnić się całkowicie, że to właśnie ten program, zwróć uwagę na datę i czas utworzenia pliku. Jeśli masz prawidłowo ustawiony zegar w swoim komputerze, data powinna być dzisiejsza a czas - kilka minut temu. Jeśli coś jest nie tak, powinieneś przy pomocy rozkazów systemu DOS: DATE i TIME zrobić porządek w swoim systemie. O takich drobiazgach warto pamiętać. Pozwoli Ci to w przyszłości odróżnić nowsze i starsze wersje programów, uniknąć pomyłek i zaoszczędzić wiele pracy. [Z] 1. - Propozycja zadania - ćwiczenia do samodzielnego wykonania. ------------------------------------------------------------------- Spróbuj odszukać plik żródłowy .CPP i plik wynikowy .EXE wychodząc "na chwilę" z IDE przy pomocy rozkazu File | DOS Shell. ------------------------------------------------------------------- A teraz zajrzyjmy do środka do pliku PIERWSZY.EXE. Jeśli korzystasz z programu Norton Commander, to masz do dyspozycji opcje [F3] - View (przeglądanie) i [F4] - Edit (edycja). Jeśli nie korzystasz z NC, musisz wydać następujący rozkaz: TYPE A:\PIERWSZY.EXE | C:\DOS\MORE lub C:\DOS\EDIT A:\PIERWSZY.EXE Jak widzisz na ekranie, napisy zawarte w programie pozostały czytelne, ale to co widać dookoła nie wygląda najlepiej. Na podstawie tego co widzisz, można (na razie ostrożnie) wysnuć wniosek, że ani Viewer (przeglądarka), ani Edytor, które

- 34-

doskonale spisują się przy obróbce plików tekstowych, nie nadają się do analizy i obróbki programów w wersji *.EXE. Narzędziami, które będziemy musieli stosować, mogą być programy typu DEBUGGER, PROFILER, LINKER (konsolidator), kompilator i in.. Mam nadzieję, że czujesz się w środowisku IDE już trochę swobodniej, a więc bierzemy się za drugi program. __________________________________________________________ EOF

- 35-

LEKCJA 5. DZIAŁANIA PRZY POMOCY MYSZKI I BŁĘDY W PROGRAMIE. ________________________________________________________________ Z tej lekcji dowiesz się, * Jak posługiwać się myszką w środowisku IDE (DOS) * O czy należy pamiętać, przy tworzeniu i uruchamianiu programów. * Jak poprawiać błędy w programie. ________________________________________________________________ Zanim będzie można kontynuować eksperymenty, trzeba coś zrobić, by robocze okno edytora było puste. Aby otworzyć takie nowe puste okno edytora należy: * Rozwinąć menu File; * Wybrać z menu rozkaz New (nowy). Na ekranie monitora otworzy się nowe puste okno zatytułowane "NONAME00.CPP", "NONAME01.CPP", itp (lub "bez nazwy" i o kolejnym numerze). Różne edytoro-podobne aplikacje mają zwyczaj otwierania okna dla nowego pliku tekstowego i nadawanie mu na początku jednej z dwóch nazw: [S] SŁOWNICZEK: UFO w trybie Edycji ________________________________________________________________ Untitled - niezatytułowany Noname - bez nazwy (Tak na marginesie UFO to skrót od Unidentified Flying Object - Niezidentyfikowany Obiekt Latający, gdy przejdziemy do programowania obiektowego, znajomość tego terminu też Ci się przyda). ________________________________________________________________ Nadanie plikowi dyskowemu z tekstem źródłowym programu jego właściwej nazwy i zapisanie go na dysku stałym komputera w określonym miejscu następuje w tym momencie, kiedy po napisaniu programu zapisujesz go na dysk rozkazem: File | Save lub File | Save As... Zapis File | Save oznacza "Rozkaz Save z menu File". Gdy po opracowaniu programu rozwiniesz menu File i wybierzesz rozkaz Save as... (zapisz jako...), pojawi się okienko dialogowe "Save File as" (zapis pliku jako...). Do okienka edycyjnego "Name" (nazwa) możesz wpisać nazwę, którą chcesz nadać swojemu nowemu programowi. Zwróć uwagę, że możesz podać nazwę pliku i jednocześnie wskazać miejsce - np.: Name: F:\USERS\ADAM\PROBY\PROGRAM.CPP Po wpisaniu nazwy naciśnij klawisz [Enter] lub wybierz klawisz [OK] w okienku dialogowym myszką. Tytuł okna edytora zmieni się na wybraną nazwę.

- 36-

Możesz również (jeśli odpowiedni katalog już istnieje), wskazać właściwy katalog w okienku z listą "Files" i dwukrotnie "kliknąć" lewym klawiszem myszki. Możesz wskazać myszką okienko edycyjne i nacisnąć lewy klawisz myszki, bądź naciskać klawisz [Tab] aż do momentu, gdy kursor zostanie przeniesiony do okienka edycyjnego. Okienko edycyjne to to okienko, do którego wpisujesz nazwę pliku. W okienku edycyjnym (Save File As) naciskaj klawisz [BackSpace] aż do chwili skasowania zbędnej nazwy pliku i pozostawienia tam tylko ścieżki dostępu - np. A:\PROBY\. Wpisz nazwę programu - np. PROG1.CPP. Po wpisaniu nazwy możesz nacisnąć [Enter] lub wskazać myszką klawisz [OK] w okienku i nacisnąć lewy klawisz myszki. Jeśli tak zrobisz w przypadku pustego okienka NONAME00.CPP - kompilator utworzy na dysku we wskazanym katalogu plik o zadanej nazwie - np. A:\PROBY\PROGR1.CPP (na razie pusty). Zmieni się także nagłówek (nazwa) okienka edycyjnego na ekranie roboczym. [!!!]UWAGA. ________________________________________________________________ Wszystkie pliki zawierające teksty programów w języku C++ powinny ˙mieć charakterystyczne rozszerzenie *.CPP (CPP to skrót od C Plus Plus), lub .C. Po tym rozszerzeniu rozpoznaje te programy kompilator. Nadanie rozszerzenia .C lub .CPP może dodatkowo wpływać na sposób kompilacji programu. Zanim wyjaśnimy te szczegóły, będziemy zawsze stosować rozszerzenie .CPP. Wszelkie inne rozszerzenia (.BAK, .TXT, .DEF, itp.) nie przeszkadzają w edycji i kompilacji programu, ale mogą w niejawny sposób wpłynąć na sposób kompilacji. ________________________________________________________________ Jeśli masz puste robocze okno edytora - możesz wpisać tam swój własny nowy program. Wpisz: void main(void) Każdy program w C++ składa się z instrukcji. Wiele takich instrukcji to wywołania funkcji. W C++ rozkaz wywołania i wykonania funkcji polega na wpisaniu nazwy funkcji (bez żadnego dodatkowego słowa typu run, execute, load, itp.). Tych funkcji może być w programie jedna, bądź więcej. Tworzenie programu w C++ z zastosowaniem funkcji (takich jakgdyby mini-programików) przypomina składanie większej całości z klocków. Należy podkreślić, że: każdy program w C++ musi zawierać funkcję main() (ang. main - główna). Wykonanie każdego programu rozpoczyna się właśnie od początku funkcji main(). Innymi słowy - miejsce zaznaczone w programie przy pomocy funkcji main() to takie miejsce, w które komputer zagląda zawsze na początku wykonania programu i od tego właśnie miejsca rozpoczyna poszukiwanie i wykonywanie rozkazów.

- 37-

[S] Entry Point ___________________________________________________________________ Punkt wejścia do programu nazywa się: Program Entry Point Taki właśnie punkt wejścia wskazuje słowo main(). Punk wejścia mogą mieć nie tylko programy .EXE ale także biblioteki (.DLL - dynamicznie dołączanie biblioteki). ____________________________________________________________________ Każda funkcja powinna mieć początek i koniec. Początek funkcji w C/C++ zaznacza się przez otwarcie nawiasów klamrowych { a koniec funkcji poprzez zamknięcie } . Początek głównej funkcji main() to zarazem początek całego programu. Zaczynamy zwykle od umieszczenia w oknie edytora C++ znaków początku i końca programu. main() { <-- tu rozbudowuje się tekst programu } Najpierw naciśnij [Enter] i przejdź do początku nowej linii. Umieść w tej nowej linii znak początku programu - nawias { (lewy nawias klamrowy). Następnie naciśnij [Enter] powtórnie i umieść w następnej linii prawy nawias klamrowy - }. [!!!] NAJPIERW Save !!! ________________________________________________________________ Zanim jeszcze skończysz redagowanie programu i sięgniesz do klawiszy [Alt]+[R], pamiętaj, że przed próbami kompilacji i uruchomienia programu zawsze NAJPIERW należy zapisać program na dysk. Jeśli przy próbach uruchomienia coś pójdzie nie tak - masz pewność, że Twoja praca nie pójdzie na marne. Czasami przy próbach uruchamiania programów zdarza się, że błędy mogą spowodować zawieszenie komputera. Programista jest wtedy zmuszony do restartu komputera, przy wyłączeniu komputera to, co było tylko na ekranie i tylko w pamięci operacyjnej - niestety znika bezpowrotnie. ________________________________________________________________ Aby zapisać tekst programu na dysk należy: * Wybrać z menu rozkaz File | Save As... albo * Nacisnąć klawisz funkcyjny [F2] (działa jak File | Save) Po wydaniu rozkazu Save możesz być pewien, że Twój program jest bezpieczny i komputer może się spokojnie "ZAWIESIĆ" nie czyniąc szkody. Aby skompilować i uruchomić ten program należy: * Wybrać rozkaz Run | Run * Nacisnąć kombinację klawiszy [Ctrl]+[F9]

- 38-

Podobnie jak wcześniej, kompilator wyświetli na ekranie okienko zawierające komunikaty o przebiegu kompilacji. Po zakończeniu kompilacji nastąpi wykonanie programu. Na moment mignie roboczy ekran użytkownika. Na nieszczęście program nic nie robi, więc nic się tam nie wydarzy. Aby przeanalizować, jak kompilator C++ reaguje na błędy w programach, zmień tekst w pierwszej linii programu na błędny: vod main(void) { } Spróbuj powtórnie skompilować i uruchomić program. Kompilator wyświetli okienko, w którym pojawi się komunikat o błędach. W taki właśnie sposób kompilator taktownie informuje programistę, że nie jest aż taki dobry, jak mu się czasami wydaje. Komputer jest niestety pedantem. Oczekuje (my, ludzie tego nie wymagamy) absolutnej dokładności i żelaznego przestrzegania pewnych zasad. "Zjadając" jedną literę naruszyłeś takie zasady, co zauważył kompilator. W górnej części ekranu kompilator wyróżnił paskiem podświetlenia ten wiersz programu, który zawiera błąd. W dolnej części ekranu, w tzw. okienku komunikatów (ang. Message window) pojawił się komunikat, jaki rodzaj błędu został wykryty w Twoim programie. W danym przypadku komunikat brzmi: Declaration syntax error - Błąd w składni deklaracji Co to jest deklaracja? Pierwsza linia (wiersz) funkcji nazywa się deklaracją funkcji. Taka pierwsza linia zawiera informacje ważne dla kompilatora: nazwę funkcji oraz tzw. typy wartości używanych przez funkcję. Komunikat o błędzie oznacza, że nieprawidłowo została napisana nazwa funkcji lub nazwy typów wartości, którymi posługuje się funkcja. W naszym przypadku słowo void zostało przekręcone na "vod", a słowo to ma w C++ specjalne znaczenie. Słowo "void" jest częścią języka C++, a dokładniej - słowem kluczowym (ang. keyword). [S] Function declaration - Deklaracja funkcji. Keyword - Słowo kluczowe. ________________________________________________________________ Function declaration - Deklaracja funkcji. Pierwszy wiersz funkcji jest nazywany deklaracją funkcji. Ten wiersz zawiera informacje dla kompilatora C++ pozwalające poprawnie przetłumaczyć funkcję na kod maszynowy. Keyword - Słowo kluczowe.

- 39-

to specjalne słowo wchodzące w skład języka programowania. Słowa kluczowe to słowa o zastrzeżonym znaczeniu, które można stosować w programach wyłącznie w przewidzianym dla nich sensie. ________________________________________________________________ Popraw błąd w tekście. Aby robocze okienko edytora stało się oknem aktywnym, wskaż kursorem myszki dowolny punkt w oknie edytora i naciśnij lewy klawisz myszki, albo naciśnij klawisz [F6]. Zmień słowo "vod" na "void". Przy pomocy klawiszy ze strzałkami umieść migający kursor po prawej stronie nawiasu { sygnalizującego ˙początek programu i naciśnij [Enter]. Spowoduje to wstawienie pomiędzy początek a koniec programu nowej pustej linii i umieszczenie kursora na początku nowego wiersza. Wpisz do nowego wiersza instrukcję oczyszczenia ekranu (odpowiednik instrukcji CLS w Basicu): clrscr(); W C++ clrscr() oznacza wywołanie funkcji czyszczącej roboczy ekran programu (User screen). Nazwa funkcji pochodzi od skrótu: CLeaR SCReen - czyść ekran. Że to funkcja - można rozpoznać po dodanej za nazwą parze nawiasów okrągłych - (). W tym jednak przypadku wiersz: clrscr(); stanowi nie deklarację funkcji, lecz wywołanie funkcji (ang. function call). C++ znalazłszy w programie wywołanie funkcji wykona wszystkie rozkazy, które zawiera wewnątrz funkcja clrscr(). Nie musisz przejmować się tym, z jakich rozkazów składa się funkcja clrscr(). Te rozkazy nie stanowią części Twojego programu, lecz są zawarte w jednym z "fabrycznych" plików bibliotecznych zainstalowanych wraz z kompilatorem C++. [S] Function - Funkcja Fuction call - Wywołanie funkcji ________________________________________________________________ Funkcja to coś przypominające mini-program. Funkcja zawiera listę rozkazów służących do wykonania typowych operacji (np. czyszczenie ekranu, wyświetlanie menu, wydruk, czy sortowanie listy imion). W programach posługujemy się zwykle wieloma funkcjami. Poznałeś już najważniejszą funkcję główną - main(). W C/C++ możesz posługiwać się gotowymi funkcjami (tzw. bibliotecznymi) a także tworzyć nowe własne funkcje. Na razie będziemy posługiwać się gotowymi funkcjami dostarczanymi przez producenta wraz z kompilatorem C++. ________________________________________________________________

- 40-

Włącz kompilację i próbę uruchomienia programu. Kompilator stwierdzi, że program zawiera błędy. Naciśnij dowolny klawisz, by zniknęło okienko kompilacji. Kompilator napisał: Error: Function 'clrscr' should have a prototype (Funkcja 'clrscr' powinna mieć prototyp) [???] O co mu chodzi? ________________________________________________________________ Tzw. PROTOTYP funkcji to coś bardzo podobnego do deklaracji funkcji. Prototyp służy do przekazania kompilatorowi pewnych informacji o funkcji jeszcze przed użyciem tej funkcji w programie. Dla przykładu, gdy pisałeś pierwszą linię programu: void main(void) podałeś nie tylko nazwę funkcji - main, lecz także umieściliśmy tam dwukrotnie słowo void. Dokładnie o znaczeniu tych słów napiszemy w dalszej części książki. Na razie zwróćmy jedynie uwagę, że podobnych "dodatkowych" informacji dotyczących funkcji clrscr() w naszym programie nie ma. ________________________________________________________________ Zwróć uwagę, że zapisy: main() int main(void) main(void) { { { } } } są całkowiecie równoważne. Fakt, że słowa kluczowe void (w nawiasie) i int (przed funkcją i tylko tam!) mogą zostać pominięte wskazuje, że są to wartości domyślne (default settings) przyjmowane automatycznie. Funkcja clrscr() została napisana przez programistów z firmy BORLAND i znajduje się gdzieś w osobnym pliku dołączonym do kompilatora C++. Aby móc spokojnie posługiwać się tą funkcją w swoich programach, powinieneś dołączyć do swojego programu informację w jakim pliku dyskowym znajduje się opis funkcji clrscr(). Taki (dość szczegółowy) opis funkcji nazywa się właśnie prototypem funkcji. Aby dodać do programu tę (niezbędną) informację * naciśnij [F6] by przejść do okna edytora * ustaw migający kursor na początku tekstu programu * naciśnij [Enter] dwukrotnie, by dodać dwie nowe puste linie do tekstu programu * na samym początku programu wpisz:

- 41-

#include <conio.h> Takie specjalne linie (zwróć uwagę na podświetlenie) rozpoczynające się od znaku # (ASCII 35) nie są właściwie normalną częścią składową programu. Nie stanowią one jednej z instrukcji programu, mówiącej komputerowi CO NALEŻY ROBIĆ, lecz stanowią tzw. dyrektywę (rozkaz) dla kompillatora C++ - W JAKI SPOSÓB KOMPILOWAĆ PROGRAM. Dyrektywa kompilatora (ang. compiler directive) powoduje dokonanie określonych działań przez kompilator na etapie tłumaczenia programu na kod maszynowy. W danym przypadku dyrektywa #include .... (ang. include - włącz, dołącz) powoduje włączenie we wskazane miejsce zawartości zewnętrznego tekstowego pliku dyskowego - np.: CONIO.H, (plik CONIO.H nazywany ˙także "plikiem nagłówkowym" znajduje się w podkatalogu \INCLUDE). Kompilator dołącza zawartość pliku CONIO.H jeszcze przed rozpoczęciem procesu kompilacji programu. Naciśnij kombinację klawiszy [Ctrl]+[F9]. Spowoduje to kompilację i uruchomienie programu (Run). Przykładowy program powinien tym razem przekompilować się bez błędów. Po dokonaniu kompilacji powinien szybko błysnąć ekran użytkownika. Po tym błysku powinien nastąpić powrót do roboczego środowiska IDE kompilatora C++. Jeśli nie zdążyłeś się przyjrzeć i chcesz spokojnie sprawdzić, co zrobił Twój program - naciśnij kombinację klawiszy [Alt]+[F5]. Dzięki działaniu funkcji clrscr() ekran będzie całkowicie czysty. [S] Compiler directive - DYREKTYWA KOMPILATORA ________________________________________________________________ Dyrektywa kompilatora to rozkaz wyjaśniający kompilatorowi C++ w jaki sposób dokonywać kompilacji programu. Dyrektywy kompilatora zawsze rozpoczynają się od znaku # (ang. hash). Kompilatory C++ posiadają pewien dodatkowy program nazywany PREPROCESOREM. Preprocesor dokonuje przetwarzania tekstu programu jescze przed rozpoczęciem właściwej kompilacji. Dokładniej rzecz biorąc #include jest właściwie dyrektywą preprocesora (szczegóły w dalszej części książki). ________________________________________________________________ [Z] - Propozycje zadań do samodzielnego wykonania. ________________________________________________________________ 1. Spróbuj poeksperymentować "zjadając" kolejno różne elementy w poprawnie działającym na początku programie:

- 42-

- litera w nazwie funkcji - średnik na końcu wiersza - cudzysłów obejmujący tekst do wydrukowania - nawias ( lub ) w funkcji printf() - nawias klamrowy { lub } - znak dyrektywy # - całą dyrektywę #include <stdio.h> Porównaj komunikaty o błędach i zgłaszaną przez kompilator liczbę błędów. Czy po przekłamaniu jednego znaku kompilator zawsze zgłasza dokładnie jeden błąd? ________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ EOF

- 43-

LEKCJA 6. NASTĘPNY PROGRAM - KOMPUTEROWA ARYTMETYKA. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji napiszesz i uruchomisz następny program wykonujący proste operacje matematyczne. ________________________________________________________________ Aby przystąpić po wyjaśnieniach do pracy nad drugim programem, powinieneś wykonać następujące czynności: 1. Zrób porządek na ekranie. Zamknij rozkazem Close z menu Window zbędne okna (możesz posłużyć się kombinacją [Alt]-[F3]). 2. Rozwiń menu File. 3. Wybierz z menu rozkaz Open... 4. Wpisz do okienka tekstowego: A:\DRUGI.CPP 5. Naciśnij [Enter]. 6. Wpisz do okienka edytora tekst programu: [P003.CPP ] /* Program przykladowy: _DRUGI.CPP */ # include <conio.h> /* zwróć uwagę, że tu NIE MA [;] ! */ # include <stdio.h> /* drugi plik nagłówkowy */ int main() /* tu tez nie ma średnika [;] ! */ { float x, y; float wynik; clrscr(); printf("Zamieniam ulamki zwykle na dziesietne\n"); printf("\nPodaj licznik ulamka: "); scanf("%f", &x); /* pobiera liczbę z klawiatury */ printf("\nPodaj mianownik ulamka: "); scanf( "%f", &y); wynik = x / y; /* tu wykonuje sie dzielenie */ printf("\n %f : %f = %f", x, y, wynik); printf("\n nacisnij dowolny klawisz...\n"); getch(); /* program czeka na nacisniecie klawisza. */ return 0; //<-- zwrot zera do systemu } UWAGA: _________________________________________________________________ * Komentarze ujęte w [/*.....*/] możesz pominąć. Komentarz jest przeznaczony dla człowieka. Kompilator ignoruje całkowicie komentarze i traktuje komentarz jak puste miejsce, a dokładniej - tak samo jak pojedynczą spację. Komentarz w C++ może mieć dwie formy:

- 44-

/* Tekst komentarza */ // Tekst komentarza w drugim przypadku ogranicznikiem pola komentarza jest koniec wiersza. * Spacjami i TABami możesz operować dowolnie. Kompilator ignoruje także puste miejsca w tekście. Nie należy natomiast stosować spacji w obrębie słów kluczowych i identyfikatorów. ________________________________________________________________ 7. Skompiluj program [Alt]-[C], [M] lub [Enter]. 8. Popraw ewentualne błędy. 9. Uruchom program rozkazem Run, naciskając [Alt]-[R], [R]. 10. Zapisz wersję źródłową programu DRUGI.CPP na dyskietkę A:\ stosując tym razem SHORTCUT KEY - klawisz [F2]. [S!] scanf() - SCANing Function - Funkcja SKANująca. ________________________________________________________________ Funkcja pobiera ze standardowego urządzenia wejścia- zwykle z klawiatury podaną przez użytkownika liczbę lub inny ciąg znaków. Działa podobnie do funkcji INPUT w Basicu, czy readln w Pascalu. * float - do Floating Point - "Pływający" - zmienny przecinek. Słowo kluczowe służące do tzw. DEKLARACJI TYPU ZMIENNEJ lub funkcji. Oznacza liczbę rzeczywistą np.: float x = 3.14; * int - od Integer - całkowity. Słowo kluczowe służące do deklaracji typu zmiennej lub funkcji. Oznacza liczbę całkowitą np.: 768. * #include - Włącz. Dyrektywa włączająca cały zewnętrzny plik tekstowy. W tym przypadku włączone zostały dwa tzw. pliki nagłówkowe: CONIO.H i STDIO.H. * CONIO.H - CONsole Input/Output. Plik nagłówkowy zawierający prototypy funkcji potrzebnych do obsługi standardowego Wejścia/Wyjścia na/z konsoli (CONsole). Plik zawiera między innymi prototyp funkcji clrscr(), potrzebnej nam do czyszczenia ekranu. *STDIO.H - STanDard Input/Output Plik nagłówkowy zawierający prototypy funkcji potrzebnych do obsługi standardowego Wejścia/Wyjścia na/z konsoli (Input - Wejście, Output - Wyjście). Plik zawiera między innymi prototyp funkcji printf(), potrzebnej nam do drukowania wyników na ekranie.

- 45-

return - słowo kluczowe: Powrót, zwrot. Po wykonaniu programu liczba 0 (tak kazaliśmy programowi rozkazem return 0;) jest zwracana do systemu operacyjnego, w naszym przypadku do DOSa. Zwróć uwagę, że nie pojawiło się tym razem ostrzeżenie WARNING podczas kompilacji. ________________________________________________________________ OPERATORY ARYTMETYCZNE C++. C++ potrafi oczywiście nie tylko dzielić i mnożyć. Oto tabela operatorów arytmetycznych c i C++. OPERATORY ARYTMETYCZNE języka C++. ________________________________________________________________ Operator Nazwa Tłumaczenie Działanie ________________________________________________________________ + ADDition Dodawanie Suma liczb - SUBstraction Odejmowanie Różnica liczb * MULtiplication Mnożenie Iloczyn liczb / DIVision Dzielenie Iloraz liczb % MODulus Dziel Modulo Reszta z dzielenia ________________________________________________________________ Przykładowe wyniki niektórych operacji arytmetycznych. ________________________________________________________________ Działanie (zapis w C++) Wynik działania ________________________________________________________________ 5 + 7 12 12 - 7 5 3 * 8 24 10 / 3 3.333333 10 % 3 1 ________________________________________________________________ [???] Czym różni się dzielenie / od % ? ________________________________________________________________ Operator dzielenia modulo % zamiast wyniku dzielenia - daje rzesztę z dzielenia. Dla przykładu, dzielenie liczby 14 przez liczbę 4 daje wynik 3, reszta z dzielenia 2. Wynik operacji 14%4 będzie więc wynosić 2. Operator ten jest niezwykle przydatny np. przy sprawdzaniu podzielności, skalowaniu, określaniu zakresów liczb przypadkowych, itp..

- 46-

Przykłady generacji liczb pseudolosowych wybiegają nieco w przyszłość, ale postanowiłem w Samouczku umieścić je razem. Po przestudiowaniu tworzenia pętli programowych możesz wrócić do tej lekcji i rozważyć przykłady po raz wtóry. Przykład 1: randomize(); int X=ramdom(); X = X % 10; Przykład 2: --------------------- #include <stdlib.h> /* Zwróc uwagę na dołączony plik */ #include <stdio.h> main() { int i; printf("Dziesięć liczb pseudo-losowych od 0 do 99\n\n"); for(i=0; i<10; i++) printf("%d\n", rand() % 100); return 0; } Przykad3 -------------------- #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <time.h> void main() { randomize(); printf("Liczby pseudolosowe z zakresu: 0-99 --> %d\n", random (100)); } Przykład 4 ----------------- #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <time.h> int main(void) { int i; randomize(); printf("Liczby pseudolosowe: 0 to 99\n\n"); for(i=0; i<10; i++) printf("%d\n", rand() % 100); return 0; }

- 47-

Zwróć uwagę, że to randomize() uruchamia generator liczb pseudolosowych, czyli jakgdyby "włącza bęben maszyny losującej". ________________________________________________________________ Wykonaj z programem DRUGI.CPP kilka eksperymentów. [Z] ________________________________________________________________ 1. Zamień operator dzielenia na operator mnożenia [*]: wynik = x * y; /* tu wykonuje sie mnożenie */ i napis w pierwszej funkcji printf() na np. taki: printf( "Wykonuje mnozenie liczb" ); Uruchom program. Sprawdź poprawność działania programu w szerokim zakresie liczb. Przy jakiej wielkości liczb pojawiają się błędy? 2. Zmień nazwy zmiennych x, y, wynik na inne, np.: to_jest_liczba_pierwsza, to_jest_liczba_druga, itp. Czy C++ poprawnie rozpoznaje i rozróżnia takie długie nazwy? Kiedy zaczynają się kłopoty? Sprawdź, czy można w nazwie zmiennej użyć spacji? Jaki komunikat wyświetli kompilator? ________________________________________________________________ [???] PRZEPADŁ PROGRAM ??? ________________________________________________________________ Nie przejmuj się. Wersja początkowa programu DRUGI.CPP jest na dyskietce dołączonej do niniejszej książki (tam nazywa się DRUGI.CPP). Zwróć uwagę, że kompilator C++ tworzy automatycznie kopie zapasowe plików źródłowych z programami i nadaje im standardowe rozszerzenie *.BAK. Zanim zatem zaczniesz się denerwować, sprawdź, czy kopia np. DRUGI.BAK nie jest właśnie tą wersją programu, która Ci "przepadła". ________________________________________________________________ __________________________________________________________________ EOF

- 48-

LEKCJA 7. Z czego składa się program. _______________________________________________________________ W trakcie tej lekcji: * Dowiesz się co robić, jeśli tęsknisz za Pascalem. * Zapoznasz się wstępnie z preprocesorem C++. * Poznasz dokładniej niektóre elementy języka C++. _______________________________________________________________ Zanim zagłębimy się w szczegóły działania preprocesora i kompilatora, dla zilustrowania mechanizmu działania dyrektyw popełnimy żart programistyczny. Nie ma nic gorszego niż spalić dobry żart, upewnijmy się więc najpierw, czy nasza "czarodziejska kula" jest gotowa do magicznych sztuczek. Sprawdź, czy na dyskietce znajdują się pliki A:\PASCAL.H A:\POLTEKST.H Jeśli nie, to przed zabawą w magiczne sztuczki programistyczne musisz odtworzyć te pliki z zapasowej kopii dyskietki, którą sporządziłeś przed rozpoczęciem LEKCJI 1. Jeśli masz już oba pliki, to wykonaj następujące czynności: 1. Włóż do napędu A: dyskietkę z plikami PASCAL.H i POLTEKST.H. 2. Uruchom kompilator C++. PROGRAMY HOKUS.EXE i POKUS.EXE - czyli sztuczki z Preprpcesorem C++ 1. Zrób porządek na ekranie - pozamykaj zbędne okna. 2. Naciśnij klawisz [F3]. Pojawi się znajome okienko dialogowe "Open". 3. Wpisz do okienka tekstowego nazwę nowego programu: A:\HOKUS.C i naciśnij [Enter]. 4. Wpisz następujący tekst programu: [P004.CPP] #include <a:\pascal.h> Program Begin Write("Ten program jest podobny"); Write(" do Turbo Pascala "); Write(" tak tez mozna pisac w BORLAND C++ !"); Readln; End 5. Uruchom program [Ctrl]-[F9]. Jeśli wystąpią błędy, skoryguj ewentualne niezgodności z oryginałem. Ostrzeżenie "WARNING" możesz zignorować.

- 49-

UWAGA: MUSI ZOSTAĆ ZACHOWANA IDEALNA ZGODNOŚĆ z tekstem oryginału! 6. Uruchom program rozkazem Run [Alt]-[R], [Enter]. Zwróć uwagę, że powtórna kompilacja przebiega szybciej, jeśli w międzyczasie nie dokonałeś zmian w programie. 7. Zamknij okno edytora rozkazem Close (z menu Window). Zapisz program HOKUS.CPP w wersji źródłowej na dyskietkę A:. A teraz następna sztuczka, na którą pozwala C++. Utworzymy następny program POKUS.CPP. 1. Wykonaj czynności z pp. 1 i 2 z poprzedniego przykładu. 2. Otwórz okienko nowego programu - File | Open (np. klawiszem [F3]) i wpisz nazwę programu. Możesz zastosować również File | New. A:\POKUS.CPP 3. Naciśnij [Enter]. 4. Wpisz tekst programu: [P005.CPP] # include <a:\poltekst.h> program poczatek czysty_ekran drukuj ("Ten program - POKUS.CPP "); drukuj ("Jest napisany po polsku "); drukuj ("a mimo to Turbo C++ go rozumie!"); czekaj; koniec 5. Uruchom program [Alt]-[R], [R]. Jeśli wystąpią błędy, skoryguj ewentualne niezgodności z oryginałem. Ostrzeżenie "WARNING" możesz zignorować. UWAGA: MUSI ZOSTAĆ ZACHOWANA IDEALNA ZGODNOŚĆ! 6. Zamknij okno edytora rozkazem Close (z menu Window). Zapisz program HOKUS.C w wersji źródłowej na dyskietkę A:. WYJAŚNIENIE SZTUCZEK - PREPROCESOR C++ CPP.EXE. A teraz wyjaśnienie naszych magicznych sztuczek. Jeśli jesteś niecierpliwy, na pewno już sam zajrzałeś do plików PASCAL.H i POLTEKST.H, bo jest chyba oczywiste od początku, że to tam właśnie musi ukrywać się to wszystko, co pozwala nam robić nasze hokus-pokus. Skorzystaliśmy z pewnej nie występującej ani w Pascalu, ani w Basicu umiejętności języków C i C++ - a mianowicie z PREPROCESORA.

- 50-

Najczęściej stosowanymi dyrektywami preprocesora są: # include - włącz i # define - zdefiniuj Do rozpoznania dyrektyw preprocesora służy znak (#) - HASH. Zwróć uwagę, że zapisy #include # include są całkowicie równoważne. Poza tym dyrektywy preprocesora nie kończą się średnikiem. Działanie preprocesora (czyli wstępne przetwarzanie tekstu programu jeszcze przed przystąpieniem do kompilacji) polega na zastąpieniu w tekście programu jednych łańcuchów znaków przez inne. Takie pary możemy "zadać" preprocesorowi właśnie dyrektywą #define. Nasze nagłówki wyglądają następująco: PASCAL.H: _______________________________________________________________ # include <stdio.h> # define Program main() # define Begin { # define Writeln printf # define Readln getch() # define End } ________________________________________________________________ POLTEKST.H: ________________________________________________________________ # include <stdio.h> # define program main() # define poczatek { # define koniec } # define czysty_ekran clrscr(); # define drukuj printf # define czekaj getch() ________________________________________________________________ Zwróć uwagę, że warunkiem poprawnego zadziałania preprocesora jest zrezygnowanie ze spacji wewnątrz łańcuchów znakowych, spacje bowiem w preprocesorze rozdzielają dwa łańcuchy znaków - np. "drukuj" - ten ZA KTÓRY CHCEMY COŚ PODSTAWIĆ oraz np. "printf" - ten, KTÓRY NALEŻY PODSTAWIAĆ. Często w programach

- 51-

zauważysz łańcuchy znaków pisane w dość specjalny sposób: napisy_w_których_unika_się_spacji. ELEMENTY PROGRAMU W JĘZYKU C++. Uogólniając, program w języku C++ składa się z następujących elementów: 1. Dyrektyw preprocesora. Przykład: #define drukuj printf Działanie: W tekście programu PONIŻEJ niniejszej dyrektywy zastąp wszystkie łańcuchy znaków "drukuj" łańcuchami znaków "printf". #include <D:\KATALOG\nazwa.roz> Działanie: W to miejsce pliku wstaw zawartość pliku tekstowego NAZWA.ROZ z katalogu KATALOG na dysku D:. 2. Komentarzy. Przykład: // Tu obliczamy sumę lub /*To jest komentarz*/ 3. Deklaracji. Przykład: KAŻDY PROGRAM musi zawierać deklarację funkcji main (ang. main - główna). Funkcja ta często jest bezparametrowa, co można zaakcentować wpisując w nawiasy słowo kluczowe void: main(void) lub pisząc puste nawiasy: main() 4. Instrukcji. i++; Działanie: Dokonaj inkrementacji zmiennej i, tzn. wykonaj operację i:=i+1 [???] Dla dociekliwych - kilka słów o funkcji main() ________________________________________________________________ Funkcja main() występuje najczęściej w następujących (równoważnych) postaciach: main() int main() int main(void) - program w momencie uruchomienia nie pobiera żadnych argumentów z wiersza rozkazu --> () lub (void) - program zwraca po zakończeniu jedną licznę (int = integer -

- 52-

liczba całkowita) do systemu operacyjnego informując go w taki sposób, czy wykonał się do końca i bezbłędnie i czy można go usunąć z pamięci (bywają także programy rezydujące w pamięci - tzw. TSR, o czym system operacyjny powinien "wiedzieć"). void main() void main(void) - program nie pobiera i nie zwraca żadnych paramatrów. Główna funkcja main() może w środowisku okienkowym przeobrazić się w główną funkcję okienkową: WinMain(.....) a w środowisku obiektowym w OwlMain(....) OWL - biblioteka obiektów dla Windows - Object Windows Library. W nawiasach funkcji main(), WinMain() i OwlMain() mogą pojawić się parametry (argumenty) pobierane przez program w momencie uruchomienia z wiersza rozkazu lub od środowiska operacyjnego (szczegóły w dalszej części książki). Programy w C++ mogą składać się z wielu plików dyskowych. Typowy program zawiera. Nazywa się to zwykle projektami wielomodułowymi - a poszczególne pliki - modułami lub elementami składowymi projektu: * plik nagłówkowy - NAZWA.H * moduł główny - NAZWA.CPP (ten i tylko ten zawiera funkcję main()) * moduły pomocnicze - NAZWA2.CPP, NAZWA3.CPP, itp * pliki z zasobami typu menu, okienka dialogowe, itp - NAZWA.RC, NAZWA.DLG * wreszcie plik instruktażowy - jak z tego wszystkiego zrobić końcową aplikację. W zależności od wersji kompilatora pliki instruktażowe mogą mieć nazwy: NAZWA.PRJ (Project - BORLAND), NAZWA.IDE, a dla programu MAKE - MAKEFILE, NAZWA.MAK, NAZWA.NMK, itp. W środowisku Windows występuje jeszcze zwykle w składzie projektów aplikacji tzw. plik definicji sposobu wykorzystania zasobów - NAZWA.DEF. ________________________________________________________________ [S!] void - czyli nijaki. ________________________________________________________________ Słowa kluczowe: void - pusty, wolny, nieokreślony, avoid - unikać. main - główny, główna. return - powrót, zwrot. Nazwa funkcji:

- 53-

exit() - wyjście. ________________________________________________________________ Po nazwie funkcji main() NIE NALEŻY stawiać średnika (;). Przy pomocy tej funkcji program kontaktuje się z systemem operacyjnym. Parametry funkcji main, to te same parametry z którymi uruchamiamy nasz program w systemie DOS. Np. rozkaz FORMAT A: oznacza, że do programu przekazujemy parametr A:. Ponieważ w każdym programie oprócz nagłówka funkcji: main(void) podajemy również tzw. ciało funkcji, np.: { printf("wydrukuj cokolwiek"); return 0; } jest to jednocześnie DEFINICJA FUNKCJI main(). Zwróć uwagę, że funkcja printf() nie jest w powyższym przykładzie w żaden sposób ani deklarowana ani definiowana. Wiersz: printf("pisz!"); stanowi WYWOŁANIE funkcji printf() z parametrem 'pisz!' - łańcuchem znaków, który należy wydrukować. W C++ nawet jeśli nawiasy przeznaczone w funkcji na przekazanie jej argumentów są puste - muszą być obecne. Poprawne wywołanie funkcji w języku C++ może mieć następującą formę: nazwa_funkcji(); nazwa_funkcji(par1, par2, par3, .....); zmienna = nazwa_funkcji(par1, par2, ...); Funkcja w momencie jej wywołania uzyskuje przekazane jej parametry. Są to tzw. ARGUMENTY FUNKCJI. Aby to wszystko bardziej przypominało to, co znasz ze szkoły popatrzmy na analogię. W zapisie: y = sin(x) lub y = sin(90) x - oznacza argument funkcji, który może być zmienną (w szkole nazywałeś zmienne "niewiadomymi") y - oznacza wartość zwracaną "po zadziałaniu" funkcji sin() - oznacza nazwę funkcji. Zastosowanie funkcji będziemy w programach nazywać "wywołaniem funkcji".

- 54-

Język C++ operuje wyłącznie pojęciem FUNKCJI. W C ani w C++ nie ma podziału na FUNKCJE i PROCEDURY. Każda funkcja może być w programie wywoływana wielokrotnie. Każde wywołanie funkcji może następować z innymi argumentami. Funkcja może w wyniku swojego działania zmieniać wartość jakiejś zmiennej występującej w programie. Mówimy wtedy, że funkcja ZWRACA wartość do programu. Funkcja main() jest funkcją szczególną, która "zwraca" wartość do systemu operacyjnego, w którym pracuje program. Zapis: main() lub int main() { { return 5; exit(5); } } oznacza: 1. Funkcja main jest bezparametrowa (nie przyjmuje żadnych argumentów z zewnątrz). 2. Funkcja main zwraca jako wynik swojego działania liczbę całkowitą typu int (ang. INTeger - całkowita). Zwróć uwagę, że jest to domyślny sposób działania funkcji main(). Jeśli nie napiszemy przed funkcją main() słowa "int" - kompilator C++ doda je sobie automatycznie. Jeśli świadomie nie zamierzamy zwracać do systemu operacyjnego żadnych informacji - musimy wyraźnie napisać tam "void". 3. Funkcja zwróci do systemu DOS wartość 5. Zwróć uwagę na istotną różnicę formalną, Słowo "return" jest słowem kluczowym języka C, natomiast słowo "exit" jest nazwą funkcji exit(). Zastosowanie tej funkcji w programie wymaga dołączenia pliku nagłówkowego z jej prototypem. Ponieważ nasz kurs języka C++ rozpoczęliśmy od programu z funkcją printf() i zapewne będzie nam ona towarzyszyć jeszcze długo, pora poświęcić jej trochę uwagi. FUNKCJA printf(). Jest to funkcja FORMATOWANEGO wyjścia na standardowe urządzenie wyjścia (ang. stdout - STandarD OUTput). Definicja - ściślej tzw. PROTOTYP tej funkcji znajduje się w pliku nagłówkowym STDIO.H. Wniosek praktyczny: Każdy program korzystający z funkcji printf() powinien zawierać dyrektywę preprocesora: #include <stdio.h> zanim nastąpi wywołanie funkcji printf(). [???] A JEŚLI ZAPOMNIAŁEM O <STDIO.H> ??? ________________________________________________________________ Możesz nadać plikowi z tekstem żródłowym programu rozszerzenie .C zamiast .CPP. W kompilatorach Borlanda powoduje to przy

- 55-

domyślnych ustawieniach kompilatora wywołanie kompilatora C zamiast C++. C jest bardziej tolerancyjny i dokona kompilacji (wyświetli jedynie komunikat ostrzegawczy - Warning). Kompilator C++ jest mniej tolerancyjny. Jeśli zapomnisz dołączyć odpowiedni plik nagłówkowy może pojawić się komunikat: Error: Function printf() should have a prototype in function main (Funkcja printf() powinna mieć prototyp) Więcej o zawartości i znaczeniu plików nagłówkowych *.h dowiesz się z następnych lekcji. Na razie postaraj się pomiętać o dołączeniu wskazanego w przykładzie pliku. ________________________________________________________________ [???] Skąd to wiadomo? ________________________________________________________________ Jeśli masz wątpliwości, jaki plik nagłówkowy należałoby dołączyć - najprościej zajrzeć do systemu pomocy - Help. Na pasku głównego menu w IDE masz napis Help. Menu Help możesz rozwinąć myszką lub naciskając kombinację klawiszy [Alt]+[H]. Jeśli w menu wybierzesz rozkaz Index (Spis) przeniesiesz się do okienka z alfabetycznym spisem haseł. Są tam słowa kluczowe, nazwy funkcji i jeszcze wiele innych interesujących rzeczy. Powinieneś teraz wykonać następujące czynności: * posługując się klawiszami kursora (ze strzałkami) odszukać w spisie nazwę funkcji albo * rozpocząć pisanie nazwy funkcji na klawiaturze (system Help sam wyszuka w spisie wypisaną w ten sposób nazwę) * nacisnąć [Enter] Przeniesiesz się do okienka opisu danej funkcji. Na samym początku w okienku każdej funkcji podana jest nazwa pliku nagłówkowego, w którym znajduje się prototyp funkcji. Nawet jeśli nie jesteś biegłym anglistą, łatwo rozpoznasz pliki nagłówkowe - po charakterystycznych rozszerzeniach .H (rzadziej .HPP. Charakterystyczne rozszerzenie *.H pochodzi od "plik nagłówkowy" - ang. Header file). ________________________________________________________________ Funkcja printf() zwraca wartość całkowitą typu int: * liczbę bajtów przesłanych na standardowe urządzenie wyjścia; * w przypadku wystąpienia błędu - kod znaku EOF. [S!] EOF - End Of File - znak końca pliku. EOL - End Of Line - znak końca linii. Indicator - znak, wskaźnik (nie mylić z pointerem !)

- 56-

[???] SKĄD TO WIADOMO ? ________________________________________________________________ Kody EOF, EOL są tzw. predefiniowanymi stałymi. Ich szyfrowanie (przypisywanie tym identyfikatorom określonej stałej wartości liczbowej) dokonuje się z zastosowaniem preprocesora C++. To, że nie musisz się zastanawiać ile to właściwie jest EOF (zero ? czy -1 ?) zawdzięczamy też dołączanym plikom typu *.H, w których np. przy użyciu dyrektywy #define zostały PREDEFINIOWANE (zdefiniowane wstępnie) niektóre stałe. Jeśli jesteś bardzo dociekliwy, zajrzyj do wnętrza pliku STDIO.H (view, edit, type). Znajdziesz tam między innymi taki wiersz: #define EOF (-1) //End of file indicator ________________________________________________________________ Składnia prototypu (ang. syntax): int printf(const char *format [arg1, arg2,.....]); lub trochę prościej: printf(format, arg1, arg2,.....argn); Liczba argumentów może być zmienna. C++ oferuje wiele funkcji o podobnym działaniu - np.: cprintf(), fprintf(), sprintf(), vprintf(), vsprintf(), itp. Ponieważ FORMAT brzmi może trochę obco, nazwijmy go WZORCEM. Jak wiesz, wszystkie informacje przechowywane są w pamięci komputera jako ciągi zer i jedynek. Jest to forma trochę niewygodna dla człowieka, więc zanim informacja trafi na ekran musi zostać zamieniona na postać dla nas wygodniejszą - np. na cyfry dziesiętne, litery itp.. Taki proces nazywany jest KONWERSJĄ, a podany w funkcji printf() FORMAT - WZORZEC to upraszczając, rozkaz dokonania takiej właśnie konwersii. Możesz więc zarządać przedstawienia liczby na ekranie w postaci np. SZESNASTKOWEJ lub DZIESIĘTNEJ - tak, jak Ci wygodniej. Wzorce konwersji w najprostszym przypadku mają postać %s, %d, %f, itp.: I tak: %s - wyprowadź łańcuch znaków (s - String - łańcuch) Przykład: printf("%s","jakis napis"); ale także printf("Jakis napis");

- 57-

ponieważ format "%s" jest formatem domyślnym dla funkcji printf(). Przykład: printf("%39s","jakis napis"); spowoduje uzupełnienie napisu spacjami do zadanej długości 39 znaków (Sprawdź!). Funkcja printf() operuje tzw. POLEM WYJŚCIOWYM. Długość pola wyjściowego możemy określić przy pomocy liczb wpisanych pomiędzy znaki % oraz typ - np. s. Możemy także określić ilość cyfr przed i po przecinku. %c - wyprowadź pojedynczy znak (c - Character - znak) Przykład: printf("%c",'X'); (spowoduje wydrukowanie litery X) %d - wyprowadź liczbę całkowitą typu int w postaci dziesiętnej €€€€€(d - Decimal - dziesiętny). Przykład: printf("%d", 1994); %f - wyprowadź liczbę rzeczywistą typu float w postaci dziesiętnej (f - Floating point - zmienny przecinek). Przykład: printf("%f", 3.1416); printf("%f3.2", 3.14159); %o - wyprowadź liczbę całkowitą typu int w postaci ósemkowej (o - Octal - ósemkowa). Przykład: printf("%o", 255); %x - wyprowadź liczbę całkowitą typu int w postaci szesnastkowej €€€€€(x - heXadecimal - szesnastkowa). %x lub %X - cyfry szesnastkowe a,b,c,d,e,f lub A,B,C,D,E,F. %ld - liczba całkowita "długa" - long int. %Lf - liczba rzeczywista poczwórnej precyzji typu long double float. %e - liczba w formacie wykładniczym typu 1.23e-05 (0.0000123) %g - automatyczny wybór formatu %f albo %e.

- 58-

Po przytoczeniu przykładów uogólnijmy sposób zastosowania wzorca formatu: %[przełączniki][szerokość_pola][.precyzja][rozmiar]Typ Posługując się różnymi sposobami formatowania liczb możemy zażądać wydrukowania liczb w najwygodniejszej dla nas formie. W programie przykładowym dokonujemy zamiany liczb dziesiętnych na szesnastkowe. [P006.CPP] // Program przykladowy 10na16.CPP #include <stdio.h> #include <conio.h> int liczba; int main() { clrscr(); printf("Podaj liczbe dziesietna calkowita ? \n"); scanf("%d", &liczba); printf("\nSzesnastkowo to wynosi: "); printf("%x",liczba); getch(); return 0; } Ten program pozwala zamienić dziesiętne liczby całkowite na liczby szesnastkowe. Zakres dostępnych liczb wynika z zadeklarowanego typu int. Więcej na ten temat dowiesz się z następnych lekcji. Spróbujmy odwrotnie: [P007.CPP] // Program przykladowy 16na10.CPP //UWAGA: Sam dołącz pliki nagłówkowe int liczba; int main() { clrscr(); printf("Podaj liczbe SZESNASTKOWA-np. AF - DUZE LITERY: \n"); scanf("%X", &liczba); printf("%s","\nDziesietnie to wynosi: "); printf("%d",liczba); getch(); return 0; } Myślę, że program 16NA10.CPP można pozostawić bez dodatkowego

- 59-

komentarza. Zwróć uwagę, że funkcja scanf() "formatuje" dane wejściowe bardzo podobnie do funkcji printf(). Pewnie dziwi Cię trochę "dualny" zapis: liczba i &liczba. Zagadka zostanie niebawem wyjaśniona. W trakcie następnych Lekcji zajmiemy się dokładniej zmiennymi, i ich rozmieszczeniem w pamięci a na razie wracamy do funkcji printf(). Jako się rzekło wcześniej - funkcja printf() może mieć wiele argumentów. Pozwala nam to przy pomocy jednego wywołania funkcji wyprowadzać złożone napisy. Przykład: printf("Iloczyn 3 %c 5 %8s %d", '*', "wynosi ",15); Działanie: "Iloczyn_3_ - wyprowadź jako łańcuch znaków. %c - tu wyprowadź pojedynczy znak - '*'. _5_ - wyprowadź jako łańcuch znaków. %8s - wyprowadź łańcuch "wynosi_" uzupełniając go z przodu spacjami do długości 8 znaków. %d - wyprowadź 15 jako liczbę dziesiętną. UWAGA: Znakiem podkreślenia w tekście książki "_" oznaczyłem spację, spacja to też znak. Przykład: printf("Iloczyn 3 %c 5 %9s %f", 'x', "wynosi ", 3*5); Zwróć uwagę, że tym razem kazaliśmy komputerowi samodzielnie policzyć ile wynosi nasz iloczyn, tzn. zastosowaliśmy jako argument funkcji printf() nie stałą, a WYRAŻENIE. Działanie możesz prześledzić przy pomocy programu przykładowego: [P008.CPP] // Program WYRAZ.CPP - Dołącz pliki nagłówkowe int main() { clrscr(); printf("Skomplikowany napis:\n"); printf("Iloczyn 3 %c 5 %8s %d", '*', "wyniosi ", 15); getch(); printf("\nWyrazenie jako argument:\n"); printf("Iloczyn 3 %c 5 %9s %d", 'x', "wynosi ", 3*5); printf("\n\n\n"); printf("Przyjrzyj sie i nacisnij klawisz..."); getch(); return 0;

- 60-

} Wyjaśnijmy jeszcze jedno "dziwactwo" - znaki sterujące rozmieszczeniem napisów na ekranie. Oto tabelka z najczęściej używanymi znakami specjalnymi: ________________________________________________________________ Znak Nazwa Działanie ________________________________________________________________ \n New Line Przejście na początek nowego wiersza \b BackSpace Cofnięcie kursora o jeden znak \f Form feed O stronicę w dół \r Carriage return Powrót na początek bież. wiersza \t Horizontal Tab Tabulacja pozioma \v Vertical Tab Tabulacja pionowa \a Sound a beep Pisk głośniczka \\ Displ. backslash Wyświetl znak \ \' Display ' Wyświetl znak ' (apostrof) \" Display " Wyświetl znak " (cudzysłów) ________________________________________________________________ UWAGA: Trzy ostatnie "backlash-kody" pozwalają wyprowadzić na ekran znaki specjalne \ ' i ", co czasami się przydaje. Szczególnie \\ jest często przydatny. [Z] Spróbuj samodzielnie: 1. Napisać i uruchomić program wykonujący konwersję liczb ósemkowych na dziesiętne i odwrotnie. 2. Przy pomocy pojedynczego wywołania funkcji printf() wydrukować kilka złożonych napisów typu: * suma 2+4 to 6 * działanie 5*7*27+6-873 daje wynik...( właśnie, ile?). 3. Sprawdź działanie tabulacji pionowej \v. Ile to wierszy? [???] DYSKIETKA NIE JEST Z GUMY !!! ________________________________________________________________ Jeśli podczas kompilacji programów w okienku będzie się uporczywie, bez widocznego powodu pojawiał napis "Errors" - błędy, a w okienku komunikatów "Message" pojawi się napis: Fatal A:\PROGRAM.C: Error writing output file (Fatalny błąd podczas kompilacji pliku A:\PROGRAM.C: Błąd przy zapisie pliku wyjściowego), to znak, że na dyskietce zabrakło miejsca. Pora zmienić katalog wyjściowy kompilatora C++. Aby to zrobić należy: 1. Rozwinąć menu Option - [Alt]-[O]. 2. Wybrać rozkaz Directories... - [D]. 3. Przejść do okienka "Output Directory" - 2 razy [Tab]. 4. Wpisać do okienka katalog z dysku stałego, np.: C:\ 5. Nacisnąć [Enter].

- 61-

6. Powtórzyć kompilację programu, przy której nastąpiło przepełnienie dyskietki. 7. Usunąć z dyskietki A: zbędne pliki *.EXE (TYLKO *.EXE !!!). Oczywiście lepiej posługiwać się własnym katalogiem na dysku stałym, ale dysk też niestety nie jest z gumy. Złośliwi twierdzą nawet, że każdy dysk jest za mały a każdy procesor zbyt wolny (to ponoć tylko kwestia czasu...). ________________________________________________________________ [!!!] Dla dociekliwych - Przykłady programów. ________________________________________________________________ Jeśli zajrzysz już do systemu Help, przwiń cierpliwie tekst opisu funkcji do końca. W większości funkcji na końcu umieszczony jest krótki "firmowy" program przykładowy. Nie musisz go przepisywać! W menu Edit IDE masz do dyspozycji rozkaz Edit | Copy Example (Skopiuj przykład) Przykład zostanie skopiowany do Schowka (Clipboard). Po wyjściu z systemu pomocy warto rozkazem File | New otworzyć nowe okno robocze a następnie rozkazem Edit | Paste (Wstaw) wstawić program przykładowy ze schowka. Możesz go teraz uruchamiać, modyfikować a nawet wstawić jako fragment do swojego programu. Podobnie jak większość edytorów tekstu zintegrowany edytor środowiska IDE pozwala manipulować fragmentami blokami tekstu i wykonywać typowe operacje edytorskie zarówno w obrębie pojedynczego okna, jak i pomiędzy różnymi okienkami. Służą do tego celu następujące operacje: * Select/Mark text block - zaznaczenie fragmentu tekstu. Możesz dokonać tego klawiszami- np.: [Shift]+[-->], bądź naciskając i przytrzymując lewy klawisz myszki i "przejeżdżając nad odpowiednim fragmentem tekstu". Wybrany fragment tekstu zostanie wyróżniony podświetleniem. * Edit | Cut - wytnij. Zaznaczony wcześniej fragment tekstu zostanie skopiowany do Schowka i jednocześnie usunięty z ekranu. * Edit | Copy - skopiuj. Zaznaczony wcześniej fragment tekstu zostanie skopiowany do Schowka i bez usuwania z ekranu. * Edit | Paste - wstaw. Zaznaczony wcześniej w Schowku fragment tekstu zostanie skopiowany na ekran począwszy od miejsca wskazanego w danej chwili kursorem.

- 62-

LEKCJA 8. Jakich słów kluczowych używa C++. W trakcie tej lekcji dowiesz się: * Jakie znaczenie mają słowa kluczowe języka C++. * Jakie jeszcze dziwne słowa mogą pojawiać się w programach w pisanych C++. * Trochę więcej o wczytywaniu i wyprowadzaniu danych. * Co to jest i do czego służy zmienna. _______________________________________________________________ Każdy język musi operować tzw. słownikiem - zestawem słów zrozumiałych w danym języku. Jak wiesz z doświadczenia, komputer jest pedantem i wymaga dodatkowo (my, ludzie, tego nie wymagamy), aby znaczenie słów było absolutnie jednoznaczne i precyzyjne. Aluzje, kalambury i zabawne niedomówienia są na razie w dialogu z komputerem niedopuszczalne. Pamięci asocjatywne (oparte na skojarzeniach), sieci neuronowe (neural networks), tworzone bardzo często właśnie przy pomocy C++ - systemy expertowe, - systemy z tolerancją błędów - np. OCR - systemy optycznego rozpoznawania pisma, - "rozmyta" arytmetyka i logika (fuzzy math) - logika większościowa i mniejszościowa - algorytmy genetyczne (genetic algorithms) i inne pomysły matematyków oraz informatyków rozpoczęły już proces "humanizowania" komputerowego myślenia. Powstała nawet specjalna "mutacja" neural C i neural C++, ale to temat na oddzielną książkę. Na razie traktujemy nasz komputer jako automat cyfrowy pozbawiony całkowicie wyobraźni i poczucia humoru, a język C++, jako środek porozumiewania się z tym "ponurakiem". Podobnie do słów języka naturalnego (rzeczowników, czasowników) i słowa języka programowania można podzielić na kilka grup różniących się przeznaczeniem. Takie niby - słowa czasem nazywa się również tokenami lub JEDNOSTKAMI LEKSYKALNYMI (leksykon - inaczej słownik) a sposoby tworzenia wyrażeń (expressions) nazywane są syntaktyką języka (stąd bierze się typowy komunikat o błędach "Syntax Error" - błąd syntaktyczny, czyli niewłaściwa składnia). Słownik języka C++ składa się z: * Słów kluczowych * Identyfikatorów * Stałych liczbowych i znakowych * Stałych tekstowych (łańcuchów znaków - napisów) * Operatorów (umownych znaków operacji) * Znaków interpunkcyjnych * Odstępów UWAGA: Zarówno pojedyncza spacja czy ciąg spacji, tabulator poziomy, znak nowej linii, jak i komentarz dowolnej długości (!) są traktowane przez kompilator jak pojedyncza spacja. Od zarania dziejów informatyki twórcy uniwersalnych języków programowania starali się upodobnić słowa tych języków do zrozumiałych dla człowieka słów języka naturalnego - niestety -

- 63-

angielskiego (swoją drogą, może to i lepiej, że C++ nie wymyślili Japończycy...). Najważniejszą częścią słownika są tzw. SŁOWA KLUCZOWE (keywords). SŁOWA KLUCZOWE w C++. Oto pełna lista słów kluczowych Turbo C++ v 1.0 z krótkim wyjaśnieniem ich znaczenia. Zaczynam od listy podstawowej wersji kompilatora, ponieważ rozważania o niuansach dotyczących kilku specyficznych słów kluczowych (np. friend, template) pozostawiam sobie na póżniej. Krótkie wyjaśnienie - jak to krótkie wyjaśnienie - pewnie nie wyjaśni wszystkiego od razu, ale na pewno pomoże zrozumieć znaczenie większości słów kluczowych. [S] Keywords - słowa kluczowe. asm Pozwala wstawić kod w ASEMBLERZE bezpośrednio do programu napisanego w C lub C++. auto - zmienna lokalna. Przyjmowane domyślnie. break - przerwij. case - w przypadku. cdecl - spec. konwencja nazewnictwa/przekazania parametrów zgodna ze standardem jęz. C. char - znak, typ zmiennej - pojedynczy bajt. class - klasa. const - stała, konstanta. continue - kontynuuj. default - przyjmij domyślnie. delete - skasuj obiekt. do - wykonaj. double - podwójna (długość/precyzja). else - w przeciwnym wypadku. enum - wylicz kolejno. _export - dotyczy tylko OS/2, ignorowany. extern - zewnętrzna.

- 64-

far - dalekie. Wskaźnik - podwójne słowo (w zakresie do 1 MB). float - zmiennoprzecinkowy, rzeczywisty. for - dla (wskazanie zmiennej roboczej w pętli). friend - zaprzyjaźniona funkcja z dostępem do prywatnych i €€€€€€€€€€chronionych członków danej klasy. goto - skocz do (skok bezwarunkowy). huge - daleki, podobnie do far. if - jeżeli (pod warunkiem, że...). inline - funkcja z rozwiniętym wstawionym kodem int - typ zmiennej, liczba całkowita, dwa bajty interrupt - przerwanie. _loadds - podobne do huge, ustawia rejestr DS (Data Segment). long - długi. near - bliski, wskaźnik o dł. 1 słowa. Obszar max. 64 K. new - nowy, utwórz nowy obiekt. operator - operator, określa nowy sposób działania operatora. pascal - deklar. funkcji zgodnej ze standardem przekazywania parametrów przyjętym w Pascalu. private - prywatna, wewnętrzna, niedostępna z zewnątrz. protected - chroniona, część danych i funkcji, do których dostęp. jest ograniczony. public - publiczna, dostępna z zewnątrz. register - zmienną przechwaj nie w pamięci a w rejestrze CPU. return - powrót, zwrot wartości. _saveregs - save registers, zachowaj zawartość rejestrów a następnie odtwórz rejestry przed powrotem. _seg - segment. short - krótka (mała ilość cyfr). signed - ze znakiem (+/-). unsigned - bez znaku (+/-).

- 65-

sizeof - podaj wielkość. static - statyczna. struct - struktura. switch - przełącz. this - ten, wstazanie bieżącego, własnego obiektu (tylko C++). typedef - definicja typu. union - unia, zmienna wariantowa. virtual - wirtualna, pozorna. void - nieokreślona. volatile - ulotna. while - dopóki. Panuje mnienanie, że język C++ posługuje się stosunkowo skromnym zestawem słów kluczowych. To prawda, ale nie cała prawda o języku C++. Zauważyłeś zapewne, że nie ma tu: define, include, printf i innych znanych Ci już słów. To po prostu jeszcze nie cały słownik języka. Zdając sobie sprawę z nieprecyzyjności tego porównania możesz przyjąć, że to coś na kształt listy czasowników. A są przecież jeszcze i inne słowa - o innej roli i przeznaczeniu. [???]€A GDZIE SIĘ PODZIAŁY REJESTRY ??? Nazwy rejestrów mikroprocesora Intel 80X86: _AX€€€€€€€_AL€€€€€€€_AH€€€€€€€_SI€€€€€€€_CS _BX€€€€€€€_BL€€€€€€€_BH€€€€€€€_SP€€€€€€€_DS _CX€€€€€€€_CL€€€€€€€_CH€€€€€€€_BP€€€€€€€_ES _DX€€€€€€€_DL€€€€€€€_DH€€€€€€€_DI€€€€€€€_SS _FLAGS Takie oznaczenia wynikają z architektury konkretnej rodziny mikroprocesorów, nie mogą stanowić uniwersalnego standardu języka C++. Efekt dostosowania C++ do IBM PC to np. odnoszące się do modeli pamięci słowa kluczowe near, far i huge. Wymóg zgodności ze standardem ANSI C spowodował, że w C++ nazwy rejestrów pozostają nazwami o zastrzeżonym znaczeniu, ale nazywają się PSEUDOZMIENNYMI REJESTROWYMI (ang.: Register Pseudovariables).

- 66-

Próba użycia słowa o zastrzeżonym znaczeniu w jakiejkolwiek innej roli (np. jako nazwa Twojej zmiennej) może spowodować wadliwe działanie programu lub uniemożliwić kompilację. Unikaj przypadkowego zastosowania słów o zastrzeżonym znaczeniu! [???] A SKĄD MAM WIEDZIEC ? Listę nazw, które mają już nadane ściśle określone znaczenie w C++ znajdziesz w Help. Dostęp do spisu uzyskasz przez: * Rozwinięcie menu Help [Alt]-[H]; * Wybranie z menu Help rozkazu Index (spis). Wrócić do edytora IDE C++ możesz przez [Esc]. SŁOWA TYPOWE DLA PROGRAMÓW OBIEKTOWYCH. W porównaniu z klasycznym językiem C (wobec którego C++ jest nadzbiorem - ang. superset), w nowoczesnych programach obiektowych i zdarzeniowych pisanych w C++ mogą pojawiać się i inne słowa. Przyjrzyjmy się na trochę inną technikę programowania - bardziej charakterystyczną dla C++. Procesy wprowadzania i wyprowadzania danych do- i z- komputera nazywają się Input i Output - w skrócie I/O (lub bardziej swojsko We/Wy). Obsługa We/Wy komputera to sała obszerna wiedza, na początek będzie nam jednak potrzebne tylko kilka najbardziej istotnych informacji. PROBLEM ˙WEJŚCIA/WYJŚCIA W PROGRAMACH - trochę bardziej ogólnie. Operacje wejścia i wyjścia są zwykle kontrolowane przez pracujący właśnie program. Jeśli uruchomiłeś program, który nie korzysta z klawiatury i nie oczekuje na wprowadzenie przez użytkownika żadnych informacji - możesz naciskać dowolne klawisze - program i tak ma to w nosie. Podobnie, jeśli w programie nie przewidziano wykorzystania drukarki, choćbyś "wyłaził ze skóry", żadne informacje nie zostaną przesłane do drukarki, dla programu i dla użytkownika drukarka pozostanie niedostępna. Aby programy mogły zapanować nad Wejściem i Wyjściem informacji, wszystkie języki programowania muszą zawierać specjalne rozkazy przeznaczone do obsługi Wejścia/Wyjścia (ang. Input/Output commands, lub I/O instructions). Bez umiejętności obsługi We/Wy, czyli bez możliwości porozumiewania się ze światem zewnętrznym psu na budę zdałby się każdy język programowania. Każdy program musi w większym, bądź mniejszym stopniu pobierać informacje ze świata zewnętrznego do komputera i wysyłać informacje z komputera na zewnątrz. Podobnie, jak wszystkie uniwersalne języki programowania - język C++ zawiera pewną ilość rozkazów przeznaczonych do zarządzania obsługą wejścia i wyjścia. Dla przykładu, możemy w języku C++ zastosować OBIEKT cout obsługujący strumień danych wyjściowych. Obiekt cout (skonstruowany przez producenta i zdefiniowany w

- 67-

pliku nagłówkowym IOSTREAM.H) pozwala programiście przesłać dane tekstowe i/lub numeryczne do strumienia wyjściwego i umieścić tekst na ekranie monitora. Wczytaj plik źródłowy z programem COUT1.CPP lub wpisz samodzielnie następujący program przykładowy. Program drukuje tekst na ekranie monitora. [P009.CPP] #include <iostream.h> <-- zwróć uwagę na inny, nowy plik #include <conio.h> void main(void) { clrscr(); cout << "Stosujemy obiekt cout:\n"; cout << "Tekst pierwszy\n"; cout << "Tekst drugi...\n"; getch(); } Jak widzisz, każdy rozkaz z użyciem obiektu cout tworzy pojedynczą linię tekstu (wiersz) na ekranie monitora. Kompilator języka C++ wie, że chcesz wysłać tekst na ekran monitora dzięki słowu cout i znakowi << (znak << to tzw. operator przesyłania do strumienia). Wysłany na ekran zostaje tekst umieszczony po operatorze << i (obowiązkowo, podobnie jak w funkcji printf()) ujęty w cudzysłów ("). Tekst ujęty w cudzysłów nazywa się łańcuchem znakowym (ang. string literal). [S] String literal - łańcuch znaków. Łańcuch znaków to grupa znaków alfanumerycznych (tekstowych). Łańcuch znaków to taki ciąg znaków, który komputer może rozpatrywać wyłącznie jako całość i posługiwać się nim tylko tak, jak go wpisałeś. Aby komputer poprawnie rozpoznawał łańcuchy tekstowe - należy ujmować je w cudzysłów. Łańcuch znaków może być nazywany również literałem, bądź literałem łańcuchowym. [!!!] Dla dociekliwych - jak C++ zapamiętuje tekst? Pojedyncze znaki można zapisywać w C++ tak: 'A' - pojedynczy znak reprezentowany w pamięci komutera jako jeden bajt zawierający liczbę - numer litery A według kodu ASCII. W tym przypadku byłaby to liczba 65 (dwójkowo i szesnastkowo- odpowiednio: 0100 0001 i 41). "A" - jednoelementowy łańcuch znaków zajmujący w pamięci dwa bajty (kod litery A i znak końca łańcucha - \0). Reprezentacja w pamięci wyglądałaby tak:

- 68-

Bajt Nr X 0100 0001 - kod ASCII litery A Bajt Nr X+1 0000 0000 - kod ASCII 0 - znak końca Wiesz już, że clrscr(); stanowi wywołanie gotowej funkcji (tzw. funkcji bibliotecznej). Informacja dotycząca tej funkcji (tzw. prototyp funkcji) znajduje się w pliku CONIO.H, dlatego dołączyliśmy ten plik nagłówkowy na początku programu dyrektywą #include. A cóż to za dziwoląg ten "cout" ? Po cout nie ma pary nawiasów okrągłych (gdyby to była funkcja - powinno być cout()) - nie jest to zatem wywołanie funkcji. ˙Strumień danych wyjściowych cout - JEST OBIEKTEM (ang. I/O stream object - obiekt: strumień Wejścia/Wyjścia). Ale nie przestrasz się. Popularne wyobrażenie, że programowanie obiektowe jest czymś bardzo skomplikowanym nie ma z prawdą więcej wspólnego, niż powszechny dość pogląd, że baba z pustym wiadrem jest gorsza od czarnego kota. W gruncie rzeczy jest to proste. Strumień to nic innego jak zwyczajny przepływ informacji od jednego urządzenia do innego. W tym przypadku strumień (przepływ) danych oznacza przesłanie informacji (tekstu) z pamięci komputera na ekran monitora. Trójkątne nawiasy (<< lub >>) wskazują kierunek przepływu informacji. Przesyłanie następuje w naszym przypadku z pamięci do strumienia Pojawiło się tu ważne słowo - OBIEKT. Obiekt podobnie jak program komputerowy jest to grupa danych i funkcji działających wspólnie i przeznaczonych razem do wykonania jakichś zadań. Dla przykładu obiekt cout służy do obsługi przesyłania danych na ekran monitora. Słowo "obiekt" jest często używane w opisach nowoczesnych technik programowania - tzw. PROGRAMOWANIA OBIEKTOWEGO. Programowanie obiektowe, ta "wyższa szkoła jazdy" dla programistów z lat 80-tych jest już właściwie w naszych czasach normą. Zresztą widzisz sam - napisałeś program obiektowy i co - i nic strasznego się nie stało. Na początek musisz wiedzieć tylko tyle, że aby posługiwać się obiektami - strumieniami wejście i wyjścia - należy dołączyć w C++ plik nagłówkowy IOSTREAM.H. Dlatego dyrektywa #include <iostream.h> znajduje się na początku przykładowego programu. KILKA ARGUMENTÓW FUNKCJI w praktyce. Jak starałem się wykazać w przykładzie z sinusem, funkcja może otrzymac jako argument stałą - np. określoną liczbę, bądź zmienną (niewiadomą). Niektóre funkcje mogą otrzymywać w momencie ich wywołania (użycia w programie) więcej niż jeden argument. Rozważmy to dokładniej na przykładzie funkcji fprintf() zbliżonej w działaniu do printf(), lecz bardziej uniwersalnej. Funkcja fprintf() pozwala wyprowadzać dane nie tylko na monitor, ale także na drukarkę. Skoro urządzenia wyjścia mogą być różne, trzeba funkcji przekazać jako jeden z jej argumentów informację o tym - na które urządzenie życzymy sobie w danej chwili wyprowadzać dane. Słowo stdout jest pierwszą informację (tzw. parametrem, bądź argumentem funkcji) przekazanym do funkcji fprintf(). Słowo

- 69-

stdout jest skrótem od Standard Output - standardowe wyjście. Oznacza to w skrócie typowe urządzenie wyjściowe podłączone do komputera ˙i umożliwiające wyprowadzenie informacji z komputera. W komputerach osobistych zgodnych ze standardem IBM PC tym typowym urządzeniem wyjściowym jest prawie zawsze ekran monitora. Tekst, który ma zostać wydrukowany na ekranie monitora jest drugą informacją przekazywaną do funkcji fprintf() - inaczej - stanowi drugi parametr funkcji. Tekst - łańcuch znaków - musi zostać ujęty w znaki cudzysłowu. A jeśli zechcesz wyprowadzić tekst na drukarkę? W C++ zapisuje się to bardzo łatwo. Wystarczy słowo stdout (oznaczające monitor) zamienić na słowo stdprn. Słowo stdprn to skrót od Standard Printer Device - standardowa drukarka. Oto przykład praktycznego użycia funkcji fprintf(). Program przesyła tekst na drukarkę. Przed uruchomieniem programu pamiętaj o włączeniu drukarki. [P010.CPP] #include <stdio.h> #include <conio.h> int main(void) { clrscr(); fprintf(stdout, "Drukuje...\n"); fprintf(stdprn, "Pierwsza proba drukowania\n"); fprintf(stdprn, "Autor: ...................."); fprintf(stdout, "Koniec drukowania."); fprintf(stdout, "Skonczylem, nacisnij cosik..."); getch(); return 0; } Gdyby w programie nie było wiersza: fprintf(stdout, "Drukuje...\n"); - użytkownik przez pewien czas nie mógłby się zorientować, czym ˙właściwie zajmuje się komputer. Wszystko stałoby się jasne dopiero wtedy, gdy drukarka rozpoczęłaby drukowanie tekstów. Jest uznawane za dobre maniery praktyczne stosowanie dwóch prostych zasad: BZU - Bez Zbędnych Udziwnień DONU - Dbaj O Nerwy Użytkownika Jeśli efekty działania programu nie są natychmiast zauważalne, należy poinformować użytkownika CO PROGRAM ROBI. Jeśli użytkownik odnosi wrażenie, że komputer nic nie robi - ma zaraz

- 70-

wątpliwości. Często próbuje wtedy wykonać reset komputera i wypowiada mnóstwo słów, których nie wypada mi tu zacytować. Nietrudno zgadnąć, że C++ powinien posiadać także środki obsługi wejścia. W C++ jest specjalny obiekt (ang. input stream object) o nazwie cin służący do pobierania od użytkownika tekstów i liczb. Zanim zajmiemy się dokładniej obiektem cin i obsługą strumienia danych wejściowych - powinieneś zapoznać się ze ZMIENNYMI (ang. variables). ZMIENNE. Gdy wprowadzisz jakieś informacje do komputera - komputer umieszcza je i przechowuje w swojej pamięci (ang. memory - pamięć). Pamięć komputera może być jego pamięcią stałą. Taka pamięć "tylko do odczytu" nazywa się ROM (read only memory - to właśnie "tylko do odczytu"). Pamięć o swobodnym dostępie, do której i komputer i Ty możecie zapisywać wszystko, co Wam się spodoba - nazywa się RAM (od Random Access Memory - pamięć o swobodnym dostępie). Pamięci ROM i RAM podzielone są na małe "komóreczki" nazywane Bajtami, Każdy bajt w pamięci ma swój numer. Ten numer nazywany jest adresem w pamięci. Ponieważ nie wszystko da się pomieścić w jednym bajcie (to tylko 8 bitów - miejsca wystarczy na zapamiętanie tylko jednej litery), bajty (zwykle kolejne) mogą być łączone w większe komórki - tzw. pola pamięci (ang. memory fields). Najczęściej łączy się bajty: 2 Bajty = 16 bitów = Słowo (WORD) 4 Bajty = 32 bity = Podwójne słowo (DOUBLE WORD - DWORD) W uproszczeniu możesz wyobrazić sobie pamięć komputera jako miliony pojedynczych komórek, a w każdej z komórek jakaś jedna wartość (ang. value) zakodowana w postaci ZER i JEDYNEK. Każda taka "szara" komórka ma numer-adres. Numeracja komórek rozpoczyna się nie od 1 lecz od zera (pierwsza ma numer 0). Ilość tych komórek w Twoim komputerze zależy od tego ile pamięci zainstalujesz (np. 4MB RAM to 4x1024x124x8 bitów - chcesz - policz sam ile to bitów). Przeliczając zwróć uwagę, że kilobajt (KB to nie 1000 - lecz 1024 bajty a megabajt - 1024 kB). Zastanówmy się, skąd program może wiedzieć gdzie, w której komórce zostały umieszczone dane i jak się do nich dobrać, gdy staną się potrzebne. Właśnie do takich celów potrzebne są programowi ZMIENNE (ang. variables). Dawno, dawno temu rozwiązywałeś zapewne zadania typu: 3 + [ ] = 5 Otóż to [ ] było pierwszym sposobem przedstawienia Ci zmiennej. Jak widać - zmienna to miejsce na wpisanie jakiejś (czasem nieznanej w danej chwili wartości). Gdy przeszedłeś do następnej

- 71-

klasy, zadania skomplikowały się: 3 + [ ] = 5 147.968 + [ ] = 123876.99875 Na różne zmienne może być potrzeba różna ilość miejsca i na kartce i w pamięci komputera. Gdy "zestarzałeś się" jeszcze trochę - te same zadania zaczęto Ci zapisywać tak: 3 + x = 5 147.968 + y = 123876.99875 Jak widać, zmienne mogą posiadać także swoje nazwy - identyfikatory (z których już niestety nie wynika jasno, ile miejsca potrzeba do zapisania bieżącej wartości zmiennej). [???] Jak C++ wskazuje adres w pamięci? Podobnie, jak w bajeczce o zabawie w chowanego kotka i myszki (myszka mówiła: "Gdybyś mnie długo nie mógł znaleść - będę czekać na czwartej półce od góry..."), niektórzy producenci gier komputerowych życzą sobie czasem przy uruchamianiu gry podania hasła umieszczonego: "W instrukcji na str. 124 w czwartym wierszu do góry" No cóż. Zamiast nazywać zmienne - niewiadome x, y, czy z, bądź rezerwować dla nich puste miejsce [ ], możemy jeszcze wskazać miejsce, w którym należy ich szukać. Takie wskazanie to trzeci sposób odwoływania się do danych. W C++ może się to nazywać referencją do zmiennej lub wskazaniem adresu zmiennej w pamięci przy pomocy wskaźnika. Wskaźnik w C++ nazywa się "pointerem". Pointerem można wskazać także funkcje - podając ich adres startowy (początek kodu funkcji w pamięci RAM). Zmienne możesz sobie wyobrazić jako przegródki w pamięci komputera zaopatrzone w nazwę - etykietkę. Ponieważ nazwy dla tych przegródek nadaje programista w programie - czyli Ty sam, możesz wybrać sobie prawie każdą, dowolną nazwę. Zwykle nazwy nadaje się w taki sposób, by program stał się bardziej czytelny i łatwiejszy do zrozumienia. Dla przykładu, by nie przepadły z pamięci komputera wyniki gier komputerowych często stosuje się zmienną o nazwie WYNIK (ang. Score). Za każdym razem, gdy zmienia się wynik gracza (ang. player's score) w pamięci komputera (w to samo miejsce) zostaje zapisana nowa liczba. W taki sposób pewien niewielki (a zawsze ten sam) fragment pamięci komputera przechowuje dane potrzebne do pracy programu. PRZYPISYWANIE ZMIENNYM KONKRETNEJ WARTOŚCI. Aby komputer mogł pobrać informacje od użytkownika, możesz zastosować w programie np. obiekt - strumień wejściowy - cin (ang. input stream object). Obiekt cin i zmienne chodzą zwykle

- 72-

parami. Przy obiekcie cin musisz zawsze podać operator pobierania ze strumienia wejściowego >> i nazwę zmiennej. Zapis cin >> nazwa_zmiennej; oznacza ˙w C++ : pobierz dane ze strumienia wejściowego i umieść w zmiennej o nazwie "nazwa_zmiennej".Te informacje, które zostaną ˙wczytane, C++ przechowuje w przgródce oznaczonej nazwą, którą nadajesz zmiennej. Oto program przykładowy ilustrujący zapamiętywanie danych wprowadzonych przez użytkownika z klawiatury, wczytanych do programu przy pomocy obiektu cin i zapamiętanych w zadeklarowanej wcześniej zmiennej x: [P011.CPP] #include <iostream.h> #include <conio.h> void main(void) { int x; cout << "Podaj liczbe calkowita 0 - 1000 do zapamietania: "; cin >> x; cout << "Pamietam! "; cout << "Wielokrotnosci liczby: \n": cout << "x, 2x, 3x: " << x << " " << 2*x << " " << 3*x; cout << "\n ...Nacisnij dowolny klawisz..."; getch(); } Zapis cin >> x oznacza: "pobierz dane ze strumienia danych wejściowych i umieść je w pamięci przeznaczonej dla zmiennej x". x - to nazwa (identyfikator) zmiennej. Ta nazwa jest stosowana przez komputer do identyfikacji przegródki w pamięci, w której będzie przechowywana liczba wpisana przez użytkownika jako odpowiedź na zadane pytanie. Kompilator C++ zarezerwuje dla zmiennej x jakąś komórkę pamięci i umieści tam wpisaną przez Ciebie liczbę. W trakcie pracy kompilator C++ tworzy dla własnego użytku tzw. tablicę symboli, którą posługuje się do rozmieszczania danych w pamięci. Jeśli chcesz, możesz sprawdzić przy pomocy Debuggera (Debug | Inspect) w których bajtach RAM C++ umieścił Twoją zmienną. [???] Ile miejsca trzeba zarezerwować? To, ile miejsca trzeba zarezerwować dla danej zmiennej kompilator "wie" dzięki Twojej deklaracji, jakiego typu dane będą przechowywane w miejscu przeznaczonym dla zmiennej. Dla przykładu: - jeśli napiszesz int x; Kompilatoer zarezerwuje 2 bajty - jeśli napiszesz float y; Kompilatoer zarezerwuje 4 bajty

- 73-

itp...(szczegóły - patrz niżej). Zwykle nie musisz się przejmować tym, w którym miejscu kompilator rozmieścił Twoje dane. Wszystkie czynności C++ wykona automatycznie. Aby jednak wszystko przebiegało poprawnie - zanim zastosujesz jakąkolwiek zmienną w swoim programie - musisz ZADEKLAROWAĆ ZMIENNĄ. Deklaracja zmiennej to informacja dla kompilatora, ile i jakich zmiennych będziemy stosować w programie. Deklaracja zawiera nie tylko nazwę zmiennej, ale również typ wartości, jakie ta zmienna może przybierać. Przykładem deklaracji jest wiersz: int x; Słowo kluczowe int określa typ danych. Tu oznacza to, że zmienna x może przechowywać jako wartości liczby całkowite (ang. INTeger - całkowity) o wielkości zawartej w przedziale - 32768...+32767. Po określeniu typu danych następuje w deklaracji nazwa zmiennej i średnik. [S] Variable Declaration - Dekaracja Zmiennej. Deklaracja zmiennej w C++ to określenie typu wartości zmiennej i podanie nazwy zmiennej. Zwróć uwagę w przykładowym programie, że kierując kolejno dane do strumienia wyjściwego cout możemy je poustawiać w tzw. łańcuch (ang. chain). Przesyłanie danych do obiektu cout operatorem << jest bardzo elastyczne. Wysyłamy na ekran zarówno tekst jak i liczbę - bieżącą wartość zmiennej x oraz wyniki obliczenia wartości wyrażeń ( 2*x i 3*x). Posługując się łączonym w "łańcuch" operatorem << można wyprowadzać na ekran wiersz zbudowany z różnych elementów. Operator przesyłania danych do strumienia wyjściowego << (ang. insertor - dosł. - operator wstawiania) powoduje przesłanie do obiektu cout kolejno wszystkich (różnego typu) elementów. Zwróć uwagę na użycie znaku \n na początku nowego wiersza, na końcu wiersza tekstu (można go zastosować nawet w środku wiersza tekstu - sprawdź). Zwróć uwagę w jaki sposób C++ rozpoznaje różnicę pomiędzy: - łańcuchem znaków - napisem (napis powinien być podany tak): cout << "x, 2x, 3x"; - wartością zmiennej: cout << x; Widać tu wyraźnie, dlaczego znak cudzysłowu jest dla kompilatora istotny. Jeśli pominiemy cudzysłów, C++ będzie próbował zinterpretować literę (tekst) jako nazwę zmiennej a nie jako napis. RODZAJE ZMIENNYCH: ZMIENNE NUMERYCZNE I ZMIENNE TEKSTOWE. Zmienne mogą w C++ być bardzo elastyczne. Dokładnie rzecz biorąc, zmienne mogą być:

- 74-

RÓŻNYCH TYPÓW - mogą być liczbami, mogą także być tekstami. Uruchom program jeszcze raz i zamiast liczby naciśnij w odpowiedzi na pytanie klawisz z literą. Program wydrukuje jakieś bzdury. Dzieje się tak dlatago, że program oczekuje podania liczby i zakłada, że wprowadzone przez użytkownika dane są liczbą. [???] A jeśli użytkownik nie czyta uważnie??? C++ zakłada, że użytkownik wie co robi gdy podaje wartość zmiennej. Jeśli wprowadzone zostaną dane niewłaściwego typu - C++ nie przerywa działania programu i nie ostrzega przed niebezpieczeństwem błędu. Sam dokonuje tzw. konwersji typów - tzn. przekształca dane na wartość typu zgodnego z zadeklarowanym w programie typem zmiennej. To programista musi dopilnować, by pobrane od użytkownika dane okazały się wartością odpowiedniego, oczekiwanego przez program typu, lub przewidzieć w programie sposób obsługi sytuacji błędnych. Można utworzyć zmienną przeznaczoną do przechowywania w pamięci tekstu - napisu. Aby to zrobić musimy zadeklarować coś jakościowo nowego tzw. TABLICĘ ZNAKOWĄ (ang. character array). Jest to nazwa, przy pomocy której komputer lokalizuje w pamięci zbiór znaków. Aby zadeklarować zmienną (tablicę) znakową w C++ musimy zacząć od słowa kluczowego char (ang. CHARacter - znak). Następnie podajemy nazwę zmiennej a po nazwie w nawiasach kwadratowych ilość znaków, z których może składać się zmienny tekst, który zamierzamy przechowywać w pamięci pod tą nazwą. W programie poniżej zmienna x nie jest już miejscem w pamięci służącym do przechowywania pojedynczej liczby. Tym razem nazwa (identyfikator zmiennej) x oznacza tablicę znakową, w której można przechowywać tekst o długości do 20 znaków. W C++ ostatnim znakiem w łańcuchu znakowym (tekście) bądź w tablicy znakowej zwykle jest tzw. NULL CHARACTER - niewidoczny znak o kodzie ASCII 0 (zero). W C++ znak ten podaje się przy pomocy szyfru '\0'. Przy pomocy tego znaku C++ odnajduje koniec tekstu, łańcucha znaków, bądź koniec tablicy znakowej. Tak więc w tablicy x[20] w rzeczywistości można przechować najwyżej 19 dowolnych znaków plus na końcu obowiązkowy NULL (wartownik). [P012.CPP] #include <conio.h> #include <iostream.h> void main(void) { char x[20]; //<---- deklaracja tablicy znakowej. clrscr(); cout << "Podaj mi swoje imie: : ";

- 75-

cin >> x; cout << "\nNazywasz sie " << x << ", ladne imie!\n"; cout << "...Nacisnij dowolny klawisz..."; getch(); } [Z] 1. Spróbuj w przykładowych programach z poprzednich lekcji zastąpić funkcje obiektami - strumieniami We/Wy: printf() - cout << scanf() - cin >> 2. Spróbuj napisać program zawierający i funkcje i obiekty. Czy program pracuje bezkonfliktowo? Pamiętaj o dołączeniu odpowiednich plików nagłówkowych.

- 76-

LEKCJA 9. O SPOSOBACH ODWOŁYWANIA SIĘ DO DANYCH. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji poznasz: * sposoby wyprowadzania napisów w różnych kolorach * sposoby zapamiętywania tekstów * sposoby odwoływania się do danyc i zmiennych przy pomocy ich nazw - identyfikatorów. ________________________________________________________________ Możemy teraz poświęcić chwilę na zagadnienie kolorów, które pojawiają się na monitorze. Po uruchomieniu program przykładowy poniżej wygeneruje krótki dźwięk i zapyta o imię. Po wpisaniu imienia program zapiszczy jeszcze raz i zapyta o nazwisko. Po wpisaniu nazwiska program zmieni kolor na ekranie monitora i wypisze komunikat kolorowymi literami. Różne kolory zobaczysz oczywiście tylko wtedy, gdy masz kolorowy monitor. Dla popularnego zestawu VGA mono będą to różne odcienie szarości. Tekst powinien zmieniać kolor i "migać" (ang. - blinking text). [P012.CPP] #include <conio.h> #include <iostream.h> main() { char imie[20]; char nazwisko[20]; clrscr(); cout << "\aPodaj imie: "; cin >> imie; cout << "\aPodaj nazwisko: "; cin >> nazwisko; cout << '\n' << imie << ' ' << nazwisko << '\n'; textcolor(4+128); cprintf("\nPan(i), %s %s? Bardzo mi milo!", imie, nazwisko); getch(); cout << '\a'; return 0; } Wyjaśnijmy kilka szczegółów technicznych: cout << "\aPodaj nazwisko? "; /* \a to kod pisku głośniczka (beep) */ cin >> nazwisko; textcolor(4+128); <---- funkcja zmienia kolor tekstu cprintf("\nPan(i), %s %s? Bardzo mi milo!", imie, nazwisko); � � �___ tu funkcja wstawi "string" nazwisko | |________ a tu wstawi "string" imie |_________ funkcja wyprowadza tekst na ekran w kolorach (cprintf = Color PRINTing Function)

- 77-

Operator >> pobiera ze strumienia danych wejściowych cin wpisane przez Ciebie imię i zapisuje ten tekst do tablicy znakowej imie[20]. Po wypisaniu na ekranie następnego pytania następuje pobranie drugiego łańcucha znaków (ang. string) wpisanego przez Ciebie jako odpowiedź na pytanie o nazwisko i umieszczenie tego łańcucha w tablicy znakowej nazwisko[]. Wywołana następnie funkcja textcolor() powoduje zmianę roboczego koloru wyprowadzanego tekstu. Tekst nie tylko zmieni kolor, lecz także będzie "migać" (blink). Funkcja cprintf() wyprowadza na ekran końcowy napis. Funkcja cprintf() to Color PRINTing Function - funkcja drukowania w kolorze. Funkcja textcolor() pozwala na zmianę koloru tekstu wyprowadzanego na monitor. Można przy pomocy tej funkcji także "zmusić" tekst do migotania. Aby funkcja zadziałała - musimy przekazać jej ARGUMENT. Argument funkcji to numer koloru. Zwróć jednak uwagę, że zamiast prostego, zrozumiałego zapisu: textcolor(4); /* 4 oznacza kolor czerwony */ mamy w programie podany argument w postaci wyrażenia (sumy dwu liczb): textcolor(4+128); // to samo, co: textcolor(132); Wbrew pierwszemu mylnemu wrażeniu te dwie liczby stanowią jeden argument funkcji. C++ najpierw dokona dodawania 4+128 a dopiero uzyskany wynik 132 przekaże funkcji textcolor jako jej argument (parametr). Liczba 4 to kod koloru czerwonego, a zwiększenie kodu koloru o 128 powoduje, że tekst będzie migał. Numery (kody) kolorów, które możesz przekazać jako argumenty funkcji textcolor() podano w tabeli poniżej. Jeśli tekst ma migać - należy dodać 128 do numeru odpowiedniego koloru. Kod koloru przekazywany do funkcji textcolor(). ________________________________________________________________ Kod Kolor (ang) Kolor (pol) Stała n (przykład) ________________________________________________________________ 0 Black Czarny BLACK 1 Blue Niebieski BLUE 2 Green Zielony GREEN 3 Cyan Morski CYAN 4 Red Czerwony 5 Magenta Fioletowy 6 Brown Brązowy 7 White Biały 8 Gray Szary 9 Light blue Jasno niebieski

- 78-

10 Light green Jasno zielony 11 Light cyan Morski - jasny 12 Light red Jasno czerwony 13 Light magenta Jasno fio;etowy (fiol-różowy) 14 Yellow Żółty 15 Bright white Biały rozjaśniony 128 + n Blinking Migający BLINK ________________________________________________________________ [!!!]UWAGA: ________________________________________________________________ * W pliku CONIO.H są predefiniowane stałe (skrajna prawa kolumna - przykłady), które możesz stosować jako argumenty funkcji. Kolor tła możesz ustawić np. przy pomocy funkcji textbackground() - np. textbacground(RED); * Manipulując kolorem tekstu musisz pamiętać, że jeśli kolor napisu: - foreground color, text color i kolor tła: - background color okażą się identyczne - tekst zrobi się NIEWIDOCZNY. Jeśli każesz komputerowi pisać czerwonymi literami na czerwonym tle - komputer wykona rozkaz. Jednakże większość ludzi ma kłopoty z odczytywaniem czarnego tekstu na czarnym tle. Jest to jednak metoda stosowana czasem w praktyce programowania do kasowania tekstów i elementów graficznych na ekranie. ________________________________________________________________ Powołując się na nasze wcześniejsze porównanie (NIE TRAKTUJ GO ZBYT DOSŁOWNIE!),zajmiemy się teraz czymś, co trochę przypomina rzeczowniki w normalnym języku. O IDENTYFIKATORACH - DOKŁADNIEJ. Identyfikatorami (nazwami) mogą być słowa, a dokładniej ciągi liter, cyfr i znaków podkreślenia rozpoczynające się od litery lub znaku podkreślenia (_). Za wyjątkiem słów kluczowych, (które to słowa kluczowe - MUSZĄ ZAWSZE BYĆ PISANE MAŁYMI LITERAMI) można stosować i małe i duże litery. Litery duże i małe są rozróżniane. Przykład: [P013.CPP] #include <stdio.h> #include <conio.h> float PI = 3.14159; <-- stała PI float r; <-- zmienna r

- 79-

int main(void) { clrscr(); printf("Podaj promien ?\n"); scanf("%f", &r); printf("\nPole wynosi P = %f", PI*r*r ); getch(); return 0; } * Użyte w programie słowa kluczowe: int, float, void, return. * Identyfikatory - nazwy funkcji (zastrzeżone): main, printf, scanf, getch, clrscr. - nazwy zmiennych (dowolne): PI, r. * Dyrektywy preprocesora: # include Zwróć uwagę, że w wierszu: float PI = 3.14159; nie tylko DEKLARUJEMY, zmienną PI jako zmiennoprzecinkową, ale także od razu nadajemy liczbie PI jej wartość. Jest to tzw. ZAINICJOWANIE zmiennej. [Z] ________________________________________________________________ 1. Uruchom program przykładowy. Spróbuj zamienić identyfikator zmiennej PI na pisane małymi literami pi. Powinien wystąpić błąd. ________________________________________________________________ Dla porównania ten sam program w wersji obiektowo-strumieniowej: [P013-1.CPP] #include <stdio.h> #include <conio.h> const float PI = 3.14159; <-- stała PI float r; <-- zmienna r int main(void) { clrscr(); cout << "Podaj promien ?\n"; cin >> r; cout << "\nPole wynosi P = " << PI*r*r; getch(); return 0;

- 80-

} LITERAŁY. Literałem nazywamy reprezentujący daną NAPIS, na podstawie którego można jednoznacznie zidentyfikować daną, jej typ, wartość i inne atrybuty. W języku C++ literałami mogą być: * łańcuchy znaków - np. "Napis"; * pojedyncze znaki - np. 'X', '?'; * liczby - np. 255, 3.14 [!!!] Uwaga: BARDZO WAŻNE !!! ________________________________________________________________ * Rolę przecinka dziesiętnego spełnia kropka. Zapis Pi=3,14 jest nieprawidłowy. * Próba zastosowania przecinka w tej roli SPOWODUJE BŁĘDY ! ________________________________________________________________ Liczby całkowite mogą być: * Dziesiętne (przyjmowane domyślnie - default); * Ósemkowe - zapisywane z zerem na początku: 017 = 1*8 + 7 = 15 (dziesiętnie); * Szesnastkowe - zapisywane z 0x na początku: 0x17 = 1*16 + 7 = 23 (dziesiętnie); 0x100 = 16^2 + 0 + 0 = 256 . Liczby rzeczywiste mogą zawierać część ułamkową lub być zapisane w postaci wykładniczej (ang. scientific format) z literą "e" poprzedzającą wykładnik potęgi. Przykład: Zapis liczby€€€€€€€€Wartość dziesiętna .0123€€€€€€€€€€€€€€€0.0123 123e4€€€€€€€€€€€€€€€123 * 10^4 = 1 230 000 1.23e3€€€€€€€€€€€€€€€1.23 * 10^3 = 1230 123e-4€€€€€€€€€€€€€€0.0123 Literały składające się z pojedynczych znaków mają jedną z trzech postaci: * 'z' - gdzie z oznacza znak "we własnej osobie"; * '\n' - symboliczne oznaczenie znaku specjalnego - np. sterującego - tu: znak nowej linii; * '\13' - nr znaku w kodzie ASCII. UWAGA: '\24' - kod Ósemkowy ! (dziesiętnie 20) '\x24' - kod SZESNASTKOWY ! (dziesiętnie 36) [S]€€SLASH, BACKSLASH.

- 81-

€€€€€Kreska "/" nazywa się SLASH (czyt. "slasz") - łamane, ukośnik zwykły. Kreska "\" nazywa się BACKSLASH (czyt. "bekslasz") - ukośnik odwrotny. Uzupełnimy teraz listę symboli znaków z poprzedniej lekcji. Znak €€€€ÓSEMKOWO€€ASCII (10)€€€€€ZNACZENIE \a€€€€€€€'\7'€€€€€€7€€€€€€€€€€€€€€- sygn. dźwiękowy BEL \n€€€€€€€'\12'€€€€€10€€€€€€€€€€€€€- nowy wiersz LF \t€€€€€€€'\11'€€€€€9€€€€€€€€€€€€€€- tabulacja pozioma HT \v€€€€€€ '\13'€€€€€11€€€€€€€€€€€€€- tabulacja pionowa VT \b€€€€€€€'\10'€€€€€8€€€€€€€€€€€€€€- cofnięcie kursora o 1 znak \r€€€€€€€'\15'€€€€€13€€€€€€€€€€€€€- powrót do początku linii CR \f€€€€€€€'\14'€€€€€12€€€€€€€€€€€€€- nowa strona (form feed) FF \\€€€€€€€'\134'€€€€92€€€€€€€€€€€€€- poprostu znak backslash "\" \'€€€€€€€'\47'€€€€€39€€€€€€€€€€€€€- apostrof "'" \"€€€€€€€'\42'€€€€€34€€€€€€€€€€€€€- cudzysłów (") \0€€€€€€€'\0'€€€€€€0€€€€€€€€€€€€€€- NULL (znak pusty) Komputer przechowuje znak w swojej pamięci jako "krótką", bo zajmującą tylko jeden bajt liczbę całkowitą (kod ASCII znaku). Na tych liczbach wolno Ci wykonywać operacje arytmetyczne ! (Od czego mamy komputer?) Przekonaj się o tym uruchamiając następujący program. [P014.CPP] # include <stdio.h> //prototypy printf() i scanf() # include <conio.h> //prototypy clrscr() i getch() int liczba; //deklaracja zmiennej "liczba" int main(void) { clrscr(); printf("Wydrukuje A jako \nLiteral znakowy:\tKod ASCII:\n"); printf("%c", 'A'); printf("\t\t\t\t%d", 'A'); printf("\nPodaj mi liczbe ? "); scanf("%d", &liczba); printf("\n%c\t\t\t\t%d\n", 'A'+liczba, 'A'+liczba); scanf("%d", &liczba); printf("\n%c\t\t\t\t%d", 'A'+liczba, 'A'+liczba); getch(); return 0; } Uruchom program kilkakrotnie podając różne liczby całkowite z zakresu od 1 do 100. Przyjrzyj się sposobowi formatowania wyjścia: %c, %d, \t, \n Jeśli pamiętasz, że kody ASCII kolejnych liter A,B,C... i

- 82-

kolejnych cyfr 1, 2, 3 są kolejnymi liczbami, to zauważ, że wyrażenia: '5' + 1 = '6' oraz 'A' + 2 = 'C' (czytaj: kod ASCII "5" + 1 = kod ASCII "6") są poprawne. [!!!]Jak sprawdzić kod ASCII znaku? ________________________________________________________________ Można oczywście nauczyć się tabeli kodów ASCII na pamięć (dla początkowych i najważniejszych stronic kodowych - przede wszystkom od 0 do 852). Dla hobbystów - stronica kodowa 1250 i 1252 też czasem się przydaje. (to oczywiście żart - autor nie zna ani jednego faceta o tak genialnej pamięci) Można skorzystać z edytora programu Norton Commander. W trybie Edit [F4] po wskazaniu kursorem znaku w górnym wierszu po prawej stronie zostanie wyświetlony jego kod ASCII. ________________________________________________________________ CZY PROGRAM NIE MÓGŁBY CHODZIĆ W KÓŁKO? Twoja intuicja programisty z pewnością podpowiada Ci, że gdyby zmusić komputer do pracy w pętli, to nie musiałbyś przykładowych programów uruchamiać wielokrotnie. Spróbujmy nakazać programowi przykładowemu chodzić "w kółko". To proste - dodamy do programu: * na końcu rozkaz skoku bezwarunkowego goto (idź do...), * a żeby wiedział dokąd ma sobie iść - na początku programu zaznaczymy miejsce przy pomocy umownego znaku - ETYKIETY. Zwróć uwagę, że pisząc pliki wsadowe typu *.BAT w języku BPL (Batch Programming Language - język programowania wsadowego) stawiasz dwukropek zawsze na początku etykiety: :ETYKIETA (BPL) a w języku C++ zawsze na końcu etykiety: ETYKIETA: (C/C++) Przystępujemy do opracowania programu. [P015.CPP] # include <stdio.h> short int liczba; int main(void) { clrscr();

- 83-

printf("Wydrukuje A jako \nLiteral znakowy:\tKod ASCII:\n"); printf("%c", 'A'); printf("\t\t\t\t%d", 'A'); etykieta: printf("\npodaj mi liczbe ? "); scanf("%d", &liczba); printf("\n%c\t\t\t\t%d\n", 'A'+liczba, 'A'+liczba); goto etykieta; return 0; } Skompiluj program do wersji *.EXE: Compile | Make (rozkazem Make EXE file z menu Compile). Musisz nacisnąć następujące klawisze: [Alt]-[C], [M]. (lub [F9]) * Jeśli wystąpiły błędy, popraw i powtórz próbę kompilacji. * Uruchom program [Alt]-[R], [R] (lub [Ctrl]-[F9]). * Podaj kilka liczb: np. 1,2,5,7,8 itp. * Przerwij działanie programu naciskając kombinację klawiszy [Ctrl]+[Break] lub [Ctrl]+[C]. * Sprawdź, jaki jest katalog wyjściowy kompilatora. - Rozwiń menu Options [Alt]-[O], - Otwórz okienko Directories... [D], - Sprawdź zawartość okienka tekstowego Output Directory. Teraz wiesz już gdzie szukać swojego programu w wersji *.EXE. - Uruchom program poza środowiskiem IDE. - Sprawdź reakcję programu na klawisze: [Esc], [Ctrl]-[C], [Ctrl]-[Break]. Uruchom powtórnie kompilator C++ i załaduj program rozkazem: BC A:\GOTOTEST.CPP Wykonaj od nowa kompilację programu [F9]. [???] ... is up to date... ________________________________________________________________ Jeśli C++ nie zechce powtórzyć kompilacji i odpowie Ci: €€€€€€€€€€€€€€€€€€€€Making A:\GOTOTEST.CPP €€€€€€€€€€€€€€€is up to date (Program w takiej wersji już skompilowałem, więcej nie będę!) nie przejmuj się. Dokonaj jakiejkolwiek pozornej zmiany w programie (np. dodaj spację lub pusty wiersz w dowolnym miejscu). Takich pozornych zmian wystarczy by oszukać C++. C++ nie jest na tyle inteligentny, by rozróżniać zmiany rzeczywiste w pliku źródłowym od pozornych. ________________________________________________________________

- 84-

Powtórz kompilację programu. Nie musisz uruchamiać programu. Zwróć uwagę tym razem na pojawiające się w okienku komunikatów ostrzeżenie: Warning: A:\GOTOTEST.CPP 14: Unreachable code in function main. (Uwaga: Kod programu zawiera takie rozkazy, które nigdy nie zostaną wykonane inaczej - "są nieosiągalne"). O co chodzi? Przyjrzyj się tekstowi programu. Nawet jeśli po rozkazie skoku bezwarunkowego: goto etykieta; dopiszesz jakikolwiek inny rozkaz, to program nigdy tego rozkazu nie wykona. Właśnie o to chodzi. Program nie może nawet nigdy wykonać rozkazu "return 0", który dodaliśmy "z przyzwyczajenia". Pętla programowa powinna być wykonywana w nieskończoność. Taka pętla nazywa się pętlą nieskończoną (ang. infinite loop). Mimo to i w środowisku IDE (typowy komunikat: User break) i w środowisku DOS tę pętlę uda Ci się przerwać. Kto wobec tego przerwał działanie Twojego programu? Nieskończoną pętlę programową przerwał DOS. Program zwrócił się do systemu DOS, a konkretnie do którejś z DOS'owskich funkcji obsługi WEJŚCIA/WYJŚCIA i to DOS wykrył, że przycisnąłeś klawisze [Ctrl]-[C] i przerwał obsługę Twojego programu. Następnie DOS "wyrzucił" twój program z pamięci operacyjnej komputera i zgłosił gotowość do wykonania dalszych Twoich poleceń - swoim znakiem zachęty C:\>_ lub A:\>_. Spróbujmy wykonać taki sam "face lifting" i innych programów przykładowych, dodając do nich najprostszą pętlę. Zanim jednak omówimy szczegóły techniczne pętli programowych w C++ rozważmy prosty przykład. Wyobraźmy sobie, że chcemy wydrukować na ekranie kolejne liczby całkowite od 2 do np. 10. Program powinien zatem liczyć ilość wykonanych pętli, bądź sprawdzać, czy liczba przeznaczona do drukowania nie stała się zbyt duża. W C++ do takich konstrukcji używa się kilku bardzo ważnych słów kluczowych: [S] some important keywords - kilka ważnych słów kluczowych ________________________________________________________________ for - dla (znaczenie jak w Pascalu i BASICu) while - dopóki do - wykonuj if - jeżeli break - przerwij wykonywanie pętli continue - kontynuuj pętelkowanie goto - skocz do wskazanej etykiety ________________________________________________________________

- 85-

Nasz program mógłby przy zastosowaniu tych słów zostać napisany np. tak: [LOOP-1] #include <iostream.h> void main() { int x = 2; petla: cout << x << '\n'; x = x + 1; if (x < 11) goto petla; } Możemy zastosować rozkaz goto w postaci skoku bezwarunkowego, a pętelkowanie przerwać rozkazem break: [LOOP-2] #include <iostream.h> void main() { int x = 2; petla: cout << x << '\n'; x = x + 1; if(x > 10) break; goto petla; } Możemy zastosować pętlę typu for: [LOOP-3] #include <iostream.h> int main(void) { for(int x = 2; x < 11; x = x + 1) { cout << x << '\n'; } return 0; } Możemy zastosować pętlę typu while: [LOOP-4] #include <iostream.h> int main(void) { int x = 2; while (x < 11)

- 86-

{ cout << x << '\n'; x = x + 1; } return 0; } Możemy także zastosować pętlę typu do-while: [LOOP-5] #include <iostream.h> int main(void) { int x = 2; do { cout << x << '\n'; x = x + 1; }while (x < 11); return 0; } Możemy wreszcie nie precyzować warunków pętelkowania w nagłówku pętki for, lecz przerwać pętlę w jej wnętrzu (po osiągnięciu określonego stanu) przy pomocy rozkazu break: [LOOP-6] #include <iostream.h> int main(void) { for(;;) { cout << x << '\n'; x++; if( x > 10) break; } return 0; } Wszytkie te pętle (sprawdź!) będą działać tak samo. Spróbuj przy ich pomocy, zanim przejdziesz dalej, wydrukować np. liczby od 10 do 100 i wykonaj jeszcze kilka innych eksperymentów. Dokładniejszy opis znajdziesz w dalszej części książki, ale przykład - to przykład. Wróćmy teraz do "face-liftingu" naszych poprzednich programów. Ponieważ nie możemy sprecyzować żadnych warunków, każemy programowi przykładowemu wykonywać pętlę bezwarunkowo. Wpisz tekst programu:

- 87-

[P016.CPP] // Przyklad FACELIFT.CPP // Program przykladowy 10na16.CPP / 16na10.CPP FACE LIFTING. # include <stdio.h> int liczba; int main() { clrscr(); printf("Kropka = KONIEC \n"); for(;;) { printf("Podaj liczbe dziesietna calkowita ? \n"); scanf("%d", &liczba); printf("Szesnastkowo to wynosi:\n"); printf("%X",liczba); getch(); printf("Podaj liczbe SZESNASTKOWA-np.DF- DUZE LITERY: \n"); scanf("%X", &liczba); printf("%s","Dziesietnie to wynosi: "); printf("%d",liczba); if(getch() == '.') break; } return 0; } - Uruchom program Run, Run. - Dla przetestowania działania programu: * podaj kolejno liczby o różnej długości 1, 2, 3, 4, 5, 6 cyfrowe; * zwróć uwagę, czy program przetwarza poprawnie liczby dowolnej długości? - Przerwij program naciskając klawisz z kropką [.] - Zapisz program na dysk [F2]. - Wyjdź z IDE naciskając klawisze [Alt]-[X]. Zwróć uwagę na dziwny wiersz: if(getch() == '.') break; C++ wykona go w następującej kolejności: 1) - wywoła funkcję getch(), poczeka na naciśnięcie klawisza i wczyta znak z klawiatury: getch() 2) - sprawdzi, czy znak był kropką: (getch() == '.') ? 3) - jeśli TAK - wykona rozkaz break i przerwie pętlę, if(getch() == '.') break; - jeśli NIE - nie zrobi nic i pętla "potoczy się" dalej. if(getch() != '.') ...--> printf("Podaj liczbe dziesietna...

- 88-

[Z] ________________________________________________________________ 2. Opracuj program pobierający znak z klawiatury i podający w odpowiedzi kod ASCII pobranego znaku dziesiętnie. 3. Opracuj program pobierający liczbę dziesiętną i podający w odpowiedzi: * kod ósemkowy, * kod szesnastkowy, * znak o zadanym ** dziesiętnie ** szesnastkowo kodzie ASCII. _______________________________________________________________

- 89-

LEKCJA 10. Jakie operatory stosuje C++. _______________________________________________________________ Podczas tej lekcji: * Poznasz operatory języka C++. * Przetestujesz działanie niektórych operatorów. * Dowiesz się więcej o deklarowaniu i inicjowaniu zmiennych. _______________________________________________________________ Słów kluczowych jest w języku C++ stosunkowo niewiele, za to operatorów wyraźnie więcej niż np. w Basicu. Z kilku operatorów już korzystałeś w swoich programach. pełną listę operatorów wraz z krótkim wyjaśnieniem przedstawiam poniżej. Operatory C++ są podzielone na 16 grup i można je scharakteryzować: * priorytetem ** najwyższy priorytet ma grupa 1 a najniższy grupa 16 - przecinek, np. mnożenie ma wyższy priorytet niż dodawanie; ** wewnątrz każdej z 16 grup priorytet operatorów jest równy; * łącznością (wiązaniem). [S!] Precedence - kolejność, priorytet. ________________________________________________________________ Dwie cechy opertorów C++ priorytet i łączność decydują o sposobie obliczania wartości wyrażeń. Precedence - kolejność, priorytet. Associativity - asocjatywność, łączność, wiązanie. Operator jest łączny lewo/prawo-stronnie, jeśli w wyrażeniu zawierającym na tym samym poziomie hierarchii nawiasów min. dwa identyczne operatory najpierw jest wykonywany operator lewy/prawy. Operator jest łączny, jeśli kolejność wykonania nie wpływa na wynik. ________________________________________________________________ Przykład: a+b+c+d = (a+d)+(c+b) [S] ________________________________________________________________ ASSIGN(ment) - Przypisanie. EQAL(ity) - Równy, odpowiadający. BITWISE - bit po bicie (bitowo). REFERENCE - odwołanie do..., powołanie się na..., wskazanie na... . Funkcje logiczne: OR - LUB - suma logiczna (alternatywa). AND - I - iloczyn logiczny. XOR (eXclusive OR) - ALBO - alternatywa wyłączająca. NOT - NIE - negacja logiczna. ________________________________________________________________ Oznaczenia łączności przyjęte w Tabeli: {L->R} €€€(Left to Right) z lewa na prawo. {L<<-R} €€(Right to Left) z prawa na lewo.

- 90-

Lista operatorów języka C++. ________________________________________________________________ Kategoria€| Operator€€€€€| €€€Co robi / jak działa ----------|--------------|-------------------------------------- 1. Highest| ()€€€€€€€€€€€| * ogranicza wyrażenia, (Najwyższy|Parentheses | * izoluje wyrażenia warunkowe, priorytet)|€€€€€€€€€€€€€€| * wskazuje na wywołanie funkcji, {L->R}€€€|€€€€€€€€€€€€€€| grupuje argumenty funkcji. €€€€€€€€€€|--------------|-------------------------------------- €€€€€€€€€€| []€€€€€€€€€€€| zawartość jedno- lub wielowymiarowych €€€€€€€€€€|Brackets | tablic €€€€€€€€€€|--------------|-------------------------------------- €€€€€€€€€€| . |(direct component selector) €€€€€€€€€€| -> |(indirect, or pointer, selection) €€€€€€€€€€|€€€€€€€€€€€€€€| Bezpośrednie lub pośrednie wskazanie | | elementu unii bądź struktury. |--------------|-------------------------------------- | :: | Operator specyficzny dla C++. | | Pozwala na dostęp do nazw GLOBALNYCH, | | nawet jeśli zostały "przysłonięte" | | przez LOKALNE. ----------|--------------|-------------------------------------- 2. €€€€€€€| ! €€€€€€€€€€€| Negacja logiczna (NOT) Jednoar-€|--------------|------------------------------------ gumentowe | ~ | Zamiana na kod KOMPLEMENTARNY bit po (Unary) | | bicie. Dotyczy liczb typu int. {L<<-R} |--------------|-------------------------------------- | + | Bez zmiany znaku (Unary plus) |--------------|-------------------------------------- | - | Zmienia znak liczby / wyrażenia | | (Unary minus) |--------------|-------------------------------------- | ++ | PREinkrementacja/POSTinkrementacja |--------------|-------------------------------------- | -- | PRE/POSTdekrementacja |--------------|-------------------------------------- | & | Operator adresu(Referencing operator) |--------------|-------------------------------------- | * | Operator wskazania | | (Dereferencing operator) |--------------|-------------------------------------- | sizeof | Zwraca wielkość argumentu w bajtach |--------------|-------------------------------------- | new | Dynamiczne zarządzanie pamięcią: | delete | new - przydziela pamięć, | | delete - likwiduje przydział pamięci ----------|--------------|-------------------------------------- 3. Multi- | * | Mnożenie (UWAGA: Druga rola "*") plikatywne|--------------|-------------------------------------- {L->R} | / | Dzielenie |--------------|-------------------------------------- | % | Reszta z dzielenia (modulo)

- 91-

----------|--------------|-------------------------------------- 4. Dostępu| .* | Operatory specyficzne dla C++. (Member |(dereference) | Skasowanie bezpośredniego wskazania access) | | na członka klasy (Class Member). {L->R} |--------------|-------------------------------------- | ->* | Skasowanie pośredniego wskazania typu objektowe | | "wskaźnik do wskaźnika" ----------|--------------|-------------------------------------- 5. Addy - | + | Dodawanie dwuargumentowe. tywne |--------------|-------------------------------------- {L->R} | - | Odejmowanie dwuargumentowe. ----------|--------------|-------------------------------------- 6. Przesu-| << | Binarne przesunięcie w lewo. nięcia |--------------|-------------------------------------- (Shift) | >> | Binarne przesunięcie w prawo. {L->R} | | (bit po bicie) ----------|--------------|-------------------------------------- 7. Relacji| < | Mniejsze niż... {L->R} |--------------|-------------------------------------- | > | Większe niż.... |--------------|-------------------------------------- | <= | Mniejsze lub równe. |--------------|-------------------------------------- | >= | Większe lub równe. ----------|--------------|-------------------------------------- 8.Równości| == | Równe (równa się). {L->R} | != | Nie równe. ----------|--------------|-------------------------------------- 9. | & | AND binarnie (Bitwise AND) {L->R} | | UWAGA: Druga rola "&". ----------|--------------|-------------------------------------- 10. | ^ | XOR binarnie (Alternatywa wyłączna). {L->R} | | UWAGA: To nie potęga ! ----------|--------------|------------------------------------- 11.{L->R} | | | OR binarnie (bit po bicie) ----------|--------------|------------------------------------- 12.{L->R} | && | Iloczyn logiczny (Logical AND). ----------|--------------|------------------------------------- 13.{L->R} | || | Suma logiczna (Logical OR). ----------|--------------|-------------------------------------- 14. Oper. | ?: | Zapis a ? x : y oznacza: Warunkowy | | "if a==TRUE then x else y" Conditional | gdzie TRUE to logiczna PRAWDA "1". {L<<-R} | | ----------|--------------|-------------------------------------- 15. Przy- | = | Przypisz wartość (jak := w Pascalu) pisania |--------------|-------------------------------------- {L<<-R} | *= | Przypisz iloczyn. Zapis X*=7 | | oznacza: X=X*7 (o 1 bajt krócej!). |--------------|-------------------------------------- | /= | Przypisz iloraz. |--------------|-------------------------------------- | %= | Przypisz resztę z dzielenia. |--------------|-------------------------------------- | += | Przypisz sumę X+=2 oznacza "X:=X+2"

- 92-

|--------------|-------------------------------------- | -= | Przypisz różnicę X-=5 ozn. "X:=X-5" |--------------|-------------------------------------- | &= | Przypisz iloczyn binarny ( Bitwise | | AND) | | bit po bicie. |--------------|-------------------------------------- | ^= | Przypisz XOR bit po bicie. |--------------|-------------------------------------- | |= | Przypisz sumę log. bit po bicie. |--------------|-------------------------------------- | <<= | Przypisz wynik przesunięcia o jeden | | bit w lewo. |--------------|-------------------------------------- | >>= | j. w. o jeden bit w prawo. ----------|--------------|-------------------------------------- 16. Prze- | , | Oddziela elementy na liście argu - cinek | | mentów funkcji, (Comma) | | Stosowany w specjalnych wyrażeniach {L->R} | | tzw. "Comma Expression". ----------|--------------|------------------------------------- UWAGI: * Operatory # i ## stosuje się tylko w PREPROCESORZE. * Operatory << i >> mogą w C++ przesyłać tekst do obiektów cin i cout dzięki tzw. Overloadingowi (rozbudowie, przeciążeniu) operatorów. Takiego rozszerzenia ich działania dokonali już programiści producenta w pliku nagłówkowym IOSTREAM.H> Gdyby okazało się, że oferowane przez powyższy zestaw operatory nie wystarczają Ci lub niezbyt odpowiadają, C++ pozwala na tzw. OVERLOADING, czyli przypisanie operatorom innego, wybranego przez użytkownika działania. Można więc z operatorami robić takie same sztuczki jak z identyfikatorami. Sądzę jednak, że ten zestaw nam wystarczy, w każdym razie na kilka najbliższych lekcji. Podobnie, jak pieniądze na bezludnej wyspie, niewiele warta jest wiedza, której nie można zastosować praktycznie. Przejdźmy więc do czynu i przetestujmy działanie niektórych operatorów w praktyce. TEST OPERATORÓW JEDNOARGUMENTOWYCH. Otwórz plik nowego programu: * Open [F3], * Wpisz: A:\UNARY.CPP * Wybierz klawisz [Open] w okienku lub naciśnij [Enter]. Wpisz tekst programu:

- 93-

[P017.CPP ] // UNARY.CPP - operatory jednoargumentowe # include <stdio.h> # include <conio.h> float x; void main(void) { clrscr(); for(;;) { printf("\n Podaj liczbe...\n"); scanf("%f", &x); printf("\n%f\t%f\t%f\n", x, +x, -x ); printf("\n%f", --x ); printf("\t%f", x ); printf("\t%f", ++x); if(getch() = '.') break; }; } Zwróć uwagę, że po nawiasie zamykającym pętlę nie ma tym razem żadnego rozkazu. Nie wystąpi także ostrzeżenie (Warning:) przy kompilacji. Uruchom program Run | Run. Popraw ewentualne błędy. Podając różne wartości liczby x: - dodatnie i ujemne, - całkowite i rzeczywiste, przeanalizuj działanie operatorów. Przerwij program naciskając klawisz [.] Zmodyfikuj w programie deklarację typu zmiennej X wpisując kolejno: - float x; (rzeczywista) - int x; €€€€€€(całkowita) - short int x; €€€€€(krótka całkowita) - long int x;€€€€€(długa całkowita) Zwróć uwagę, że zmiana deklaracji zmiennej bez JEDNOCZESNEJ zmiany formatu w funkcjach scanf() i printf() spowoduje komunikaty o błędach. Spróbuj samodzielnie dobrać odpowiednie formaty w funkcjach scanf() i printf(). Spróbuj zastosować zamiast funkcji printf() i scanf() strumienie cin i cout. Pamiętaj o dołączeniu właściwych plików nagłówkowych. Jeśli miałeś kłopot z dobraniem stosownych formatów, nie przejmuj się. Przyjrzyj się następnym przykładowym programom.

- 94-

Zajmijmy się teraz dokładniej INKREMENTACJĄ, DEKREMENTACJĄ i OPERATORAMI PRZYPISANIA. 1. Zamknij zbędne okna na ekranie. Pamuiętaj o zapisaniu programów na dyskietkę/dysk w tej wersji, która poprawnie działa lub w ostatniej wersji roboczej. 2. Otwórz plik: ASSIGN.CPP 3. Wpisz tekst programu: [P018.CPP] # include <stdio.h> # include <conio.h> long int x; short int krok; char klawisz; int main() { clrscr(); printf("Test operatora przypisania += \n"); x=0; printf("Podaj KROK ? \n"); scanf("%d",&krok); for(;;) { printf("\n%d\n", x+=krok); printf("[Enter] - dalej [K] - Koniec\n"); klawisz = getch(); if (klawisz=='k'|| klawisz=='K') goto koniec; } koniec: printf("\n Nacisnij dowolny klawisz..."); getch(); return 0; } W tym programie już sami "ręcznie" sprawdzamy, czy nie pora przerwać pętlę. Zamiast użyć typowej instrukcji break (przerwij) stosujemy nielubiane goto, gdyż jest bardziej uniwersalne i w przeciwieństwie do break pozwala wyraźnie pokazać dokąd następuje skok po przerwaniu pętli. Zwróć uwagę na nowe elementy w programie: * DEKLARACJE ZMIENNYCH: long int x; (długa, całkowita) short int krok; €€€€(krótka, całkowita) char klawisz;€€€€€(zmienna znakowa)

- 95-

* INSTRUKCJĘ WARUNKOWĄ: if (KLAWISZ=='k'|| KLAWISZ=='K') goto koniec; (JEŻELI zmienna KLAWISZ równa się "k" LUB równa się "K" idź do etykiety "koniec:") * Warunek sprawdzany po słowie if jest ujęty w nawiasy. * Nadanie wartości zmiennej znakowej char klawisz przez funkcję: klawisz = getch(); 4. Skompiluj program. Popraw ewentualne błędy. 5. Uruchom program. Podając różne liczby (tylko całkowite!) prześledź działanie operatora. 6. Zapisz poprawną wersję programu na dysk/dyskietkę [F2]. 7. Jeśli masz już dość, wyjdź z TC - [Alt]-[X], jeśli nie, pozamykaj tylko zbędne okna i możesz przejść do zadań do samodzielnego rozwiązania -> [Z]! [Z] ________________________________________________________________ 1. Do programu przykładowego wstaw kolejno różne operatory przypisania: *=, -=, /= itp. Prześledź działanie operatorów. 2. W programie przykładowym zmień typ zmiennych: long int x; na float x; short int KROK; float KROK; Przetestuj działanie operatorów w przypadku liczb zmiennoprzecinkowych. 3. Zapisz w języku C++ * negację iloczynu logicznego, * sumę logiczną negacji dwu warunków. ________________________________________________________________ TEST OPERATORÓW PRE/POST-INKREMENTACJI. W następnym programie zilustrujemy działanie wszystkich pięciu operatorów inkrementacji (dekrementacja to też inkrementacja tylko w przeciwną stronę). [P019.CPP] # include <stdio.h> # include <conio.h> int b,c,d,e; int i; int STO = 100; void main(void) { clrscr();

- 96-

printf("Demonstruje dzialanie \n"); printf(" PREinkrementacji POSTinkrementacji"); printf("\nNr€€€€--X€€€€€€++X€€€€€€€€€€€€X--€€€€€€€X++ \n"); b = c = d = e = STO; for(i=1; i<6; i++) { printf("%d\t%d\t%d\t\t%d\t%d\t\n", i,--b,++c,d--,e++); } getch(); } [S!] PRE / POSTINKREMENTACJA. ________________________________________________________________ INKREMENTACJA oznacza zwiększenie liczby o jeden, DEKREMENTACJA oznacza zmniejszenie liczby o jeden. PRE oznacza wykonanie in/de-krementacji przed użyciem zmiennej, POST - in/de-krementację po użyciu zmiennej. ________________________________________________________________ Działanie możesz prześledzić na wydruku, który powinien Ci dać program przykładowy INDEKREM.CPP: Demonstruje dzialanie PREinkrementacji POSTinkrementacji Nr€€€€--X€€€€€€++X€€€€€€€€€€€€X--€€€€€€€X++ 1 99 101 100 100 2 98 102 99 101 3 97 103 98 102 4 96 104 97 103 5 95 105 96 104 JAK KORZYSTAĆ Z DEBUGGERA? Uruchom program powtórnie naciskając klawisz [F7]. Odpowiada to poleceniu Trace into (włącz śledzenie) z menu Run. Prześledzimy działanie programu przy pomocy Debuggera. Po wykonaniu kompilacji (lub odstąpieniu od kompilacji, jeśli nie dokonałeś zmian w programie) pojawił się na ekranie pasek wyróżnienia wokół funkcji main(), bo to od niej rozpoczyna się zawsze wykonanie programu. Naciśnij powtórnie [F7]. Pasek przesunął się na funkcję clrscr();. Mignął na chwilę ekran użytkownika, ale na razie nie ma po co tam zaglądać, więc wykonamy kolejne kroki. Podam klejno: [Klawisz]-[wiersz]. [F7] - printf("Demonstruję..."); Zaglądamy na ekran użytkownika [Alt]-[F5].....[Enter] - wracamy do edytora. [F7],[F7]... doszliśmy do wiersza b=c=d=e=STO;

- 97-

Zapraszamy teraz debugger do pracy wydając mu polecenie "Wykonaj Inspekcję" [Alt]-[D] | Inspect. Pojawia się okienko dialogowe "Inspect". * Wpisz do okienka tekstowego nazwę zmiennej b i naciśnij [Enter]. Pojawiło się okienko dialogowe "Inspecting b" zawierające fizyczny adres pamięci RAM, pod którym umieszczono zmienną b i wartość zmiennej b (zero; instrukcja przypisania nada jej wartość 100). Naciśnij [Esc]. Okienko zniknęło. [F7] - for(i=1; i<6; i++); * Naprowadź kursor na zmienną d w tekście programu i wykonaj inspekcję powtórnie [Alt]-[D], [I]. Jak widzisz w okienku zmiennej d została nadana wartość 100. Naciśnij [Esc]. Dokonamy teraz modyfikacji wartości zmiennej przy pomocy polecenia Evaluate and Modify (sprawdź i zmodyfikuj) z menu Debug. * Naciśnij klawisze [Alt]-[D], [E]. Pojawiło się okienko dialogowe "Evaluate and Modify". W okienku tekstowym "Expression" (wyrażenie) widzisz swoją zmienną d. * Przejdź przy pomocy [Tab] do okienka tekstowego "New Value" (nowa wartość) i wpisz tam liczbę 1000. Naciśnij [Enter] a następnie [Esc]. Okienko zamknęło się. Zmiana wartości zmiennej została dokonana. [F7] - printf("...") - wnętrze pętli for. [F7] - wykonała się pętla. Obejrzyjmy wyniki [Alt]-[F5]. W czwartej kolumnie widzisz efekt wprowadzonej zmiany: Demonstruje dzialanie PREinkrementacji POSTinkrementacji Nr€€€€--X€€€€€€++X€€€€€€€€€€€€X--€€€€€€€X++ 1 99 101 1000 100 2 98 102 999 101 3 97 103 998 102 4 96 104 997 103 5 95 105 996 104 Zwróć uwagę w programie przykładowym na: * Zliczanie ilości wykonanych przez program pętli. int i; (deklaracja, że i będzie zmienną całkowitą) ... i=1; (zainicjowanie zmiennej, nadanie początkowej wartości) ... i++; (powiększanie i o 1 w każdej pętli)

- 98-

... i<6 (warunek kontynuacji) * Możliwość grupowej deklaracji zmiennych tego samego typu: int b,c,d,e; [Z] ________________________________________________________________ 4. Zmień w programie przykładowym wartość początkową STO na dowolną inną - np. zero. Przetestuj działanie programu. 5. Sprawdź, czy można wszystkie zmienne używane w programie przykładowym zadeklarować wspólnie (jeden wiersz zamiast trzech).

- 99-

LEKCJA 11. Jak deklarować zmienne. Co to jest wskaźnik. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji: 1. Dowiesz się więcej o deklaracjach. 2. Poprawisz trochę system MS DOS. 3. Dowiesz się co to jest wskaźnik i do czego służy. ________________________________________________________________ Więcej o deklaracjach. Deklarować można w języku C++: * zmienne; * funkcje; * typy (chodzi oczywiście o typy "nietypowe"). Zmienne w języku C++ mogą mieć charakter: * skalarów - którym przypisuje się nierozdzielne dane np. całkowite, rzeczywiste, wskazujące (typu wskaźnik) itp. * agregatów - którym przypisuje się dane typu strukturalnego np. obiektowe, tablicowe czy strukturowe. Powyższy podział nie jest tak całkiem precyzyjny, ponieważ pomiędzy wskaźnikami a tablicami istnieje w języku C++ dość specyficzna zależność, ale więcej na ten temat dowiesz się z późniejszych lekcji. Zmienne mogą być: * deklarowane, * definiowane i * inicjowane. Stała to to taka zmienna, której wartość można przypisać tylko raz. Z punktu widzenia komputera niewiele się to różni, bo miejsce w pamięci i tak, stosownie do zadeklarowanego typu zarezerwować trzeba, umieścić w tablicy i zapamiętać sobie identyfikator i adres też. Jedyna praktyczna różnica polega na tym, że zmiennej zadeklarowanej jako stała, np.: const float PI = 3.142; nie można przypisać w programie żadnej innej wartości, innymi słowy zapis: const float PI = 3.14; jest jednocześnie DEKLARACJĄ, DEFINICJĄ i ZAINICJOWANIEM stałej PI. Przykład :

- 100-

float x,y,z;€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€(DEKLARACJA) const float TEMP = 36.6;€€€€€€€€€€€(DEFINICJA) x = 42;€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€€(ZAINICJOWANIE zmiennej) [S!] constant/variable - STAŁA czy ZMIENNA. ________________________________________________________________ const - (CONSTant) - stała. Deklaracja stałej, słowo kluczowe w języku C. var - (VARiable) - zmienna. W języku C przyjmowane domyślnie. Słowo var (stosowane w Pascalu) NIE JEST słowem kluczowym języka C ani C++ (!). ________________________________________________________________ Skutek praktyczny: * Ma sens i jest poprawna deklaracja: const float PI = 3.1416; * Niepoprawna natomiast jest deklaracja: var float x; Jeśli nie zadeklarowano stałej słowem const, to "zmienna" (var) przyjmowana jest domyślnie. Definicja powoduje nie tylko określenie, jakiego typu wartościami może operować dana zmienna bądź funkcja, która zostaje od tego momentu skojarzona z podanym identyfikatorem, ale dodatkowo powoduje: * w przypadku zmiennej - przypisanie jej wartości, * W przypadku funkcji - przyporządkowanie ciała funkcji. Zdefiniujmy dla przykładu kilka własnych funkcji. Przykład: void UstawDosErrorlevel(int n) /* nazwa funkcji*/ { exit(n); /* skromne ciało funkcji */ } Przykład int DrukujAutora(void) { printf("\nAdam MAJCZAK AD 1993/95 - C++ w 48 godzin!\n"); printf("\n Wydanie II Poprawione i uzupełnione.") return 0; } Przykład void Drukuj_Pytanie(void) { printf("Podaj liczbe z zakresu od 0 do 255"); printf("\nUstawie Ci ERRORLEVEL\t"); }

- 101-

W powyższych przykładach zwróć uwagę na: * sposób deklarowania zmiennej, przekazywanej jako parametr do funkcji - n i err; * definicje funkcji i ich wywołanie w programie (podobnie jak w Pascalu). Zilustrujemy zastosowanie tego mechanizmu w programie przykładowym. Funkcje powyższe są PREDEFINIOWANE w pliku FUNKCJE1.H na dyskietce dołączonej do książki. Wpisz i uruchom program: [P020.CPP] # include "stdio.h" # include "A:\funkcje1.h" int err; void main(void) { DrukujAutora(); Drukuj_Pytanie(); scanf("%d", &err); UstawDosErrorlevel(err); } Wykorzystajmy te funkcje praktycznie, by zilustrować sposób przekazywania informacji przez pracujący program do systemu DOS. Zmienna otoczenia systemowego DOS ERRORLEVEL może być z wnętrza programu ustawiona na zadaną - zwracaną do systemu wartość. [Z] ________________________________________________________________ 1. Sprawdź, w jakim pliku nagłówkowym znajduje się prototyp funkcji exit(). Opracuj najprostszy program PYTAJ.EXE ustawiający zmienną systemową ERRORLEVEL według schematu: main() { printf("....Pytanie do użytkownika \n..."); scanf("%d", &n); exit(n); } 2. Zastosuj program PYTAJ.EXE we własnych plikach wsadowych typu *.BAT według wzoru: @echo off :LOOP cls echo 1. Wariant 1 echo 2. Wariant 2 echo 3. Wariant 3 echo Wybierz wariant działania programu...1,2,3 ?

- 102-

PYTAJ IF ERRORLEVEL 3 GOTO START3 IF ERRORLEVEL 2 GOTO START2 IF ERRORLEVEL 1 GOTO START1 echo Chyba zartujesz...? goto LOOP :START1 'AKCJA WARIANT 1 GOTO KONIEC :START2 'AKCJA WARIANT 2 GOTO KONIEC :START3 'AKCJA WARIANT 3 :KONIEC 'AKCJA WARIANT n - oznacza dowolny ciąg komend systemu DOS, np. COPY, MD, DEL, lub uruchomienie dowolnego programu. Do utworzenia pliku wsadowego możesz zastosować edytor systemowy EDIT. 3. Skompiluj program posługując się oddzielnym kompilatorem TCC.EXE. Ten wariant kompilatora jest pozbawiony zintegrowanego edytora. Musisz uruchomić go pisząc odpowiedni rozkaz po DOS-owskim znaku zachęty C:\>. Zastosowanie przy kompilacji małego modelu pamięci pozwol Ci uzyskać swój program w wersji *.COM, a nie *.EXE. Wydaj rozkaz: c:\borlandc\bin\bcc -mt -lt c:\pytaj.cpp Jeśli pliki znajdują się w różnych katalogach, podaj właściwe ścieżki dostępu (path). ________________________________________________________________ [???] CO TO ZA PARAMETRY ??? ________________________________________________________________ Przez swą "ułomność" - 16 bitową szynę i segmentację pamięci komputery IBM PC wymusiły wprowadzenie modeli pamięci: TINY, SMALL, COMPACT, MEDIUM, LARGE, HUGE. Więcej informacji na ten temat znajdziesz w dalszej części książki. Parametry dotyczą sposobu kompilacji i zastosowanego modelu pamięci: -mt - kompiluj (->*.OBJ) wykorzystując model TINY -lt - konsoliduj (->*.COM) wykorzystując model TINY i zatem odpowiednie biblioteki (do każdego modelu jest odpowiednia biblioteka *.LIB). Możesz stosować także: ms, mm, ml, mh, ls, lm, ll, lh. ________________________________________________________________ Po instalacji BORLAND C++/Turbo C++ standardowo jest przyjmowany model SMALL. Zatem kompilacja, którą wykonujesz z IDE daje taki

- 103-

sam efekt, jak zastosowanie kompilatora bcc/tcc w następujący sposób: tcc -ms -ls program.c Mogą wystąpić kłopoty z przerobieniem z EXE na COM tych programów, w których występują funkcje realizujące arytmetykę zmiennoprzecinkową (float). System DOS oferuje Ci do takich celów program EXE2BIN, ale lepiej jest "panować" nad tym problemem na etapie tworzenia programu. PODSTAWOWE TYPY DANYCH W JĘZYKU C++. Język C/C++ operuje pięcioma podstawowymi typami danych: * char (znak, numer znaku w kodzie ASCII) - 1 bajt; * int (liczba całkowita) - 2 bajty; * float (liczba z pływającym przecinkiem) - 4 bajty; * double (podwójna ilość cyfr znaczących) - 8 bajtów; * void (nieokreślona) 0 bajtów. Zakres wartości przedstawiono w Tabeli poniżej. Podstawowe typy danych w C++. ________________________________________________________________ Typ Znak Bajtów Zakres wartości ________________________________________________________________ char signed 1 -128...+127 int signed 2 -32768...+32767 float signed 4 +-3.4E+-38 (dokładność: 7 cyfr) double signed 8 1.7E+-308 (dokładność: 15 cyfr) void nie dotyczy 0 bez określonej wartości. ________________________________________________________________ signed - ze znakiem, unsigned - bez znaku. Podstawowe typy danych mogą być stosowane z jednym z czterech modyfikatorów: * signed / unsigned - ze znakiem albo bez znaku * long / short - długi albo krótki Dla IBM PC typy int i short int są reprezentowane przez taki sam wewnętrzny format danych. Dla innych komputerów może być inaczej. Typy zmiennych w języku C++ z zastosowaniem modyfikatorów (dopuszczalne kombinacje). ________________________________________________________________ Deklaracja Znak Bajtów Wartości Dyr. assembl. ________________________________________________________________

- 104-

char signed 1 -128...+127 DB int signed 2 -32768...+32767 DB short signed 2 -32768...+32767 DB short int signed 2 -32768...+32767 DB long signed 4 -2 147 483 648... DD +2 147 483 647 long int signed 4 -2 147 483 648... DW +2 147 483 647 unsigned char unsigned 1 0...+255 DB unsigned unsigned 2 0...+65 535 DW unsigned int unsigned 2 0...+65 535 DW unsigned short unsigned 2 0...+65 535 DW signed int signed 2 -32 768...+32 767 DW signed signed 2 -32 768...+32 767 DW signed long signed 4 -2 147 483 648... DD +2 147 483 647 enum unsigned 2 0...+65 535 DW float signed 4 3.4E+-38 (7 cyfr) DD double signed 8 1.7E+-308 (15 cyfr) DQ long double signed 10 3.4E-4932...1.1E+4932 DT far * (far pointer, 386) 6 unsigned 2^48 - 1 DF, DP ________________________________________________________________ UWAGI: * DB - define byte - zdefiniuj bajt; DW - define word - zdefiniuj słowo (16 bitów); DD - double word - podwójne słowo (32 bity); DF, DP - define far pointer - daleki wskaźnik w 386; DQ - quad word - poczwórne słowo (4 * 16 = 64 bity); DT - ten bytes - dziesięć bajtów. * zwróć uwagę, że typ wyliczeniowy enum występuje jako odrębny typ danych (szczegóły w dalszej części książki). ________________________________________________________________ Ponieważ nie ma liczb ani short float, ani unsigned short float, słowo int może zostać opuszczone w deklaracji. Poprawne są zatem deklaracje: short a; unsigned short b; Zapis +-3.4E-38...3.4E+38 oznacza: -3.4*10^+38...0...+3.4*10^-38...+3.4*10^+38 Dopuszczalne są deklaracje i definicje grupowe z zastosowaniem listy zmiennych. Zmienne na liście należy oddzielić przecinkami: int a=0, b=1, c, d; float PI=3.14, max=36.6; Poświęcimy teraz chwilę drugiej funkcji, którą już wielokrotnie

- 105-

stosowaliśmy - funkcji wejścia - scanf(). FUNKCJA scanf(). Funkcja formatowanego wejścia ze standardowego strumienia wejściowego (stdin). Funkcja jest predefiniowana w pliku STDIO.H i korzystając z funkcji systemu operacyjnego wczytuje dane w postaci tekstu z klawiatury konsoli. Interpretacja pobranych przez funkcję scanf znaków nastąpi zgodnie z życzeniem programisty określonym przez zadany funkcji format (%f, %d, %c itp.). Wywołanie funkcji scanf ma postać: scanf(Format, Adres_zmiennej1, Adres_zmiennej2...); dla przykładu scanf("%f%f%f", &X1, &X2, &X3); wczytuje trzy liczby zmiennoprzecinkowe X1, X2 i X3. Format decyduje, czy pobrane znaki zostaną zinterpretowane np. jako liczba całkowita, znak, łańcuch znaków (napis), czy też w inny sposób. Od sposobu interpretacji zależy i rozmieszczenie ich w pamięci i późniejsze "sięgnięcie do nich", czyli odwołanie do danych umieszczonych w pamięci operacyjnej komputera. Zwróć uwagę, że podając nazwy (identyfikatory) zmiennych należy poprzedzić je w funkcji scanf() operatorem adresowym [&]. Zapis: int X; ... scanf("%d", &X); oznacza, że zostaną wykonane następujące działania: * Kompilator zarezerwuje 2 bajty pomięci w obszarze pamięci danych programu na zmienną X typu int; * W momencie wywołania funkcji scanf funkcji tej zostanie przekazany adres pamięci pod którym ma zostać umieszczona zmienna X, czyli tzw. WSKAZANIE DO ZMIENNEJ; * Znaki pobrane z klawiatury przez funkcję scanf mają zostać przekształcone do postaci wynikającej z wybranego formatu %d - tzn. do postaci zajmującej dwa bajty liczby całkowitej ze znakiem. [???] A JEŚLI PODAM INNY FORMAT ? ________________________________________________________________ C++ wykona Twoje rozkazy najlepiej jak umie, niestety nie sprawdzając po drodze formatów, a z zer i jedynek zapisanych w pamięci RAM żaden format nie wynika. Otrzymasz błędne dane. ________________________________________________________________ Poniżej przykład skutków błędnego formatowania. Dołącz pliki

- 106-

STDIO.H i CONIO.H. [P021.CPP] //UWAGA: Dołącz właściwe pliki nagłówkowe ! void main() { float A, B; clrscr(); scanf("%f %f", &A, &B); printf("\n%f\t%d", A,B); getch(); } [Z] ________________________________________________________________ 3 Zmień w programie przykładowym, w funkcji printf() wzorce formatu na %s, %c, itp. Porównaj wyniki. ________________________________________________________________ Adres w pamięci to taka sama liczba, jak wszystkie inne i wobec tego można nią manipulować. Adresami rządzą jednak dość specyficzne prawa, dlatego też w języku C++ występuje jeszcze jeden specjalny typ zmiennych - tzw. ZMIENNE WSKAZUJĄCE (ang. pointer - wskaźnik). Twoja intuicja podpowiada Ci zapewne, że są to zmienne całkowite (nie ma przecież komórki pamięci o adresie 0.245 ani 61/17). Pojęcia "komórka pamięci" a nie np. "bajt" używam świadomie, ponieważ obszar zajmowany w pamięci przez zmienną może mieć różną długość. Aby komputer wiedział ile kolejnych bajtów pamięci zajmuje wskazany obiekt (liczba długa, krótka, znak itp.), deklarując wskaźnik trzeba podać na co będzie wskazywał. W sposób "nieoficjalny" już w funkcji scanf korzystaliśmy z tego mechanizmu. Jest to zjawisko specyficzne dla języka C++, więc zajmijmy się nim trochę dokładniej. POJĘCIE ZMIENNEJ WSKAZUJĄCEJ I ZMIENNEJ WSKAZYWANEJ. Wskaźnik to zmienna, która zawiera adres innej zmiennej w pamięci komputera. Istnienie wskaźników umożliwia pośrednie odwoływanie się do wskazywanego obiektu (liczby, znaku, łańcucha znaków itp.) a także stosunkowo proste odwołanie się do obiektów sąsiadujących z nim w pamięci. Załóżmy, że: x - jest umieszczoną gdzieś w pamięci komputera zmienną całkowitą typu int zajmującą dwa kolejne bajty pamięci, a px - jest wskaźnikiem do zmiennej x. Jednoargumentowy operator & podaje adres obiektu, a zatem instrukcja: px = &x;

- 107-

przypisuje wskaźnikowi px adres zmiennej x. Mówimy, że: px wskazuje na zmienną x lub px jest WSKAŹNIKIEM (pointerem) do zmiennej x. Jednoargumentowy operator * (naz. OPERATOREM WYŁUSKANIA) powoduje, że zmienna "potraktowana" tym operatorem jest traktowana jako adres pewnego obiektu. Zatem, jeśli przyjmiemy, że y jest zmienną typu int, to działania: y = x; oraz px = &x; y = *px; będą mieć identyczny skutek. Zapis y = x oznacza: "Nadaj zmiennej y dotychczasową wartość zmiennej x"; a zapis y=*px oznacza: "Nadaj zmiennej y dotychczasową wartość zmiennej, której adres w pamięci wskazuje wskaźnik px" (czyli właśnie x !). Wskaźniki także wymagają deklaracji. Poprawna deklaracja w opisanym powyżej przypadku powinna wyglądać tak: int x,y; int *px; main() ...... Zapis int *px; oznacza: "px jest wskaźnikiem i będzie wskazywać na liczby typu int". Wskaźniki do zmiennych mogą zamiast zmiennych pojawiać się w wyrażeniach po PRAWEJ STRONIE, np. zapisy: int X,Y; int *pX; ... pX = &X; ....... Y = *pX + 1; €€€€€€/* to samo, co Y = X + 1 */ printf("%d", *pX);€€€€€€€/* to samo, co printf("%d", X); */ Y = sqrt(*pX);€€€€€€€€€€€/* pierwiastek kwadrat. z X */ ...... są w języku C++ poprawne. Zwróć uwagę, że operatory & i * mają wyższy priorytet niż operatory arytmetyczne, dzięki czemu * najpierw następuje pobranie spod wskazanego przez wskaźnik adresu zmiennej;

- 108-

* potem następuje wykonanie operacji arytmetycznej; (operacja nie jest więc wykonywana na wskaźniku, a na wskazywanej zmiennej!). W języku C++ możliwa jest także sytuacja odwrotna: Y = *(pX + 1); Ponieważ operator () ma wyższy priorytet niż * , więc: najpierw wskaźnik zostaje zwiększony o 1; potem zostaje pobrana z pamięci wartość znajdująca się pod wskazanym adresem (w tym momencie nie jest to już adres zmiennej X, a obiektu "następnego" w pamięci) i przypisana zmiennej Y. Taki sposób poruszania się po pamięci jest szczególnie wygodny, jeśli pod kolejnymi adresami pamięci rozmieścimy np. kolejne wyrazy z tablicy, czy kolejne znaki tekstu. Przyjrzyjmy się wyrażeniom, w których wskaźnik występuje po LEWEJ STRONIE. Zapisy: *pX = 0;€€€€€€€€€€€€i€€€€€€€€€X = 0; *pX += 1;€€€€€€€€€€€i€€€€€€€€€X += 1; (*pX)++;€€€€€€€€€€€€i€€€€€€€€€X++; /*3*/ mają identyczne działanie. Zwróć uwagę w przykładzie /*3*/, że ze względu na priorytet operatorów () - najwyższy - najpierw pobieramy wskazaną zmienną; ++ - niższy, potem zwiększmy wskazaną zmienną o 1; Gdyby zapis miał postać: *pX++; najpierw nastąpiłoby - zwiększenie wskaźnika o 1 i wskazanie "sąsiedniej" zmiennej, potem - wyłuskanie, czyli pobranie z pamięci zmiennej wskazanej przez nowy, zwiększony wskaźnik, zawartość pamięci natomiast, tj. wszystkie zmienne rozmieszczone w pamięci pozostałyby bez zmian. [???] JAK TO WŁAŚCIWIE JEST Z TYM PRIORYTETEM ? ________________________________________________________________ Wszystkie operatory jednoargumentowe (kategoria 2, patrz Tabela) mają taki sam priorytet, ale są PRAWOSTRONNIE ŁĄCZNE {L<<-R}. Oznacza to, że operacje będą wykonywane Z PRAWA NA LEWO. W wyrażeniu *pX++; oznacza to: najpierw ++ potem *

- 109-

Zwróć uwagę, że kolejność {L<<-R} dotyczy WSZYSTKICH operatorów jednoargumentowych. ________________________________________________________________ Jeśli dwa wskaźniki wskazują zmienne takiego samego typu, np. po zadeklarowaniu: int *pX, *pY; int X, Y; i zainicjowaniu: pX = &X; pY = &Y; można zastosować operator przypisania: pY = pX; Spowoduje to skopiowanie wartości (adresu) wskaźnika pX do pY, dzięki czemu od tego momentu wskaźnik pY zacznie wskazywać zmienną X. Zwróć uwagę, że nie oznacza to bynajmniej zmiany wartości zmiennych - ani wielkośc X, ani wielkość Y, ani ich adresy w pamięci NIE ULEGAJĄ ZMIANIE. Zatem działanie instrukcji: pY = pX; i *pY = *pX; jest RÓŻNE a wynika to znowu z priorytetu operatorów: najpierw * wyłuskanie zmiennych spod podanych adresów, potem = przypisanie wartości (ale już zmiennym a nie wskaźnikom!) C++ chętnie korzysta ze wskazania adresu przy przekazywaniu danych - parametrów do/od funkcji. Asekurując się na całej linii i podkreślając, że nie zawsze wygląda to tak prosto i ładnie, posłużę się do zademonstrowania działania wskaźników przykładowym programem. Wpisz i uruchom następujący program: [P022-1.CPP wersja 1] # include "stdio.h" # include "conio.h" int a=1,b=2,c=3,d=4,e=5,f=6,g=7,h=8,x=9,y=10,i; int *ptr1; long int *ptr2; void main() {

- 110-

clrscr(); ptr1=&a; ptr2=&a; printf("Skok o 2Bajty Skok o 4Bajty"); for(i=0; i<=9; i++) { printf("\n%d", *(ptr1+i)); printf("\t\t%d", *(ptr2+i)); } getch(); } [P022-2.CPP wersja 2] int a=11,b=22,c=33,d=44,e=55,f=66,g=77,h=88,x=99,y=10,i; int *ptr1; long int *ptr2; void main() { clrscr(); ptr1=&a; ptr2=&a; for (i=0; i<=9; i++) { printf("\n%d", *(ptr1+i)); printf("\t%d", *(ptr2+i)); getch(); } } W programie wykonywane są następujące czynności: 1. Deklarujemy zmienne całkowite int (każda powinna zająć 2 bajty pamięci) i nadajemy im wartości w taki sposób aby łatwo można je było rozpoznać. 2. Deklarujemy dwa wskaźnki: ptr1 - poprawny - do dwubajtowych zmiennych typu int; ptr2 - niepoprawny - do czterobajtowych zmiennych typu long int. 3. Ustawiamy oba wskaźniki tak by wskazywały adres w pamięci pierwszej liczby a=11. 4. Zwiększamy oba wskaźniki i sprawdzamy, co wskazują. Jeśli kompilator rozmieści nasze zmienne w kolejnych komórkach pamięci, to powinniśmy uzyskać następujący wydruk: Skok o 2B Skok o 4B 11€€€€€€€€€€€€€11 22€€€€€€€€€€€€€33 33€€€€€€€€€€€€€55 44€€€€€€€€€€€€€77 55€€€€€€€€€€€€€99 66€€€€€€€€€€€€€27475

- 111-

77€€€€€€€€€€€€€28448 88€€€€€€€€€€€€€8258 99€€€€€€€€€€€€€27475 10€€€€€€€€€€€€€2844 Zwróć uwagę, że to deklaracja wskaźnika decyduje, co praktycznie oznacza operacja *(ptr + 1). W pierwszym przypadku wskaźnik powiększa się o 2 a w drugim o 4 bajty. Te odpowiednio 2 i 4 bajty stanowią długość komórki pamięci lub precyzyjniej, pola pamięci przeznaczonego dla zmiennych określonego typu. Wartości pojawiające się w drugiej kolumnie po 99 są przypadkowe i u Ciebie mogą okazać się inne. C++ pozwala wskaźnikom nie tylko wskazywać adres zmiennej w pamięci. Wskaźnik może również wskazywać na inny wskaźnik. Takie wskazania: int X; €€€int pX; €€int ppX; pX = &X;€€ppX = &pX; oznaczamy: *pX€€- pX wskazuje BEZPOŚREDNIO zmienną X; **ppX€- ppX skazuje POŚREDNIO zmienną X (jest wskaźnikiem do wskaźnika). ***pppX - pppX wskazuje pośrednio wskaźnik do zmiennej X itd. [Z] ________________________________________________________________ 4 Wybierz dowolne dwa przykładowe programy omawiane wcześniej i przeredaguj je posługując się zamiast zmiennych - wskaźnikami do tych zmiennych. Pamiętaj, że przed użyciem wskaźnika należy: * zadeklarować na jaki typ zmiennych wskazuje wskaźnik; * przyporządkować wskaźnik określonej zmiennej. 5 Zastanów się, co oznacza ostrzeżenie wypisywane podczas uruchomienia programu przykładowego: Warning 8: Suspicious pointer conversion in function main. ________________________________________________________________

- 112-

LEKCJA 12. Wskaźniki i tablice w C i C++. ________________________________________________________________ W czasie tej lekcji: 1. Dowiesz się więcej o zastosowaniu wskaźników. 2. Zrozumiesz, co mają wspólnego wskaźniki i tablice w języku C/C++. ________________________________________________________________ WSKAŹNIKI I TABLICE W C i C++. W języku C/C++ pomiędzy wskaźnikami a tablicami istnieje bardzo ścisły związek. Do ponumerowania elementów w tablicy służą tzw. INDEKSY. W języku C/C++ * KAŻDA OPERACJA korzystająca z indeksów może zostać wykonana przy pomocy wskaźników; * posługiwanie się wskaźnikiem zamiast indeksu na ogół przyspiesza operację. Tablice, podobnie jak zmienne i funkcje wymagają przed użyciem DEKLARACJI. Upraszczając problem - komputer musi wiedzieć ile miejsca zarezerwować w pamięci i w jaki sposób rozmieścić kolejne OBIEKTY, czyli kolejne elementy tablicy. [???] CO Z TYMI OBIEKTAMI ? ________________________________________________________________ OBIEKTEM w szerokim znaczeniu tego słowa jest każda liczba, znak, łańcuch znaków itp.. Takimi klasycznymi obiektami języki programowania operowały już od dawien dawna. Prawdziwe programowanie obiektowe w dzisiejszym, węższym znaczeniu rozpoczyna się jednak tam, gdzie obiektem może stać się także coś "nietypowego" - np. rysunek. Jest to jednak właściwy chyba moment, by zwrócić Ci uwagę, że z punktu widzenia komputera obiekt to coś, co zajmuje pewien obszar pamięci i z czym wiadomo jak postępować. ________________________________________________________________ Deklaracja: int A[12]; oznacza: należy zarezerwować 12 KOLEJNYCH komórek pamięci dla 12 liczb całkowitych typu int (po 2 bajty każda). Jednowymiarowa tablica (wektor) będzie się nazywać "A", a jej kolejne elementy zostaną ponumerowane przy pomocy indeksu: - zwróć uwagę, że w C zaczynamy liczyć OD ZERA A NIE OD JEDYNKI; A[0], A[1], A[2], A[3], .... A[11]. Jeśli chcemy zadeklarować: - indeks i; - wskaźnik, wskazujący nam początek (pierwszy, czyli zerowy

- 113-

element) tablicy; - samą tablicę; to takie deklaracje powinny wyglądać następująco: int i; int *pA; int A[12]; Aby wskaźnik wskazywał na początek tablicy A[12], musimy go jeszcze zainicjować: pA = &A[0]; Jeśli poszczególne elementy tablicy są zawsze rozmieszczane KOLEJNO, to: *pA[0] oznacza: "wyłuskaj zawartość komórki pamięci wskazanej przez wskaźnik", czyli inaczej - pobierz z pamięci pierwszy (zerowy!) element tablicy A[]. Jeśli deklaracja typów elementów tablicy i deklaracja typu wskaźnika są zgodne i poprawne, nie musimy się dalej martwić ile bajtów zajmuje dany obiekt - element tablicy. Zapisy: *pA[0];€€€€€€€€*pA;€€€€€€€€€€€A[0] *(pA[0]+1)€€€€€*(pA+1)€€€€€€€€A[1] *(pA[0]+2)€€€€€*(pA+2)€€€€€€€€A[2]€€€€€€itd. są równoważne i oznaczają kolejne wyrazy tablicy A[]. Jeśli tablica jest dwu- lub trójwymiarowa, początek tablicy oznacza zapis: A[0][0]; A[0][0][0]; itd. Zwróć uwagę, że wskaźnik do tablicy *pA oznacza praktycznie wskaźnik do POCZĄTKOWEGO ELEMENTU TABLICY: *pA == *pA[0] To samo można zapisać w języku C++ w jeszcze inny sposób. Jeśli A jest nazwą tablicy, to zapis: *A oznacza wskazanie do początku tablicy A, a zapisy: *(A+1)€€€€€€€€€€€€*(pA+1)€€€€€€€€A[1] *(A+8)€€€€€€€€€€€€*(pA+8)€€€€€€€€A[8] itd. są równoważne. Podobnie identyczne znaczenie mają zapisy:

- 114-

x = &A[i]€€€€€€€€x=A+i *pA[i]€€€€€€€€€*(A+i) Należy jednak podkreślić, że pomiędzy nazwami tablic (w naszym przykładzie A) a wskaźnikami istnieje zasadnicza różnica. Wskaźnik jest ZMIENNĄ, zatem operacje: pA = A; pA++; są dopuszczalne i sensowne. Nazwa tablicy natomiast jest STAŁĄ, zatem operacje: A = pA;€€€€€€€€€€€€€ŹLE ! A++;€€€€€€€€€€€€€€€€ŹLE ! są niedopuszczalne i próba ich wykonania spowoduje błędy ! DEKLAROWANIE I INICJOWANIE TABLIC. Elementom tablicy, podobnie jak zmiennym możemy nadawać watrości. Wartości takie należy podawać w nawiasach klamrowych, a wielkość tablicy - w nawiasach kwadratowych. Przykład int WEKTOR[5]; Tablica WEKTOR jest jednowymiarowa i składa się z 5 elementów typu int: WEKTOR[0]....WEKTOR[4]. Przykład float Array[10][5]; Tablica Array jest dwuwymiarowa i składa się z 50 elementów typu float: Array[0][0], Array[0][1]......Array[0][4] €€€€€€€Array[1][0], Array[1][1]......Array[1][4] €€€€€........................................... €€€€€ Array[9][0], Array[9][1]......Array[9][4] Przykład const int b[4]={1,2,33,444}; Elementom jednowymiarowej tablicy (wektora) b przypisano wartośći: b[0]=1; b[1]=2; b[2]=33; b[3]=444; Przykład int TAB[2][3]={{1, 2, 3},{2, 4, 6}}; €€€€€TAB[0][0]=1€€€€TAB[0][1]=2€€€€TAB[0][2]=3 €€€€€TAB[1][0]=2€€€€TAB[1][1]=4€€€€TAB[1][2]=6 Przykład : Tablica znakowa. Obie formy zapisu dają ten sam efekt.

- 115-

char hej[5]="Ahoj"; char hej[5]={'A', 'h', 'o', 'j'}; €€€€€hej[0]='A'€€€€€hej[1]='h'€€€€€hej[2]='o' itp. Przykład : Tablica uzupełniona zerami przez domniemanie. float T[2][3]={{1, 2.22}, {.5}}; kompilator uzupełni zerami do postaci: €€€€€T[0][0]=1€€€€€€T[0][1]=2.22€€€€€€€€T[0][2]=0 €€€€€T[1][0]=0.5€€€€T[1][1]=0€€€€€€€€€€€T[1][2]=0 Jeśli nawias kwadratowy zawierający wymiar pozostawimy pusty, to kompilator obliczy jego domniemaną zawartość w oparciu o podaną zawartość tablicy. Nie spowoduje więc błędu zapis: char D[]="Jakis napis" int A[][2]={{1,2}, {3,4}, {5,6}} Jeśli nie podamy ani wymiaru, ani zawartości: int A[]; kompilator "zbuntuje się" i wykaże błąd. Dla przykładu, skompiluj program przykładowy. Zwróć uwagę na sposób zainicjowania wskaźnika. [P023.CPP] # include "stdio.h" # include <conio.h> int a[][2]={ {1,2},{3,4},{5,6},{7,8},{9,10},{11,12} }; char b[]={ "Poniedzialek" }; int i; int *pa; char *pb; void main() { pa = &a[0][0]; pb = b; // lub pb = b[0]; clrscr(); for (i=0; i<12; i++) printf("%d\t%c\n", *(pa+i), *(pb+i)); getch(); } Zwróć uwagę, że w C++ każdy wymiar tablicy musi mieć swoją parę nawiasów kwadratowych. Dla przykładu, tablicę trójwymiarową należy deklarować nie tak TAB3D[i, j, k] lecz tak: int i, j, k;

- 116-

... TAB3D[i][j][k]; Jest w dobrym stylu panować nad swoimi danymi i umieszczać je w tzw. BUFORACH, czyli w wydzielonych obszarach pamięci o znanym adresie, wielkości i przeznaczeniu. W następnym programie przykładowym utworzymy taki bufor w postaci tablicy bufor[20] i zastosujemy zamiast funkcji scanf() czytającej bezpośrednio z klawiatury parę funkcji: gets() - GET String - pobierz łańcuch znaków z klawiatury do bufora; sscanf(bufor) - odczytaj z bufora (z pamięci). Aby uniknąć nielubianego goto stosujemy konstrukcję for - break. Dokładniej pętlę for omówimy w trakcie następnej lekcji. Ponieważ mam nadzieję, że "podstawową" postać pętli for pamiętasz z przykładów LOOP-n: for(i=1; i<100; i++) { ... } pozwalam sobie trochę wyprzedzająco zastosować ją w programie. Niepodobny do Pascala ani do Basica zapis wynika właśnie z tego, że skok następuje bezwarunkowo. Nagłówek pętli for * nie inicjuje licznika pętli (zbędne typowe i=1); * nie sprawdza żadnego warunku (zbędne i<100), * nie liczy pęti (i=i+1 lub i++ też zbędne !). [P024.CPP] # include <stdio.h> # include <conio.h> int liczba, ile = 0, suma = 0; void main() { char bufor[20]; clrscr(); printf("podaj liczby - ja oblicze SREDNIA i SUMA\n"); printf("ZERO = KONIEC\n"); for(;;) // Wykonuj petle BEZWARUNKOWO { gets(bufor); sscanf(bufor, "%d", &liczba); suma += liczba; ile++; if (liczba == 0) break; // JESLI ==0 PRZERWIJ PETLE

- 117-

} printf("Suma wynosi: %d\n", suma); printf("Srednia wynosi: %d\n", (suma / ile)); getch(); } Poniżej trochę bardziej "elegancka wersja" z zastosowaniem pętli typu while. Więcej o pętlach dowiesz się z następnej Lekcji. [P025.CPP] # include <stdio.h> # include <conio.h> int liczba, ile=1, suma=0; void main() { char bufor[20]; clrscr(); printf("podaj liczby - ja oblicze SREDNIA i SUMA\n"); printf("ZERO = KONIEC\n"); gets(bufor); sscanf(bufor, "%d", &liczba); while (liczba != 0) { suma += liczba; gets(bufor); sscanf(bufor, "%d", &liczba); if(liczba == 0) printf("I to by bylo na tyle...\n"); else ile++; } printf("Suma wynosi: %d\n", suma); printf("Srednia wynosi: %d\n", suma / ile); getch(); } Program powyższy, choć operuje tablicą, robi to trochę jakby za kulisami. Utwórzmy zatem inną - bardziej "dydaktyczną" tablicę, której elementy byłyby łatwo rozpoznawalne. PRZYKŁADY TABLIC WIELOWYMIAROWYCH. Dzięki matematyce bardziej jesteśmy przyzwyczajeni do zapisu tablic w takiej postaci: €€€€€€€€€€a11€€a12€€a13€€a14€€a15€€a16 €€€€€€€€€€a21€€a22€€a23€€a24€€a25€€a26 €€€€€€€€€€a31€€a32€€a33€€a34€€a35€€a36 €€€€€€€€€€a41€€a42€€a43€€a44€€a45€€a46

- 118-

gdzie a i,j /** indeks**/ oznacza element tablicy zlokalizowany w: - wierszu i - kolumnie j Przypiszmy kolejnym elementom tablicy następujące wartości: €€€€€€€€€€11€€€12€€€13€€€14€€€15€€€16 €€€€€€€€€€21€€€22€€€23€€€24€€€25€€€26 €€€€€€€€€€31€€€32€€€33€€€34€€€35€€€36 €€€€€€€€€€41€€€42€€€43€€€44€€€45€€€46 Jest to tablica dwuwymiarowa o wymiarach 4WIERSZE X 6KOLUMN, czyli krócej 4X6. Liczby będące elementami tablicy są typu całkowitego. Jeśli zatem nazwiemy ją TABLICA, to zgodnie z zasadami przyjętymi w języku C/C++ możemy ją zadeklarować: int TABLICA[4][6]; Pamiętajmy, że C++ liczy nie od jedynki a od zera, zatem TABLICA[0][0] = a11 = 11, TABLICA[2][3] = a34 = 34 itd. Znając zawartość tablicy możemy ją zdefiniować/zainicjować: int TABLICA[4][6]={{11,12,13,14,15,16},{21,22,23,24,25,26} {31,32,33,34,35,36},{41,42,43,44,45,46}}; Taki sposób inicjowania tablicy, aczkolwiek pomaga wyjaśnić metodę, z punktu widzenia programistów jest trochę "nieelegancki". Liczbę przypisywaną danemu elementowi tablicy można łatwo obliczyć. TABLICA[i][j] = (i+1)*10 + (j+1); Przykładowo: TABLICA[2][5] = (2+1)*10 +(5+1) = 36 Najbardziej oczywistym rozwiązaniem byłoby napisanie pętli int i, j; for (i=0; i<=3; i++) €€€€€{ for (j=0; j<=5; j++) €€€€€€€€€€{ TABLICA[i][j] = (i+1)*10 + (j+1);} €€€€€} Spróbujmy prześledzić rozmieszczenie elementów tablicy w pamięci i odwołać się do tablicy na kilka sposobów. [P026.CPP] int TABLICA[4][6]={{11,12,13,14,15,16},{21,22,23,24,25,26},

- 119-

{31,32,33,34,35,36},{41,42,43,44,45,46}}; # include <stdio.h> # include <conio.h> int *pT; int i, j; void main() { clrscr(); printf("OTO NASZA TABLICA \n"); for (i=0; i<=3; i++) { for (j=0; j<=5; j++) printf("%d\t", TABLICA[i][j]); printf("\n"); } printf("\n\Inicjujemy wskaźnik na poczatek tablicy\n"); printf("i INKREMENTUJEMY wskaźnik *pT++ \n"); pT=&TABLICA[0][0]; for (i=0; i<4*6; i++) printf("%d ", *(pT+i)); getch(); } Zwróć uwagę, że jeśli tablica ma wymiary A * B (np. 3 * 4) i składa się z k=A*B elementów, to w C++ zakres indeksów wynosi zawsze 0, 1, 2, .....A*B-2, A*B-1. Tak więc tablica 10 x 10 (stuelementowa) będzie składać się z elementów o numerach 0...99, a nie 1...100. [P027.CPP] # include <stdio.h> # include <conio.h> int TABLICA[4][6]; int *pT; int i, j; void main() { clrscr(); printf("Inicjujemy tablice\n"); for (i=0; i<4; i++) €€€€€for (j=0; j<6; j++) €€€€€{ TABLICA[i][j] = (i+1)*10 + (j+1); } // INDEKS! printf("OTO NASZA TABLICA \n"); for (i=0; i<=3; i++) { for (j=0; j<=5; j++) printf("%d\t", TABLICA[i][j]); printf("\n"); } printf("\n\Inicjujemy wskaźnik na poczatek tablicy\n");

- 120-

printf("i INKREMENTUJEMY wskaźnik *pT++ \n"); pT=&TABLICA[0][0]; for (i=0; i<4*6; i++) printf("%d ", *(pT+i)); getch(); } RĘCZNE I AUTOMATYCZNE GENEROWANIE TABLIC WIELOWYMIAROWYCH. Aby nabrać wprawy, spróbujmy pomanipulować inną tablicą, znaną Ci prawie "od urodzenia" - tabliczką mnożenia. Jest to kwadratowa tablica 10 x 10, której każdy wyraz opisuje się prostą zależnością T(i,j)=i*j. Jeśli przypomnimy sobie, że indeksy w C++ zaczną się nie od jedynki a od zera, zapis ten przybierze następującą formę: int T[10][10]; T[i][j] = (i+1)*(j+1); Do pełni szczęścia brak jeszcze wskaźnika do tablicy: int *pT; i jego zainicjowania pT = &T[0][0]; I już możemy zaczynać. Moglibyśmy oczywiście zainicjować tablicę "na piechotę", ale to i nieeleganckie, i pracochłonne, i o pomyłkę łatwiej. Pamiętaj, że komputer myli się rzadziej niż programista, więc zawsze lepiej jemu zostawić możliwie jak najwięcej roboty. [P028.CPP] # include <stdio.h> # include <conio.h> int T[10][10]; int *pT; int i, j, k; char spacja = ' '; void main() { clrscr(); printf("\t TABLICZKA MNOZENIA (ineksy)\n"); for (i=0; i<10; i++) { for (j=0; j<10; j++) { T[i][j] = (i+1)*(j+1); if (T[i][j]<10) printf("%d%c ", T[i][j], spacja); else printf("%d ", T[i][j]);

- 121-

} printf("\n"); } printf("\n Inicjujemy i INKREMENTUJEMY wskaźnik *pT++ \n\n"); pT=&T[0][0]; for (k=0; k<10*10; k++) { if (*(pT+k) < 10) printf("%d%c ", *(pT+k) , spacja); else printf("%d ", *(pT+k)); if ((k+1)%10 == 0) printf("\n"); } getch(); } Po wynikach jednocyfrowych dodajemy trzy spacje a po dwucyfrowych dwie spacje. Po dziesięciu kolejnych wynikach trzeba wstawić znak nowego wiersza. Sprawdzamy te warunki: if (*(pT+k) < 10) - jeśli wynik jest mniejszy niż 10... lub if (T[i][j] < 10); if ((k+1) % 10 == 0) - jeśli k jest całkowitą wielokrotnością 10, czyli - jeśli reszta z dzielenia równa się zero... Zastosowane w powyższych programach nawiasy klamrowe {} spełniają rolę INSTRUKCJI GRUPUJĄCEJ i pozwalają podobnie jak para BEGIN...END w Pascalu zamknąć w pętli więcej niż jedną instrukcję. Instrukcje ujęte w nawiasy klamrowe są traktowane jak pojedyncza instrukcja prosta. Tablice mogą zawierać liczby, ale mogą zawierać także znaki. Przykład prostej tablicy znakowej zawiera następny program przykładowy. [P029.CPP] # include <stdio.h> # include <conio.h> char T[7][12]={"Poniedzialek", "Wtorek", "Sroda", "Czwartek", "Piatek", "Sobota", "Niedziela"}; char *pT; int i, j, k; char spacja=' '; void main() { clrscr();

- 122-

pT =&T[0][0]; printf("\t TABLICA znakowa (ineksy)\n\n"); for (i=0; i<7; i++) { for (j=0; j<12; j++) printf("%c ", T[i][j] ); printf("\n"); } printf("\n\t Przy pomocy wskaźnika \n\n"); for (k=0; k<7*12; k++) { printf("%d ", *(pT+k) ); //TU! - opis w tekście if ((k+1)%12 == 0) printf("\n"); } getch(); } Nazwy dni mają różną długość, czym więc wypełniane są puste miejsca w tablicy? Jeśli w miejscu zaznaczonym komentarzem //TU! zmienisz format z printf("%c ", *(pT+k) ); na printf("%d ", *(pT+k) ); uzyskasz zamiast znaków kody ASCII. TABLICA znakowa (ineksy) P o n i e d z i a l e k W t o r e k S r o d a C z w a r t e k P i a t e k S o b o t a N i e d z i e l a Przy pomocy wskaźnika: 80 111 110 105 101 100 122 105 97 108 101 107 87 116 111 114 101 107 0 0 0 0 0 0 83 114 111 100 97 0 0 0 0 0 0 0 67 122 119 97 114 116 101 107 0 0 0 0 80 105 97 116 101 107 0 0 0 0 0 0 83 111 98 111 116 97 0 0 0 0 0 0 78 105 101 100 122 105 101 108 97 0 0 0 Okaże się, że puste miejsca zostały wypełnione zerami. Zero w kodzie ASCII - NUL - '\0' jest znakiem niewidocznym, nie było więc widoczne na wydruku w formie znakowej printf("%c"...). [Z] ________________________________________________________________

- 123-

1. Posługując się wskaźnikiem i inkrementując wskaźnik z różnym krokiem - np. pT += 2; pT += 3 itp., zmodyfikuj programy przykładowe tak, by uzyskać wydruk tylko części tablicy. 2. Spróbuj zastąpić inkrementację wskaźnika pT++ dekrementacją, odwracając tablicę "do góry nogami". Jak należałoby poprawnie zainicjować wskaźnik? 3. Napisz program drukujący tabliczkę mnożenia w układzie szesnastkowym - od 1 * 1 do F * F. 4. Wydrukuj nazwy dni tygodnia pionowo i wspak. 5. Zinterpretuj następujące zapisy: int *pt_int; float *pt_float; int p = 7, d = 27; float x = 1.2345, Y = 32.14; void *general; pt_int = &p; *pt_int += d; general = pt_int; pt_float = &x; Y += 5 * (*pt_float); general = pt_float; const char *name1 = "Jasio"; // wskaźnik do STALEJ char *const name2 = "Grzesio"; // wskaźnik do STALEGO ADRESU ________________________________________________________________

- 124-

LEKCJA 13. Jak tworzyć w programie pętle i rozgałęzienia. _______________________________________________________________ W trakcie tej lekcji: 1. Dowiesz się znacznie więcej o pętlach. 2. Przeanalizujemy instrukcje warunkowe i formułowanie warunków. _______________________________________________________________ Zaczniemy tę lekcję nietypowo - od słownika, ponieważ dobrze jest rozumieć dokładnie co się pisze. Tym razem słownik jest trochę obszerniejszy. Pozwalam sobie przytoczyć niektóre słowa powtórnie - dla przypomnienia i Twojej wygody. Do organizacji pętli będą nam potrzebne następujące słowa: [S!] conditional expressions - wyrażenia warunkowe structural loops - pętle strukturalne ________________________________________________________________ if - jeżeli (poprzedza warunek do sprawdzenia); else - a jeśli nie, to (w przeciwnym wypadku...); for - dla; while - dopóki (dopóki nie spełnimy warunku); do - wykonaj, wykonuj; break - przerwij (wykonanie pętli); switch - przełącz; case - przypadek, wariant (jedna z możliwości); goto - idź do... default - domyślny, (automatyczny, pozostały); continue - kontynuuj (pętlę); ________________________________________________________________ UWAGA: W C/C++ nie stosuje się słowa THEN. PĘTLA TYPU for. Ogólna postać pętli for jest następująca: for (W_inicjujące; W_logiczne; W_kroku) Instrukcja; gdzie skrót W_ oznacza wyrażenie. Każde z tych wyrażeń może zostać pominięte (patrz --> for(;;)). Wykonanie pętli for przebiega następująco: 1. Wykonanie JEDEN raz WYRAŻENIA INICJUJĄCEGO. 2. Obliczenie wartości LOGICZNEJ wyrażenia logicznego. 3. Jeśli W_logiczne ma wartość PRAWDA (TRUE) nastąpi wykonanie Instrukcji. 4. Obliczenie wyrażenia kroku. 5. Powtórne sprawdzenie warunku - czy wyrażenie logiczne ma wartość różną od zera. Jeśli wyrażenie logiczne ma wartość zero, nastąpi zakończenie pętli. Warunek jest testowany PRZED wykonaniem instrukcji. Jeśli zatem nie zostanie spełniony warunek, instrukcja może nie wykonać się ANI RAZ.

- 125-

Instrukcja może być INSTRUKCJĄ GRUPUJĄCĄ, składającą się z instrukcji prostych, deklaracji i definicji zmiennych lokalnych: { ciąg deklaracji lub definicji; ciąg instrukcji; } Ogromnie ważny jest fakt, że C++ ocenia wartość logiczną wyrażenia według zasady: 0 - FALSE, FAŁSZ, inaczej ZERO LOGICZNE jeśli WYRAŻENIE == 0 lub jest fałszywe w znaczeniu logicznym; 1 - TRUE, PRAWDA, JEDYNKA LOGICZNA, jeśli wyrażenie ma DOWOLNĄ WARTOŚĆ NUMERYCZNĄ RÓŻNĄ OD ZERA (!) lub jest prawdziwe w sensie logicznym. Przykład: "Klasycznie" zastosowana pętla for oblicza pierwiastki kwadratowe kolejnych liczb całkowitych. #include <math.h> #include <stdio.h> void main() { int n; for (n=0; n<=100; n++) printf("%f\t", sqrt(n)); getch(); } Wyrażenie inicjujące może zostać pominięte. Innymi słowy zmienna może zostać zainicjowana na zewnątrz pętli, a pętla przejmie ją taką jaka jest w danym momencie. Przykładowo: ..... { float n; n=(2*3)/(3*n*n - 1.234); ...... for (; n<=100; n++) printf("%f4.4\t", sqrt(n)); Przykład: Warunek przerwania pętli może mieć także inny charakter. W przykładzie pętla zostanie przerwana, jeśli różnica pomiędzy kolejnymi pierwiastkami przekroczy 3.0. void main() { float y=0, n=0; for (; (sqrt(n)-y)<=3.0; n++) €€€€€{ y=sqrt(n); €€€€€ printf("%f2.3\t", y);

- 126-

€€€€€} getch(); } UWAGA: Sprawdź, czy nawias (sqrt(n)-y)<=3 można pominąć? Jaki jest priorytet operatorów w wyrażeniach: (sqrt(n)-y)<=3.0 i sqrt(n)-y<=3.0 Jaki będzie wynik? Dlaczego? Przykład: Instrukcja stanowiąca ciało pętli może być instrukcją pustą a wszystkie istotne czynności mogą zostać wykonane w ramach samego "szkieletu" for. Program przykładowy sprawdza ile kolejnych liczb całkowitych trzeba zsumować by uzyskać sumę nie mniejszą niż tysiąc. void main() { float SUMA=0, n=0; for (; SUMA < 1000; SUMA+=(++n)); printf("%f", n); getch(); } [???] CZY NIE MOŻNA JAŚNIEJ ??? ________________________________________________________________ Można, ale po nabraniu wprawy takie skróty pozwolą Ci przyspieszyć tworzenie programów. Zmniejszenie wielkości pliku tekstowego jest w dzisiejszych czasach mniej istotne. Rozszyfrujmy zapis SUMA+=(++n). Preinkrementacja następuje PRZED użyciem zmiennej n, więc: 1. Najpierw ++n, czyli n=n+1. 2. Potem SUMA=SUMA+ (n+1). Dla wyjaśnienia przedstawiam dwie wersje (obie z pętlą for): void main() { void main() float SUMA=0; { float SUMA=0, n=0; int n; for (; SUMA < 1000; SUMA+=(++n)); } clrscr(); for (n=0; SUMA<=1000; n++) { SUMA=SUMA+n; } } ________________________________________________________________ To jeszcze nie koniec pokazu elastyczności C/C++. W pętli for wolno nam umieścić więcej niż jedno wyrażenie inicjujące i więcej niż jedno wyrażenie kroku oddzielając je przecinkami. flat a, b, c;

- 127-

const float d=1.2345; void main() { for (a=5,b=3.14,c=10; c; ++a,b*=d,c--) printf("\n%f\t%f\t%f", a,b,c); getch(); } Zwróć uwagę, że zapisy warunku: if (c)...; i if (c != 0)...; są w C++ równoważne. Przykład: Program będzie pisał kropki aż do naciśnięcia dowolnego klawisza, co wykryje funkcja kbhit(), będąca odpowiednikem KeyPressed w Pascalu. Zapis !kbhit() oznacza "NIE NACIŚNIĘTO KLAWISZA", czyli w buforze klawiatury nie oczekuje znak. Zwróć uwagę, że funkcja getch() może oczekiwać na klawisz w nieskończoność. Aby uniknąć kłopotliwych sytuacji, czasem znacznie wygodniej jest zastosować kbhit(), szczególnie, jeśli czekamy na DOWOLNY klawisz. void main() { for (; !kbhit(); printf(".")); } Przykład: Wskaźnik w charakterze zmiennej roboczej w pętli typu for. Pętla powoduje wypisanie napisu. char *Ptr = "Jakis napis"; void main() { for (; (*Ptr) ;) printf("%c",*Pt++); getch(); } AUTOMATYCZNE GENEROWANIE TABLIC W PĘTLI for Na dyskietce znajdziesz jeszcze kilka przykładów FORxx.CPP użycia pętli. A teraz, zanim będziemy kontynuować naukę - przykładowy program do zabawy. Pętla for służy do wykrywania zgodności klawisza z elementami tablicy TABL[]. W tablicy D[] umieszczone zostały częstotliwości kolejnych dźwięków, które program oblicza sam, wykorzystując przybliżony współczynnik. [P030.CPP]

- 128-

# include "conio.h" # include "dos.h" # include "math.h" # include "stdio.h" char TABL[27]={"zsxdcvgbhnjm,ZSXDCVGBHNJM<"}; char k; float D[26]; int i; void main() { clrscr(); printf("[A]- KONIEC, dostepne klawisze: \n"); printf(" ZSXDCVGBHNJM,i [Shift]"); D[0]=200.0; for(i=1; i<26; i++) D[i]=D[i-1]*1.0577; for (;;) //patrz przyklad {*} { k = getch(); for(i=0; i<27; i++) { if (k==TABL[i]) { sound(D[i]); delay(100); nosound(); } }; if (k=='a'|| k=='A') break; //Wyjście z pętli. k = '0'; }; } Po uruchomieniu programu klawisze działają w sposób przypominający prosty klawiszowy instrument muzyczny. Automatyczne zainicjowanie tablicy wielowymiarowej możemy pozostawić C++. Wielkość tablicy może być znana na etapie kompilacji programu, lub określona w ruchu programu. C++ traktuje stałą (const) jako szczególny przypadek wyrażenia stałowartościowego (ang. true constant expression). Jeśli zadeklarowaliśmy zmienną wymiar jako stałą, możemy zastosować ją np. do zwymiarowania tablicy TAB[]. Przykład poniżej przedstawia takie właśnie zastosowanie stałych w C++. [P031.CPP] /* Inicjowanie tablicy przy pomocy stałej */ # include <iostream.h> main() { const int wymiar = 7; //Deklaracja stałej char TAB[wymiar]; //Deklaracja tablicy

- 129-

cout << "\n Wielkosc tablicy TAB[] wynosi: " << sizeof TAB; cout << " bajtow."; return 0; } Umożliwia to dynamiczne inicjowanie tablic pod warunkiem rygorystycznego przestrzegania zasady, że do zainicjowana stałej możemy zastosować wyłącznie wyrażenie stałowartościowe. . [S] sizeof - wielkość w bajtach. DANE PREDEFINIOWANE. Dla ułatwienia życia programiście producenci kompilatorów C++ stosują stałe predefiniowane w plikach nagłówkowych, np.: _stklen - wielkość stosu, O_RDONLY - tryb otwarcia pliku "tylko do odczytu", GREEN - numer koloru w palecie, itp., itp. Predefiniowanych stałych możemy używać do deklarowania indeksów/rozmiarów tablic. PĘTLA TYPU while. Pętlę typu while stosuje się na ogół "do skutku", tj. do momentu spełnienia warunku, zwykle wtedy, gdy nie jesteśmy w stanie przewidzieć potrzebnej ilości cykli. Konstrukcja pętli while wygląda następująco: while (Wyrażenie_logiczne) Instrukcja; Jeśli Wyrażenie_logiczne ma wartość różną od zera, to zostanie wykonana Instrukcja. Sprawdzenie następuje PRZED wykonaniem Instrukcji, toteż Instrukcja może nie zostać wykonana ANI RAZU. Instrukcja może być INSTRUKCJĄ GRUPUJĄCĄ. Przykład Stosujemy pętlę while do programu piszącego kropki (patrz wyżej). void main() { while (!kbhit()) printf("."); } Przykład Stosujemy pętlę while w programie obliczającym sumę.

- 130-

void main(){ float SUMA=0, n=0; clrscr(); while (SUMA<1000) SUMA+=(++n); printf("SUMA: %4.0f ostatnia liczba: %3.0f", SUMA, n); getch(); } [P032.CPP] char *Pointer1="Koniec napisu to \0, *Pointer==0 "; char *Pointer2="Koniec napisu to \0, *Pointer==0 "; void main(){ clrscr(); while (*Pointer1) printf("%c", *Pointer1++); printf("\nZobacz ten NUL na koncu lancucha znakow\n"); while (*Pointer2) printf("%c", *Pointer2++); printf("%d", *Pointer2); getch(); } PĘTLA do...while. Konstrukcja dwuczłonowa do...while tworzy pętlę, która: * jest wykonywana zawsze CO NAJMNIEJ JEDEN RAZ, ponieważ warunek jest sprawdzany nie na wejściu do pętli, a na wyjściu z pętli; * przerwanie pętli powodowane jest przez NIESPEŁNIENIE WARUNKU. Schemat pętli do...while jest następujący: do Instrukcja while (Wyrażenie_logiczne); Instrukcja może być instrukcją grupującą. Przykład: void main() { do {printf(".");} while (!kbhit()); printf("Koniec petli...."); } INSTRUKCJA WARUNKOWA if, if...else i if...else...if.. Instrukcja warunkowa ma postać:

- 131-

if (Wyrażenie) Instrukcja; if (Wyrażenie) Instrukcja1 else Instrukcja2; Jeśli Wyrażenie ma wartość różną od zera (LOGICZNĄ bądź NUMERYCZNĄ !) to zostanie wykonana Instrukcja1, w przeciwnym razie wykonana zostanie Instrukcja2. Instrukcje mogą być instrukcjami grupującymi. Słowa kluczowe if i else mogą być stosowane wielokrotnie. Pozwala to tworzyć np. tzw. drzewa binarne. Przykład: void main() { float a; scanf("%f", &a); if (a<0) printf("Ujemna!"); €€€€€else if (a==0) printf("Zero!"); €€€€€€€€€€else printf("Dodatnia!"); } Przykład: if (a>0) if (a<100) printf("Dwucyfrowa"); else printf("100+"); inaczej: if(a>0) {if(a<100) printf("Dwucyfrowa"); else printf("100+");} Wyrażenie może zawierać operatory logiczne: if (a>0 && a<100) printf("Dwucyfrowa"); else printf("100+"); Zapis 100+ oznacza "sto i więcej". Przykład: C++ pozwala na krótszy zapis instrukcji warunkowej: (a>b)? MAX=a : MAX=b; inaczej: if (a>b) MAX=a; else MAX=b; INSTRUKCJE break i continue. Instrukcja break powoduje natychmiastowe bezwarunkowe opuszczenie pętli dowolnego typu i przejście do najbliższej instrukcji po zakończeniu pętli. Jeśli w pętli for opuścimy wyrażenie logiczne, to zostanie automatycznie przyjęte 1. Pętla będzie zatem wykonywana bezwarunkowo w nieskończoność. W przykładzie poniżej nieskończoną pętlę przerywa po podaniu z kalwiatury zera instrukcja break.

- 132-

Przykład: float a, sigma=0; void main(){ for (;;) { printf("\n Podaj liczbe do sumowania\n"); scanf("%f", &a); if (a==0) break; sigma+=a; printf("\n SUMA: %f",sigma); } printf("Nastapil BREAK"); getch(); } Instrukcja continue. Instrukcja continue powoduje przedwczesne, bezwarunkowe zakończenie wykonania wewnętrznej instrukcji pętli i podjęcie próby realizacji następnego cyklu pętli. Próby, ponieważ najpierw zostanie sprawdzony warunek kontynuacji pętli. Program z przykładu poprzedniego zmodyfikujemy w taki sposób, by * jeśli liczba jest dodatnia - dodawał ją do sumy sigma; * jeśli liczba jest ujemna - nie robił nic, pomijał bieżącą pętlę przy pomocy rozkazu continue; (Ponieważ warunek wejściowy pętli jest zawsze spełniony, to pętlę zawsze uda się kontynuować.) * jeśli liczba równa się zero - przerywał pętlę instrukcją break Przykład: float a, sigma=0; void main() { for (;;) { printf("\n Sumuje tylko liczby dodatnie\n"); scanf("%f", &a); if (a<0) continue; if (a==0) break; sigma+=a; printf("\n SUMA: %f",sigma); } printf("Nastapil BREAK"); getch(); } INSTRUKCJE switch i case. Instrukcja switch dokonuje WYBORU w zależności od stanu wyrażenia przełączającego (selector) jednego z możliwych

- 133-

przypadków - wariantów (case). Każdy wariant jest oznaczony przy pomocy stałej - tzw. ETYKIETY WYBORU. Wyrażenie przełączające może przyjmować wartości typu int. Ogólna postać istrukcji jest następująca: switch (selector) { case STAŁA1: Ciąg_instrukcji-wariant 1; case STAŁA2: Ciąg_instrukcji-wariant 2; ............................... case STAŁAn: Ciąg_instrukcji-wariant n; default : Ostatni_ciąg_instrukcji; } Należy podkreślić, że po dokonaniu wyboru i skoku do etykiety wykonane zostaną również WSZYSTKIE INSTRUKCJE PONIŻEJ DANEJ ETYKIETY. Jeśli chcemy tego uniknąć, musimy dodać rozkaz break. [P033.CPP] # define pisz printf //dla przypomnienia # include <stdio.h> void main() { int Numer_Dnia; pisz("\nPodaj numer dnia tygodnia\n"); scanf("%d", &Numer_Dnia); switch(Numer_Dnia) { case 1: pisz("PONIEDZIALEK."); case 2: pisz("WTOREK"); case 3: pisz("SRODA."); case 4: pisz("CZWARTEK."); case 5: pisz("PIATEK."); case 6: pisz("SOBOTA."); case 7: pisz("NIEDZIELA."); default: pisz("\n *********************"); } } Zwróć uwagę, że w przykładzie wariant default zostanie wykonany ZAWSZE, nawet jeśli podasz liczbę większą niż 7. [P034.CPP] # define pisz printf # include <stdio.h> void main() { int Numer_Dnia; pisz("\nPodaj numer dnia tygodnia\n"); scanf("%d", &Numer_Dnia); switch(Numer_Dnia)

- 134-

{ case 1: pisz("PON."); break; case 2: pisz("WTOR"); break; case 3: pisz("SRO."); break; case 4: pisz("CZW."); break; case 5: pisz("PIO."); break; case 6: pisz("SOB."); break; case 7: pisz("NIEDZ."); break; default: pisz("\n ?????"); } } Instrukcja break przerywa wykonanie. Wariant default zostanie wykonany TYLKO w przypadku podania liczby większej niż 7. INSTRUKCJA POWROTU return. Służy do zakończenia wykonania zawierającej ją funkcji i może mieć postać: return; return stała; return Wyrażenie; return (wyrażenie); Przykład: Definiujemy funkcję _dodaj() zwracającą, poprzez instrukcję return wartość przekazanego jej w momencie wywołania argumentu powiększoną o 5. float _dodaj(float x) { x+=5; return x; } Funkcja _dodaj() zwraca wartość i nadaje tę wartość zmiennej wynik zadeklarowanej nazewnątrz funkcji i znanej w programie głównym. A oto program w całości. [P035.CPP] float funkcja_dodaj(float x) { x += 5; return x; } float dana = 1, wynik = 0; void main() { clrscr(); wynik = funkcja_dodaj(dana);

- 135-

printf("%f", wynik); } INSTRUKCJA SKOKU BEZWARUNKOWEGO goto I ETYKIETY. Składnia instrukcji skoku goto jest następująca: goto Identyfikator_etykiety; UWAGA: Po każdej etykiecie musi wystąpić CO NAJMNIEJ JEDNA INSTRUKCJA. Jeśli etykieta oznacza koniec programu, to musi po niej wystąpić instrukcja pusta. Instrukcja goto nie cieszy się powodzeniem ani dobrą sławą (niesłusznie!). Ostrożne i umiejętne jej stosowanie jeszcze nikomu nie zaszkodziło. Należy tu zaznaczyć, że etykieta nie wymaga deklaracji. Przykład: Program poniżej generuje dźwięki i "odlicza". [P036.CPP] #include <dos.h> #include <stdio.h> void main() { int czestotliwosc=5000, n=10, milisekundy=990; printf("\n"); start: { sound(czestotliwosc); delay(milisekundy); nosound(); czestotliwosc/=1.2; printf("%d\b", --n); if (n) goto start; //petle strukturalne zrob sam(a) } koniec: ; } // Tu jest instrukcja pusta. [S!] DOS API function names - nazwy funkcji z interfejsu DOS ________________________________________________________________ sound - dźwięk; delay - opóźnienie, zwłoka; nosound - bez dźwięku (wyłącz dźwięk); ________________________________________________________________ [Z] ________________________________________________________________ 1. Biorąc pod uwagę, że iloraz częstotliwości kolejnych dźwięków jest stały tzn. Fcis/Fc=Ffis/Ff=....=const oraz, że oktawa to

- 136-

podwojenie częstotliwości, opracuj program i oblicz częstotliwości poszczególnych dźwięków. 2. Spróbuj zastosować w programie przykładowym kolejno pętle for, while, do...while. 3. Zastosuj we własnym programie doświadczalnym instrukcję switch.

- 137-

LEKCJA 14. Jak tworzyć i stosować struktury. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji poznasz pojęcia: * Klasy zmiennej. * Struktury. * Pola bitowego. * Unii. Dowiesz się także więcej o operacjach logicznych. ________________________________________________________________ CO TO JEST KLASA ZMIENNEJ? W języku C i C++ programista ma większy wpływ na rozmieszczenie zmiennych w pamięci operacyjnej komputera i w rejestrach mikroprocesora. Może to mieć decydujący wpływ na dostępność danych z różnych miejsc programu i szybkość działania programu. Należy podkreślić, że TYP ZMIENNEJ (char, int, float itp.) decyduje o sposobie interpretacji przechowywanych w pamięci zer i jedynek, natomiast KLASA ZMIENNEJ decyduje o sposobie przechowywania zmiennej w pamięci. W C++ występują cztery klasy zmiennych. ZMIENNE STATYCZNE - static. Otrzymują stałą lokalizację w pamięci w momencie uruchamiania programu. Zachowują swoją wartość przez cały czas realizacji programu, chyba, że świadomie zażądamy zmiany tego stanu - np. instrukcją przypisania. Przykład deklaracji: static float liczba; W większości kompilatorów C++ zmienne statyczne, które nie zostały jawnie zainicjowane w programie, otrzymują po zadeklarowaniu wartość ZERO. ZMIENNE AUTOMATYCZNE - auto. Otrzymują przydział miejsca w pamięci dynamicznie - na stosie procesora, w momencie rozpoczęcia wykonania tego bloku programu, w którym zmienne te zostały zadeklarowane. Przydzielenie pamięci nie zwalnia nas z obowiązku zainicjowania zmiennej (wcześniej wartość zmiennej jest przypadkowa). Zmienne automatyczne "znikają" po zakończeniu wykonywania bloku. Pamięć im przydzielona zostaje zwolniona. Przykład: auto long suma; ZMIENNE REJESTROWE - register. Zmienne rejestrowe są także zmiennymi lokalnymi, widocznymi tylko wewnątrz tego bloku programu, w którym zostały zadeklarowane. C++ może wykorzystać dwa rejestry mikroprocesora - DI i SI do przechowywania zmiennych. Jeśli zadeklarujemy w

- 138-

programie więcej zmiennych jako zmienne rejestrowe - zostaną one umieszczone na stosie. Znaczne przyspieszenie działania programu powoduje wykorzystanie rejestru do przechowywania np. licznika pętli. Przykład: register int i; ..... for (i=1; i<1000; i++) {.....} ZMIENNE ZEWNĘTRZNE - extern. Jeśli zmienna została - raz i TYLKO RAZ - zadeklarowana w pojedynczym segmencie dużego programu, zostanie w tymże segmencie umieszczona w pamięci i potraktowana podobnie do zmiennych typu static. Po zastosowaniu w innych segmentach deklaracji extern zmienna ta może być dostępna w innym segmencie programu. Przykład: extern int NUMER; STRUKTURY. Poznane wcześniej tablice mogą zawierać wiele danych, ale wszystkie te dane muszą być tego samego typu. Dla zgrupowania powiązanych ze sobą logicznie danych różnego typu C/C++ stosuje STRUKTURY, deklarowane przy pomocy słowa struct. Kolejne pola struktury są umieszczane w pamięci zgodnie z kolejnością ich deklarowania. Strukturę, podobnie jak zmienną, MUSIMY ZADEKLAROWAĆ. Struktura jest objektem bardziej złożonym niż pojedyncza zmienna, więc i deklaracja struktury jest bardziej skomplikowana. Deklaracja struktury składa się z następujących elementów: 1. Słowo kluczowe struct (obowiązkowe). 2. Nazwa (opcjonalna). Jeśli podamy nazwę, to nazwa ta będzie oznaczać dany typ struktury. 3. Nawias klamrowy { 4. Deklaracje kolejnych składników struktury. 5. Nawias klamrowy } 6. Lista nazw struktur określonego powyżej typu (może zostać zadeklarowana oddzielnie). Przykład. Deklaracja ogólnego typu struktury i określenie wewnętrznej postaci struktury. struct Ludzie { char Imiona[30]; char Nazwisko[20];

- 139-

int wiek; char pokrewienstwo[10] }; Jeśli określimy już typ struktury - czyli rodzaj, wielkość i przeznaczenie poszczególnych pól struktury, możemy dalej tworzyć - deklarować i inicjować konkretne struktury danego typu. Przykład. Deklaracja zmiennych - struktur tego samego typu. struct Ludzie Moi, Twoi, Jego, Jej, Szwagra; Deklarację struktur można połączyć. Przykład. Połączona deklaracja struktur. struct Ludzie { char pokrewienstwo[10]; char Imiona[30]; int wiek; } Moi, Twoi, Szwagra; Struktury statyczne * mają stałe miejsce w pamięci w trakcie całego programu; * są "widoczne" i dostępne w całym programie. Zadeklarujemy teraz typ struktury i zainicjujemy dwie struktury. Przykład. Zainicjowanie dwu struktur statycznych. struct Ludzie { char pokrewienstwo[10]; char Imiona[30]; int wiek; }; struct Ludzie Moi, Szwagra; static struct Ludzie Moi = { "Stryjek", "Walenty", 87 }; static struct Ludzie Szwagra = { "ciotka", "Ala", 21 }; Zapis static struct Ludzie Szwagra; oznacza: statyczna struktura typu "Ludzie" pod nazwą "Szwagra". Do struktury w całości możemy odwoływać się za pomocą jej nazwy a do poszczególnych elementów struktury poprzez nazwę struktury i nazwę pola struktury - ROZDZIELONE KROPKĄ ".". Zademonstrujmy to na przykładzie. Zwróć uwagę na różne sposoby przekazywania danych pomiędzy strukturami:

- 140-

C4.Wiek=Czlowiek2.Wiek; - przekazanie zawartości pojedynczego pola numerycznego; C4=Czlowiek3; - przekazanie zawartości całej struktury Czlowiek3 do C4. Przykład. Program manipulujący prostą strukturą. [P037.CPP] int main() { struct Ludzie { char Imie[20]; int Wiek; char Status[30]; char Tel_Nr[10]; }; static struct Ludzie Czlowiek1={"Ala", 7, "Ta, co ma Asa","?"}, Czlowiek2={"Patrycja", 13, "Corka", "8978987"}, Czlowiek3={"Krzysztof", 27, "Kolega z przedszkola", "23478"}; struct Ludzie C4, C5; C4=Czlowiek3; C4.Wiek=Czlowiek2.Wiek; C5=Czlowiek1; clrscr(); printf("%s %d %s\n", C4.Imie, C4.Wiek, C4.Status); printf("%s %s",C5.Imie, C5.Status); return 0; } Tablice mogą być elementami struktur, ale i odwrotnie - ze struktur, jak z cegiełek można tworzyć konstrukcje o wyższym stopniu złożoności - struktury struktur i tablice struktur. Jeśli tablica składa się z liczb typu int, to deklarujemy ją: int TABLICA[10]; jeśli tablica składa się ze struktur, to deklarujemy ją: struct TABLICA[50]; W przykładzie poniżej przedstawiono

- 141-

* deklarację jednowymiarowej tablicy LISTA[50], * elementami tablicy są struktury typu SCzlowiek, * jednym z elementów każdej struktury SCzlowiek jest struktura "niższego rzędu" typu Adres; [P038.CPP] int main() { struct Adres { char Ulica[30]; int Nr_Domu; int Nr_Mieszk; }; struct SCzlowiek { char Imie[20]; int Wiek; struct Adres Mieszkanie; }; struct SCzlowiek LISTA[50]; LISTA[1].Wiek=34; LISTA[1].Mieszkanie.Nr_Domu=29; printf("%d", LISTA[1].Mieszkanie.Nr_Domu); return 0; } Zapis printf("%d", LISTA[1].Mieszkanie.Nr_Domu oznacza: * wybierz element nr 1 z tablicy LISTA; (jak wynika z deklaracji tablicy, każdy jej element będzie miał wewnętrzną strukturę zorganizowaną tak, jak opisano w deklaracji struktury SCzlowiek); * wybierz ze struktury typu SCzlowiek pole Mieszkanie; (jak wynika z deklaracji, pole Mieszkanie będzie miało wewnętrzną organizację zgodną ze strukturą Adres); * ze struktury typu Adres wybierz pole Nr_Domu; * Wydrukuj zawartość pola pamięci interpretując ją jako liczbę typu int - w formacie %d. Słowo struktura tak doskonale pasuje, że chciałoby się powiedzieć: jeśli struktura struktur jest wielopoziomowa, to podobnie, jak przy wielowymiarowych tablicach, każdy poziom przy nadawaniu wartości musi zostać ujęty w dodatkową parę nawiasów klamrowych.

- 142-

[???] A CO Z ŁAŃCUCHAMI ZNAKOWYMI ? ________________________________________________________________ Język C++ oferuje do kopiowania łańcuchów znakowych specjalną funkcję strcpy(). Nazwa funkcji to skrót STRing CoPY (kopiuj łańcuch). Sposób wykorzystania tej funkcji: strcpy(Dokąd, Skąd); lub strcpy(Dokąd, "łańcuch znaków we własnej osobie"); Szczegóły - patrz Lekcja o łańcuchach znakowych. ________________________________________________________________ STRUKTURY I WSKAŹNIKI. Wskaźniki mogą wskazywać strukturę w całości lub element struktury. Język C/C++ oferuje specjalny operator -> który pozwala na odwoływanie się do elementów struktury. W przykładzie poniżej przedstawiono różne sposoby odwołania się do elementów trzech identycznych struktur STA, STB, STC. [P039.CPP] int main() { struct { char Tekst[20]; int Liczba1; float Liczba2; } STA, STB, STC, *Pointer; STA.Liczba1 = 1; STA.Liczba2 = 2.2; strcpy(STA.Tekst, "To jest tekst"); STB=STA; Pointer = &STC; Pointer->Liczba1 = 1; Pointer->Liczba2 = 2.2; strcpy(Pointer->Tekst, STA.Tekst); printf("\nLiczba1-STA Liczba2-STB Tekst-STC\n\n"); printf("%d\t", STA.Liczba1); printf("%f\t", STB.Liczba2); printf("%s", Pointer->Tekst); return 0; }

- 143-

Rozszyfrujmy zapis: strcpy(Pointer->Tekst, STA.Tekst); Skopiuj łańcuch znaków z pola Tekst struktury STA do pola Tekst struktury wskazywanej przez pointer. Prawda, że to całkiem proste? [???] CZY MUSIMY TO ROZDZIELAĆ ? ________________________________________________________________ Jak zauważyłeś, liczby moglibyśmy zapisywać także jako łańcuchy znaków, ale wtedy nie moglibyśmy wykonywać na tych liczbach działań. Konwersję liczba - łańcuch znaków lub odwrotnie łańcuch znaków - liczba wykonują w C specjalne funkcje np.: atoi() - Ascii TO Int.; itoa() - Int TO Ascii itp. Więcej informacji na ten temat i przykłady znajdziesz w dalszej części książki. ________________________________________________________________ Elementami struktury mogą być zmienne dowolnego typu, łądznie z innymi strukturami. Ciekawostka: ________________________________________________________________ Wskaźnik do deklarowanej struktury może być w języku C/C++ jak jeden z jej WŁASNYCH elementów. Jeśli wskaźnik wchodzący w skład struktury wskazuje na WŁASNĄ strukturę, to nazywa się to AUTOREFERENCJĄ STRUKTURY. ________________________________________________________________ POLA BITOWE. Często zdarza się, że jakaś zmienna ma zawężony zakres wartości. Dla przykładu zmienne logiczne (tzw. flagi) to zawsze tylko 0 lub 1. Wiek rzadko przekracza 255 lat a liczba dzieci zwykle nie jest większa niż 15. Nawet najbardziej niestali panowie nie zdążą ożenić się i rozwieść więcej niż 7 razy. Gdybyśmy zatem chcieli zapisać informacje * płeć 0 - mężczyzna, 1 - kobieta ( 1 bit ); * wiek 0 - 255 lat (8 bitów); * ilość dzieci 0 - 15 (4 bity); * kolejny numer małżeństwa 0 - 7 (3 bity); to przecież wszystkie te informacje mogą nam się zmieścić w jednym szesnastobitowym rejestrze lub w dwu bajtach pamięci. Takie kilka bitów wydzielone i mające określone znaczenie to właśnie pole bitowe. C++ pozwala także na uwzględnianie znaku w polach bitowych. Pola bitowe mogą być typu int i unsigned int

- 144-

(czyli takie jak w przykładzie poniżej). Jeśli jakieś dane chcemy przechowywać w postaci pola bitowego, w deklaracji struktury sygnalizujemy to dwukropkiem. Stwarza to dwie istotne możliwości: * bardziej ekonomicznego wykorzystania pamięci; * łatwego dodatkowego zaszyfrowania danych. [P040.CPP] //Pamietaj o dolaczeniu plikow naglowkowych ! int main() { struct USC { int Sex : 1; unsigned Wiek : 8; unsigned Dzieci : 4; unsigned Ktora : 3; } Facet; int bufor; clrscr(); Facet.Sex = 0; printf("\n Ile ma lat ? : "); scanf("%d", &bufor); Facet.Wiek = bufor; printf("\n Ktore malzenstwo ? : "); scanf("%d", &bufor); Facet.Ktora = bufor; printf("\n Ile dzieci ? : "); scanf("%d", &bufor); Facet.Dzieci = bufor; printf("\n\n"); if (Facet.Ktora) printf("Facet ma %d zone", Facet.Ktora); printf("\nPlec: Dzieci: Wiek (lat): \n\n"); printf("%d\t%d\t%d", Facet.Sex, Facet.Dzieci, Facet.Wiek); getch(); return 0; } Uruchom program i sprawdź co się stanie, jeśli Facet będzie miał np. 257 lat lub 123 żonę. Przekroczenie zadeklarowanego zakresu powoduje obcięcie części bitów. Aby uzyskać "wyrównanie" pola bitowego do początku słowa należy przed interesującym naspolem bitowym zdefiniować tzw. pole puste: * pole bitowe bez nazwy; * długość pola pustego powinna wynosić 0. Poniżej przedstawiam przykład pola bitowego zajmującego trzy kolejne słowa 16 bitowe. Dodanie pola pustego wymusza rozpoczęcie pola pole_IV od początku trzeciego słowa maszynowego (zakładamy, że pracujemy z komputerem 16 bitowym).

- 145-

struct { unsigned pole_I:4; unsigned pole_II:10; unsigned pole_III:4; unsigned :0; /* to jest pole puste */ unsigned pole_IV:5; } pole_przykladowe; Zwróć uwagę, że część bitów w drugim i trzecim słowie maszynowym nie zostanie wykorzystana. UNIE czyli ZMIENNE WARIANTOWE. Unie to specyficzne struktury, w których pola pamięci przeznaczone na objekty różnego typu nakładają się. Jeśli jakaś zmienna może być reprezentowana na kilka sposobów (wariantów) to sensowne jest przydzielenie jej nie struktury a unii. W danej chwili pole pamięci należące do unii może zawierać TYLKO JEDEN WARIANT. W przykładzie - albo cyfrę (która znakowo jest widziana jako znak ASCII o kodzie 2,3,4 itd.) albo napis. Do zadeklarowania unii służy słowo kluczowe union. [P041.CPP] #include "string.h" #include "stdio.h" int BUFOR, i; int main() { union { int Cyfra; char Napis[20]; } Unia; for (i=1; i<11; i++) { printf("\n Podaj liczbe jednocyfrowa: "); scanf("%d", &BUFOR); if (BUFOR<0 || BUFOR>9) strcpy(Unia.Napis, "TO NIE CYFRA !"); else Unia.Cyfra = BUFOR; printf("\n Pole jako Cyfra Pole jako Napis \n"); /* Tu wyswietlimy warianty: Pole jako cyfra i jako napis*/ /* Petla pozwoli Ci przeanalizowac wszystkie cyfry 0...9 */

- 146-

printf(" %d\t\t\t%s", Unia.Cyfra, Unia.Napis); } return 0; } Pętla w przykładzie nie ma znaczenia. Służy tylko dla Twojej wygody - dzięki niej nie musisz uruchamiać programu przykładowego wielokrotnie. Podobnie zmienne BUFOR oraz i mają znaczenie pomocnicze. Zwróć uwagę, że nieprawidłowa interpretacja zawartości pola unii może spowodować wadliwe działanie programu. [Z] ________________________________________________________________ 1. W programie przykładowym zamień unię na strukturę. Porównaj działanie. 2 Przydziel na Wiek w strukturze Facet o jeden bit mniej. Ile lat może teraz mieć Facet ? 3. Zmodyfikuj program przykładowy tak, by napis o liczbie mężów/żon zależał od płci - pola Sex. 4. Zamieniwszy unię na strukturę w programie, sprawdź, czy wpływa to na wielkość pliku *.EXE. ________________________________________________________________ OPERACJE LOGICZNE. Zaczniemy od operacji logicznych na pojedynczych bitach liczb całkowitych. W C++ mamy do dyspozycji następujące operatory: ~€€€€Zaprzeczenie (NOT) ~0=1; ~1=0; |€€€€Suma (OR) 0|0=0; 0|1=1; 1|0=1; 1|1=1; &€€€€Iloczyn (AND) 0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1; ^€€€€Alternatywa wyłączna ALBO...ALBO (XOR) €€€€€0^0=0; 0^1=1; 1^0=1; 1^1=0; <<€€€Przesunięcie bitów w lewo (Shift Left) €€€€€<< 00001000 = 00010000 dzieś. 8<<1=16 >>€€€Przesunięcie bitów w prawo (Shift Right) €€€€€>> 00001000 = 00000100 dzieś. 8>>2=2 Miło byłoby pooglądać to trochę dokładniej w przykładowych programach, ale potrzebne nam do tego będą funkcje. Zajmijmy się więc uważniej funkcjami.

- 147-

LEKCJA 15. Jak posługiwać się funkcjami. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się więcej o: * funkcjach i prototypach funkcji; * przekazywaniu argumentów funkcji; * współpracy funkcji ze wskaźnikami. _______________________________________________________________ Aby przedstawić działanie operatorów logicznych opracujemy własną funkcję Demo() i zastosujemy ją w programie przykładowym [najważniejszy fragment]. int Demo(int Liczba) { int MaxNr=15; for (; MaxNr>=0; MaxNr--) { if ((Liczba>>MaxNr)&1) printf("1"); else printf("0"); } return 0; //Funkcja nie musi nic zwracac } Funkcja przesuwa liczbę o kolejno 15, 14, 13 itd. bitów w prawo i sprawdza, czy 16, 15, 14 bit jest jedynką, czy zerem. Iloczyn logiczny z jedynką ( 0000000000000001 ) gwarantuje nam, że wpływ na wynik operacji będzie miał tylko ten jeden bit (patrz wyżej - jak działają operatory logiczne). [P042.CPP] # include <stdio.h> int Demo(int Liczba) { int MaxNr=15; for (; MaxNr>=0; MaxNr--) if ((Liczba>>MaxNr)&1) printf("1"); else printf("0"); return 0; } char odp; int main() { int X, Y; clrscr(); printf("\nPodaj dwie liczby calkowite od -32768 do +32767\n"); printf("\nLiczby X i Y rozdziel spacja"); printf("\nPo podaniu drugiej liczby nacisnij [Enter]"); printf("\nLiczby ujemne sa w kodzie dopelniajacym"); printf("\nskrajny lewy bit oznacza znak 0-Plus, 1-Minus");

- 148-

for(;;) { printf("\n"); scanf("%d %d", &X, &Y); printf("\nX:\t"); Demo(X); printf("\nY:\t"); Demo(Y); printf("\n~Y:\t"); Demo(~Y); printf("\nX&Y:\t"); Demo(X&Y); printf("\nX|Y:\t"); Demo(X|Y); printf("\nX^Y:\t"); Demo(X^Y); printf("\nY:\t"); Demo(Y); printf("\nY>>1:\t"); Demo(Y>>1); printf("\nY<<2:\t"); Demo(Y<<2); printf("\n\n Jeszcze raz? T/N"); odp=getch(); if (odp!='T'&& odp!='t') break; } return 0; } Jeśli operacje mają być wykonywane nie na bitach a na logicznej wartości wyrażeń: || oznacza sumę (LUB); && oznacza iloczyn (I); ! oznacza negację (NIE). Przykłady: (x==0 || x>5) - x równa się 0 LUB x większy niż 5; (a>5 && a!=11) - a większe niż 5 I a nie równe 11; (num>=5 && num!=6 || a>0) num nie mniejsze niż 5 I num nie równe 6 LUB a dodatnie; Wyrażenia logiczne sprawdzane instrukcją if MUSZĄ być ujęte w nawiasy okrągłe. Do wytworzenia wartości logicznej wyrażenia może zostać użyty operator relacji: < <= == >= > != . Jeśli tak się nie stanie, za wartość logiczną wyrażenia przyjmowane jest: 1, PRAWDA, TRUE, jeśli wartość numeryczna wyrażenia jest różna od zera. 0, FAŁSZ, FALSE, jeśli wartość numeryczna wyrażenia jest równa zero. Porównaj: if (a<=0) ... if (a) ... if (a+b) ... Konwersja - przykłady. C++ dysponuje wieloma funkcjami wykonującymi takie działania,

- 149-

np: itoa() - Integer TO Ascii - zamiana liczby typu int na łańcuch znaków ASCII; ltoa() - Long int TO Ascii - zamiana long int -> ASCII; atoi() - zamiana Ascii -> int; atol() - zamiana Asdii -> long int . Wszystkie wymienione funkcje przekształcając liczby na łańcuchy znaków potrzebują trzech parametrów: p1 - liczby do przekształcenia; p2 - bufora, w którym będą przechowywać wynik - łańcuch ASCII; p3 - podstawy (szesnastkowa, dziesiętna itp.). Jeśli chcemy korzystać z tych funkcji, powinniśmy dołączyć plik nagłówkowy z ich prototypami - stdlib.h (STandarD LIBrary - standardowa biblioteka). A oto przykład. [P043.CPP] # include "stdio.h" # include "stdlib.h" main() { int i; char B10[10], B2[20], B16[10]; //BUFORY for (i=1; i<17; i++) printf("%s %s %s\n", itoa(i, B10[i], 10), itoa(i, B2[i], 2), itoa(i, B16[i], 16)); return 0; } [Z] ________________________________________________________________ 1. Opracuj program testujący działanie funkcji atoi(). ________________________________________________________________ KILKA SŁÓW O TYPACH DANYCH i KONWERSJI W C/C++ . Przed przystąpieniem do obszernego zagadnienia "funkcje w C" krótko zasygnalizujemy jeszcze jedno zjawisko. Wiesz z pewnością, że wykonywane na liczbach dwójkowych mnożenie może dać wynik o długości znacznie większej niż mnożna i mnożnik. W programach może się poza tym pojawić konieczność np. mnożenia liczb zmiennoprzecinkowych przez całkowite. Jak w takich przypadkach postępuje C++ ? Po pierwsze: C/C++ może sam dokonywać konwersji, czyli zmiany typów danych naogół zgodnie z zasadą nadawania zmiennej "mniej pojemnego"

- 150-

rodzaju typu zmiennej "bardziej pojemnego" rodzaju przed wykonaniem operacji; Po drugie: my sami możemy zmusić C++ do zmiany typu FORSUJĄC typ świadomie w programie. W przykładzie poniżej podając w nawiasach żądany typ zmiennej forsujemy zmianę typu int na typ float. [P044.CPP] # include "stdio.h" void main() { int a=7; printf("%f", (float) a); } Konwersja typów nazywana bywa także "rzutowaniem" typów (ang. type casting). A oto kilka przykładów "forsowania typów": int a = 2; float x = 17.1, y = 8.95, z; char c; c = (char)a + (char)x; c = (char)(a + (int)x); c = (char)(a + x); c = a + x; z = (float)((int)x * (int)y); z = (float)((int)x * (int)y); z = (float)((int)(x * y)); z = x * y; c = char(a) + char(x); c = char(a + int(x)); c = char(a + x); c = a + x; z = float(int(x) * int(y)); z = float(int(x) * int(y)); z = float(int(x * y)); z = x * y; FUNKCJE BIBLIOTECZNE I WŁASNE W JĘZYKU C/C++ . Pojęcie funkcji obejmuje w C/C++ zarówno pascalowe procedury, jak i basicowe podprogramy. Funkcji zdefiniowanych w C++ przez prducenta jest bardzo dużo. Dla przykładu, funkcje arytmetyczne, które możesz wykorzystać do obliczeń numerycznych to np.: abs() - wartość bezwzględna,

- 151-

cos() - cosinus, sin() - sinus, tan() - tangens, asin(), atan(), acos(), - funkcje odwrotne ARCUS SINUS... funkcje hiperboliczne: sinh(), cosh(), tanh(), wykładnicze i logarytmiczne: exp() - e^x log() - logarytm naturalny, log10() - logarytm dziesiętny. Jeśli skorzystasz z systemu Help i zajrzysz do pliku math.h (Help | Index | math.h), znajdziesz tam jeszcze wiele przydatnych funkcji. Funkcja może, ale nie musi zwracać wartość do programu - dokładniej do funkcji wyższego poziomu, z której została wywołana. W ciele funkcji służy do tego instrukcja return. Użytkownik może w C++ definiować własne funkcje. Funkcja może być bezparametrowa. Oto przykład bezparametrowej funkcji, zwracającej zawsze liczbę całkowitą trzynaście: int F_Trzynascie() { return 13; } Poprawne wywołanie naszej funkcji w programie głównym miałoby postać: int main() { ...... int X; ........ // Funkcja typu int nie musi byc deklarowana. X = F_Trzynascie(); ...... } Jeśli funkcja musi pobrać jakieś parametry od programu (funkcji wyższego poziomu, wywołującej)? Zwróć uwagę, że program główny w C/C++ to też funkcja - main(). Przykład następny pokazuje definicję funkcji obliczającej piątą potęgę pobranego argumentu i wywołanie tej funkcji w programie głównym. Przykład: int F_XdoPiatej(int argument) { int robocza; //automatyczna wewnetrzna zmienna funkcji robocza = argument * argument; robocza = robocza * robocza * argument; return (robocza); } int main()

- 152-

{ int Podstawa, Wynik, a, b; ... /* Funkcja nie jest deklarowana przed uzyciem */ Wynik = F_XdoPiatej(Podstawa); ..... a = F_XdoPiatej(b); ..... return 0; } Zwróć uwagę, że definiując funkcję podajemy nazwę i typ ARGUMENTU FORMALNEGO funkcji - tu: argument. W momencie wywołania na jego miejsce podstawiany jest rzeczywisty bieżący argument funkcji. Aby zapewnić wysoką dokładność obliczeń wymienione wyżej funkcje biblioteczne sqrt(), sin() itp. "uprawiają" arytmetykę na długich liczbach typu double. Funkcję taką przed użyciem w swoim programie MUSISZ ZADEKLAROWAĆ. Przykład: [P045.CPP] main() { double a, b; double sqrt(); // tu skasuj deklaracje funkcji sqrt() // a otrzymasz bledny wynik ! clrscr(); printf("Podaj liczbe\n"); scanf("%lf", &a); b = sqrt(a); printf("\n %Lf", (long double) b); getch(); return 0; } PROTOTYPY FUNKCJI, czyli jeszcze o deklaracjach funkcji. Prototyp funkcji to taka deklaracja, która: * została umieszczona na początku programu poza funkcją main(), * zawiera deklarację zarówno typu funkcji, jak i typów argumentów. Przykład prototypu (funkcja2.cpp): double FUNKCJA( double X, double Y); main() { double A=0, B=3.14; printf("Wynik działania funkcji: \n"); printf("%lf", FUNKCJA(A,B));

- 153-

return 0; } double FUNKCJA(double X, double Y) { return ((1+X)*Y); } Prototyp mógłby równie dobrze wyglądać tak: double FUNKCJA(double, double); nazwy parametrów formalnych nie są istotne i można je pominąć. Jeśli prototyp funkcji wygląda tak: int Funkcja(int, char*, &float) oznacza to, że parametrami funkcji są wskaźniki do zmiennych, bądź referencje do zmiennych. Przy rozszyfrowywaniu takiej "abrakadabry" warto wiedzieć, że char* oraz char * int& oraz int & ma w tym przypadku identyczne znaczenie. W C++ wolno nie zwracać wartości funkcjom typu void. To dlatego właśnie często rozpoczynaliśmy programy od void main() Skutek praktyczny: Jeśli w ciele funkcji typu void występuje instrukcja return (nie musi wystąpić) to instrukcja ta nie może mieć argumentów. Oto przykład prototypu, definicji i wywołania funkcji typu void: [P046.CPP] #include <stdio.h> #include <conio.h> void RYSUJPROSTOKAT( int Wys, int Szer, char Wzorek); void main() { clrscr(); RYSUJPROSTOKAT(5, 20, '€'); // klocek ASCII 176 - [Alt]-[176] getch(); RYSUJPROSTOKAT(15, 15, '€'); //[Alt]-[177] getch(); } void RYSUJPROSTOKAT( int Wys, int Szer, char Wzorek) {

- 154-

int i, j; // automatyczne zmienne wewnętrzne funkcji for(i=1; i<=Wys; i++) { for(j=1; j<=Szer; j++) printf("%c",Wzorek); printf("\n"); } } Prototypy wszystkich funkcji standardowych znajdują się w plikach nagłówkowych *.H (ang. Header file). Skutek praktyczny: JEŚLI DOŁĄCZYSZ DO PROGRAMU STOSOWNE PLIKI NAGŁÓWKOWE *.h,możesz ZREZYGNOWAĆ Z DEKLARACJI FUNKCJI. Dodając do programu wiersz: #include <math.h> dołączający plik zawierający prototyp funkcji sqrt(), możesz napisać program tak: #include <stdio.h> #include <math.h> main() { double a, b; clrscr(); printf("Podaj liczbe\n"); scanf("%lf", &a); b = sqrt(a); printf("\n %Lf", (long double) b); getch(); return 0; } PRZEKAZYWANIE PARAMETRÓW DO FUNKCJI. W C++ często przekazuje się parametry do funkcji przy pomocy wskaźników. Aby prześledzić co dzieje się wewnątrz funkcji wpisz i uruchom podany niżej program przykładowy. Najpierw skonstruujemy sam program a następnie zmodyfikujemy go w taki sposób, abyś mógł sobie popodglądać cały proces. Przy pomocy funkcji printf() każemy wydrukować kolejne stany zmiennych, stan programu i funkcji, a funkcja getch() pozwoli Ci obejrzeć to "krok po kroku". Mogłoby się wydawać, że program poniżej skonstruowany jest poprawnie... void FUNKCJA( int ); //Prototyp, deklaracja funkcji void main()

- 155-

{ int Zmienna; //Zmienna funkcji main, rzeczywisty argument clrscr(); Zmienna = 7; FUNKCJA( Zmienna); //Wywolanie funkcji printf("%d", Zmienna); //Wydruk wyniku } void FUNKCJA( int Argument) //Definicja funkcji { Argument = 10 * Argument + Argument; } FUNKCJA() jest jak widać trywialna. będzie zamieniać np. 2 na 22, 3 na 33 itp. tylko w tym celu, by łatwo było stwierdzić, czy funkcja zadziałała czy nie. Rozbudujmy program tak by prześledzić kolejne stadia. [P047.CPP] void FUNKCJA( int ); //Prototyp int Zmienna; void main() { clrscr(); printf("Stadium: \tZmienna Argument"); printf("\nStadium 1\t%d\tnie istnieje\n", Zmienna); Zmienna = 7; printf("Stadium 2\t%d\tnie istnieje\n", Zmienna ); FUNKCJA( Zmienna); printf("Stadium 3\t%d", Zmienna); // printf("%d", Argument); // taka proba sie NIE UDA ! getch(); } void FUNKCJA( int Argument) //Definicja funkcji { printf("jestesmy wewnatrz funkcji\n"); printf("Nastapilo kopiowanie Zmienna -> Argument\n" ); printf("\t\t%d\t%d\n", Zmienna, Argument); getch(); Argument = 10*Argument + Argument; printf("\t\t%d\t%d\n", Zmienna, Argument); getch(); } Próba wydrukowania zmiennej Argument gdziekolwiek poza wnętrzem FUNKCJI() nie uda się i spowoduje komunikat o błędzie. Oznacza

- 156-

to, że POZA FUNKCJĄ zmienna Argument NIE ISTNIEJE. Jest tworzona na stosie jako zmienna automatyczna na wyłączny użytek funkcji, w której została zadeklarowana i znika po wyjściu z funkcji. Przy takiej organizacji funkcji i programu funkcja otrzymuje kopię zmiennej, na niej wykonuje swoje działania, natomiast zmienna (zmienne) wewnętrzna funkcji znika po wyjściu z funkcji. Problem przekazania parametrów pomiędzy funkcjami wywołującymi ("wyższego rzędu" - tu: main) i wywoływanymi (tu: FUNKCJA) można rozwiązać przy pomocy * instrukcji return (zwrot do programu jednej wartości) lub * wskaźników. Możemy przecież funkcji przekazać nie samą zmienną, a wskaźnik do zmiennej (robiliśmy to już w przypadku funkcji scanf() - dlatego, że samej zmiennej jeszcze nie było - miała zostać dopiero pobrana, ale istniało już przeznaczone na tą nową zmienną - zarezerwowane dla niej miejsce. Mogł zatem istnieć wskaźnik wskazujący to miejsce). wskaźnik należy oczywiście zadeklarować. Nasz program przybrałby zatem nową postać. Wskaźnik do zmiennej nazwiemy *Argument. [P048.CPP] //Pamietaj o plikach naglowkowych ! void FUNKCJA( int *Argument); //Prototyp int Zmienna; void main() { clrscr(); printf("Stadium: \tZmienna Argument"); printf("\nStadium 1\t%d\tnie istnieje\n", Zmienna); Zmienna = 7; printf("Stadium 2\t%d\tnie istnieje\n", Zmienna ); FUNKCJA( &Zmienna); //Pobierz do funkcji ADRES Zmiennej printf("Stadium 3\t%d", Zmienna); // printf("%d", Argument); // taka proba sie NIE UDA ! getch(); } void FUNKCJA( int *Argument) // Definicja funkcji { printf("jestesmy wewnatrz funkcji\n"); printf("Nastapilo kopiowanie ADRESOW a nie zmiennej\n" ); printf("ADRESY:\t\t %X\t%X\n", &Zmienna, Argument); getch(); *Argument = 10* *Argument + *Argument; /* DZIALANIE */ printf("\t\t%d\t%d\n", Zmienna, *Argument); getch(); }

- 157-

W linii /* DZIALANIE */ mnożymy i dodajemy to, co wskazuje wskaźnik, czyli Zmienną. Funkcja działa zatem nie na własnej kopii zmiennej a bezpośrednio na zmiennej zewnętrznej. Zwróć uwagę na analogię w sposobie wywołania funkcji: FUNKCJA( &Zmienna ); scanf( "%d", &Zmienna ); A jeśli argumentem funkcji ma być tablica? Rozważ przykładowy program. Program zawiera pewną nadmiarowość (ku większej jasności mechanizmów). [P049.CPP] # include <conio.h> # include <stdio.h> SUMA( int k, int Tablica[] ) { int i, SumTab=0; for (i=0; i<k; i++) { SumTab = SumTab + Tablica[i]; printf("%d + ", Tablica[i]); } printf("\b\b= %d", SumTab); return SumTab; } int suma=0, N; char Odp; int TAB[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; main() { clrscr(); do { printf("\n Ile wyrazow tablicy dodac ??? \n"); scanf("%d", &N); if (N>10) { printf("TO ZA DUZO ! - max. 10"); continue; } suma = SUMA( N,TAB ); printf("\nTO JEST suma z progr. glownego %d", suma); printf("\n Jeszcze raz ? T/N"); Odp = getch(); } while (Odp!='N' && Odp!='n'); return 0; } Kompilacja w C++ jest wieloprzebiegowa (PASS 1, PASS 2), więc

- 158-

definicja funkcji może być zarówno na początku jak i na końcu. A oto następny przykład. Operując adresem - wskaźnikiem do obiektu (tu wskaźnikami do dwu tablic) funkcja Wypelniacz() zapisuje pod wskazany adres ciąg identycznych znaków. Na końcu każdego łańcucha znaków zostaje dodany NUL - (\0) jako znak końca. Taki format zapisu łańcuchów znakowych nazywa się ASCIIZ. [P050.CPP] void Wypelniacz(char *BUFOR, char Znak, int Dlugosc); char TAB2D[5][10]; // Tablica 5 X 10 = 50 elementow char TAB_1D[50]; // Tablica 1 X 50 = 50 elementow int k; main() { clrscr(); Wypelniacz( TAB_1D, 'X', 41); //Wypelnia X-ami printf("%s\n\n", TAB_1D); for (k=0; k<5; k++) Wypelniacz( TAB2D[k], 65+k, 9); //ASCII 65 to 'A'; 66 to 'B' itd. for (k=0; k<5; k++) printf("%s\n", TAB2D[k]); getch(); return 0; } void Wypelniacz( char *BUFOR, char Znak, int Dlugosc ) { int i; for ( i=0; i<=(Dlugosc-1); i++) *(BUFOR+i) = Znak; *(BUFOR+Dlugosc) = '\0'; } Zwróć uwagę, że: * NAZWA TABLICY (tu: TAB_1D i TAB2D) funkcjonuje jako wskaźnik PIERWSZEGO ELEMENTU TABLICY. FUNKCJE TYPU WSKAŹNIKOWEGO. Funkcje mogą zwracać do programu zarówno wartości typu int, czy float, jak i wartości typu ADRESU. Podobnie jak wskaźnik wymaga deklaracji i podania w deklaracji na jakiego typu obiekty będzie wskazywał, podobnie funkcja takiego typu wymaga w deklaracji określenia typu wskazywanych obiektów. Wiesz już, że zależy od tego tzw. krok wskaźnika. W przykładzie poniżej funkcja Minimum() poszukuje najmniejszego elementu tablicy i zwraca wskaźnik do tegoż elementu. Znając lokalizację najmniejszego elementu możemy utworzyć nową tablicę, ale już uporządkowaną według wielkości.

- 159-

[P051.CPP] int BALAGAN[10]; int PORZADEK[10]; // Tablica koncowa - uporzadkowana int k, *pointer , MAX=10000 ; int *Minimum(int Ilosc, int *TABL); main() { clrscr(); printf("Podaj 10 liczb calkowitych od -10000 do 10000\n"); for (k=0; k<=9; k++) scanf("%d", &BALAGAN[k]); printf("Po kolei: \n\n"); for ( k=0; k<=9; k++ ) { €€€€€pointer=Minimum(10, BALAGAN); €€€€€PORZADEK[k]=*pointer; €€€€€*pointer=MAX; } for(k=0; k<=9; k++) printf("%d ", PORZADEK[k]); getch(); return 0; } int *Minimum( int Ilosc, int *TABL ) { int *pMin; int i; pMin=TABL; for (i=1; i<Ilosc; i++) { if (*(TABL+i) < *pMin) pMin=(TABL+i); } return (pMin); } WSKAŹNIKI DO FUNKCJI. W C++ możemy nie tylko podstawić daną w miejsce zmiennej (co jest trywialną i oczywistą operacją we wszystkich językach programowania), ale możemy także podstawiać na miejsce funkcji stosowanej w programie tę funkcję, która w danym momencie jest nam potrzebna. Aby wskazać funkcję zastosujemy, jak sama nazwa wskazuje - WSKAŹNIK DO FUNKCJI. Aby uniknąć deklarowania funkcji standardowych i być w zgodzie z dobrymi manierami nie zapomnimy o dołączeniu pliku z prototypami. Deklarację double ( *FUNKCJA ) (double); należy rozumieć: "Przy pomocy wskaźnika do funkcji *FUNKCJA wolno nam wskazać

- 160-

takie funkcje, które * pobierają jeden argument typu double float; * zwracają do programu wartość typu double float. " Dostępne są dla nas zatem wszystkie standardowe funkcje arytmetyczne z pliku MATH.H (MATH pochodzi od MATHematics - matematyka.) [P052.CPP] # include <conio.h> # include <math.h> double NASZA( double ); //Deklaracja zwyklej funkcji double (*Funkcja)(double ARG); //pointer do funkcji double Liczba, Wynik; //Deklaracje zmiennych int WYBOR; main() { clrscr(); printf("Podaj Liczbe \n"); scanf("%lf", &Liczba); printf("CO MAM ZROBIC ?\n"); printf("1 - Sinus \n"); printf("2 - Pierwiastek\n"); printf("3 - Odwrotnosc 1/x\n"); scanf("%d", &WYBOR); switch(WYBOR) { case 1: Funkcja=sin; break; case 2: Funkcja=sqrt; break; case 3: Funkcja=NASZA; break; } Wynik=Funkcja(Liczba); // Wywolanie wybranej funkcji printf("\n\nWYNIK = %lf", Wynik); getch(); return 0; } double NASZA(double a) { printf("\n A TO NASZA PRYWATNA FUNKCJA\n"); if (a!=0) a=1/a; else printf("???\n"); return a; } main() - FUNKCJA SPECJALNA. Ta książka siłą rzeczy, ze względu na swoją skromną objętość i skalę zagadnienia o którym traktuje (autor jest zdania, że język C to cała filozofia nowoczesnej informatyki "w pigułce") pełna jest skrótów. Nie możemy jednak pozostawić bez, krótkiego

- 161-

choćby, opisu pomijanego dyskretnie do tej pory problemu PRZEKAZANIA PARAMETRÓW DO PROGRAMU. Konwencja funkcji w języku C/C++ wyraźnie rozgranicza dwa różne punkty widzenia. Funkcja pozwala na swego rodzaju separację świata wewnętrznego (lokalnego, własnego) funkcji od świata zewnętrznego. Nie zdziwi Cię więc zapewne, że i sposób widzenia parametrów przekazywanych programowi przez DOS i sposób widzenia "od wewnątrz" argumentów pobierabych przez funkcję main() jest diametralnie różny. To, co DOS widzi tak: PROGRAM PAR1 PAR2 PAR3 PAR4 PAR5 [...][Enter] funkcja main() widzi tak: main(int argc, char **argv, char **env) lub tak: main(int argc, char *argv[], char *env[]) [???]CO TO JEST ??? ________________________________________________________________ Zapisane zgodnie z obyczajami stosowanymi w prototypach funkcji: int argc - liczba całkowita (>=1, bo parametr Nr 1 to nazwa samego programu, za pośrednictwem której DOS wywołuje funkcję main). Liczba argumentów - parametrów może być zmienna. UWAGA: Język programowania wsadowego BPL przyjmuje nazwę programu za parametr %0 a C++ uznaje ją za parametr o numerze argv[0], tym niemniej, nawet jeśli nie ma żadnych parametrów argc = 1. argv - to tablica zawierająca wskaźniky do łańcuchów tekstowych reprezentowanych w kodzie ASCIIZ - nazw kolejnych paramentrów, z którymi został wywołany program. Pierszy element tej tablicy to nazwa programu. Ostatni element tej tablicy, o numerze argv - 1 to ostatni niezerowy parametr wywołania programu. env - to także tablica zawierająca wskaźniki do łańcuchów znakowych w kodzie ASCIIZ reprezentujących parametry środowiska (environment variables). Wskaźnik o wartości NUL sygnalizuje koniec tablicy. W Turbo C++ istnieje także predefiniowana zmienna globalna (::), przy pomocy której można uzyskać dostęp do środowiska operacyjnego - environ . ________________________________________________________________ Przykłady poniżej przedstawiają sposób wykorzystania parametrów wejściowych programu.

- 162-

[P053.CPP] # include "stdio.h" # include "stdlib.h" main(int argc, char *argv[], char *env[]) { printf("Parametry srodowiska DOS: \n"); int i = 0; do { printf("%s \n", env[i]); i++; }; while (env[i] != NULL); printf("Lista parametrow programu: \n"); for(i=1; i<= argc - 1; i++) printf("%s \n", argv[i]); printf("Nazwa programu: \n"); printf("%s", argv[0]); return 0; } Ponieważ C++ traktuje nazwę tablicy i wskaźnik do tablicy w specjalny sposób, następujące zapisy są równoważne: *argv[] oraz **argv *env[] oraz **env Nazwy argumentów argc, argv i env są zastrzeżone i muszą występować zawsze w tej samej kolejności. Argumenty nie muszą występować zawsze w komplecie. Dopuszczalne są zapisy: main(int argc, char **argv, char **env) main(int argc, char *argv[]) main(int argc) main() ale niedopuszczalny jest zapis: main(char *env[]) Nawet jeśli nie zamierzamy wykorzystać "wcześniejszych" parametrów - MUSIMY JE PODAĆ. [Z] ________________________________________________________________ 1. Spróbuj tak zmodyfikować funkcję Demo(), by liczba w formie dwójkowej była pisana "od tyłu". Do cofania kursora w funkcji printf użyj sekwencji \b\b. 2. Zinterpretuj zapis: if (MIANOWNIK) printf("%f", 1/MIANOWNIK); else exit(1);

- 163-

3 Spróbuj przeprowadzić rzutowanie typu we własnym programie. 4 Przekaż wartość w programie przykładowym posługując się instrukcją: return (10*Argument + Argument); 5 Rozszerz zestaw funkcji do wyboru w programie przykładowym. ________________________________________________________________

- 164-

LEKCJA 16. ASEMBLER TASM i BASM. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji: * dowiesz się , jak łączyć C++ z assemblerem * poznasz wewnętrzne formaty danych ________________________________________________________________ WEWNĘTRZNY FORMAT DANYCH I WSPÓŁPRACA Z ASSEMBLEREM. W zależności od wybranej wersji kompilatora C++ zasady współpracy z asemblerem mogą się trochę różnić. Generalnie, kompilatory współpracują z tzw. asemblerami in-line (np. BASM), lub asemblerami zewnętrznymi (stand alone assembler np. MASM, TASM). Wstawki w programie napisane w assemblerze powinny zostać poprzedzone słowem asm (BORLAND/Turbo C++), bądź _asm (Microsoft C++). Przy kompilacji należy zatem stosownie do wybranego kompilatora przestrzegać specyficznych zasad współpracy. Np. dla BORLAND/Turbo C++ można stosować do kompilacji BCC.EXE/TCC.EXE przy zachowaniu warunku, że TASM.EXE jest dostępny na dysku w bieżącym katalogu. Typowymi sposobami wykorzystania assemblera z poziomu C++ są: * umieszczenie ciągu instrukcji assemblera bezpośrednio w źródłowym tekście programu napisanym w języku C/C++, * dołączeniu do programu zewnętrznych modułów (np. funkcji) napisanych w assemblerze. W C++ w tekście źródłowym programu blok napisany w asemblerze powinien zostać poprzedzony słowem kluczowym asm (lub _asm): # pragma inline void main() { asm mov dl, 81 asm mov ah, 2 asm int 33 } Program będzie drukował na ekranie literę "Q" (ASCII 81). JAK POSŁUGIWAĆ SIĘ DANYMI W ASEMBLERZE. Napiszemy w asemblerze program drukujący na ekranie napis "tekst - test". Rozpczynamy od zadeklarowania łańcucha znaków: void main() { char *NAPIS = "tekst - test$"; /* $ - ozn. koniec */

- 165-

Umieściliśmy w pamięci łańcuch, będący w istocie tablicą składającą się z elementów typu char. Wskaźnik do łańcucha może zostać zastąpiony nazwą-identyfikatorem tablicy. Zwróć uwagę, że po łańcuchu znakowym dodaliśmy znak '$'. Dzięki temu możemy skorzystać z DOS'owskiej funkcji nr 9 (string-printing DOS service 9). Możemy utworzyć kod w asemblerze: asm mov dx, NAPIS asm mov ah, 9 asm int 33 Cały program będzie wyglądał tak: [P054.CPP] # pragma inline void main() { char *NAPIS = "\n tekst - test $"; asm { MOV DX, NAPIS MOV AH, 9 INT 33 } } Zmienna NAPIS jest pointerem i wskazuje adres w pamięci, od którego rozpoczyna się łańcuch znaków. Możemy przesłać zmienną NAPIS bezpośrednio do rejestru i przekazać wprost przerywaniu Int 33. Program assemblerowski (tu: TASM) mógłby wyglądać np. tak: [P055.ASM] .MODEL SMALL ;To zwylke robi TCC .STACK 100H ;TCC dodaje standardowo 4K .DATA NAPIS DB 'tekst - test','$' .CODE START: MOV AX, @DATA MOV DS, AX ;Ustawienie segmentu danych ASM: MOV DX, OFFSET NAPIS MOV AH, 9 INT 21H ;Drukowanie KONIEC: MOV AH, 4CH INT 21H ;Zakończenie programu END START Inne typy danych możemy stosować podobnie. Wygodną taktyką jest deklarowanie danych w tej części programu, która została

- 166-

napisana w C++, aby inne fragmenty programu mogły się do tych danych odwoływać. Możemy we wstawce asemblerowskiej odwoływać się do tych danych w taki sposób, jakgdyby zostały zadeklarowane przy użyciu dyrektyw DB, bądź DW. WEWNĘTRZNE FORMATY DANYCH W C++. LICZBY CAŁKOWITE typów char, short int i long int. Liczba całkowita typu short int stanowi 16-bitowe słowo i może zostać zastosowana np. w taki sposób: [P056.CPP] #pragma inline void main() { char *napis = "\nRazem warzyw: $"; int marchewki = 2, pietruszki = 5; asm { MOV DX, napis MOV AH, 9 INT 33 MOV DX, marchewki ADD DX, pietruszki ADD DX, '0' MOV AH, 2 INT 33 } } Zdefiniowaliśmy dwie liczby całkowite i łańcuch znaków - napis. Ponieważ obie zmienne (łańcuch znków jest stałą) mają długość jednego słowa maszynowego, to efekt jest taki sam, jakgdyby zmienne zostały zadeklarowane przy pomocy dyrektywy asemblera DW (define word). Możemy pobrać wartość zmiennej marchewki do rejestru instrukcją MOV DX, marchewki ;marchewki -> DX W rejestrze DX dokonujemy dodawania obu zmiennych i wyprowadzamy na ekran sumę, posługując się funkcją 2 przerywania DOS 33 (21H). W wyniku działania tego programu otrzymamy na ekranie napis: Razem warzyw: 7 Jeczsze jeden szczegół techniczny. Ponieważ stosowana funkcja DOS pracuje w trybie znakowym i wydrukuje nam znak o kodzie ASCII przechowywanym w rejestrze, potrzebna jest manipulacja:

- 167-

ADD DX, '0' ;Dodaj kod ASCII "zera" do rejestru Możesz sam sprawdzić, że po przekroczeniu wartości 9 przez sumę wszystko się trochę skomplikuje (kod ASCII zera - 48). Z równym skutkiem możnaby zastosować rozkaz ADD DX, 48 Jeśli prawidłowo dobierzemy format danych, fragment programu napisany w asemblerze może korzystać z danych dokładnie tak samo, jak każdy inny fragment programu napisany w C/C++. Możemy zastosować dane o jednobajtowej długości (jeśli drugi, pusty bajt nie jest nam potrzebny). Zwróć uwagę, że posługujemy się w tym przypadku tylko "połówką" rejestru DL (L - Low - młodszy). [P057.CPP] #pragma inline void main() { const char *napis = "\nRazem warzyw: $"; char marchewki = 2, pietruszki = 5; asm { MOV DX, napis MOV AH, 9 INT 33 MOV DL, marchewki ADD DL, pietruszki ADD DL, '0' MOV AH, 2 INT 33 } } W tej wersji zadeklarowaliśmy zmienne marchewki i pietruszki jako zmienne typu char, co jest równoznaczne zadeklarowaniu ich przy pomocy dyrektywy DB. Zajmijmy się teraz maszynową reprezentacją liczb typu unsigned long int (długie całkowite bez znaku). Ze względu na specyfikę zapisu danych do pamięci przez mikroprocesory rodziny Intel 80x86 długie liczby całkowite (podwójne słowo - double word) np. 12345678(hex) są przechowywane w pamięci w odwróconym szyku. Zamieniony miejscami zostaje starszy bajt z młodszym jak również starsze słowo z młodszym słowem. Liczba 12345678(hex) zostanie zapisana w pamięci komputera IBM PC jako 78 56 34 12. Gdy inicjujemy w programie zmienną long int x = 2; zostaje ona umieszczona w pamięci tak: 02 00 00 00 (hex). Młodsze słowo (02 00) jest umieszczone jako pierwsze. To właśnie

- 168-

słowo zawiera interesującą nas informację, możemy wczytać to słowo do rejestru rozkazem MOV DX, X Jeśli będzie nam potrzebna druga połówka zmiennej - starsze słowo (umieszczone w pamięci jako następne), możemy zastosować pointer (czyli podać adres następnego słowa pamięci). [P058.CPP] # pragma inline void main() { unsigned long marchewki = 2, pietruszki = 5; const char *napis = "\nRazem warzyw: $"; asm { MOV DX, napis MOV AH, 9 INT 33 MOV DX, marchewki ADD DX, pietruszki ADD DX, '0' MOV AH, 2 INT 33 } } W przypadku liczb całkowitych ujemnych C++ stosuje zapis w kodzie komplementarnym. Aby móc manipulować takimi danymi każdy szanujący się komputer powinien mieć możliwość stosowania liczb ujemnych. Najstarszy bit w słowie, bądź bajcie (pierwszy z lewej) może spełniać rolę bitu znakowego. O tym, czy liczba jest ze znakiem, czy też bez decyduje wyłącznie to, czy zwracamy uwagę na ten bit. W liczbach bez znaku, obojętnie, czy o długości słowa, czy bajtu, ten bit również jest (i był tam zawsze!), ale traktowaliśmy go, jako najstarszy bit nie przydając mu poza tym żadnego szczególnego znaczenia. Aby liczba stała się liczbą ze znakiem - to my musimy zacząć ją traktować jako liczbę ze znakiem, czyli zacząć zwracać uwagę na ten pierwszy bit. Pierwszy, najstarszy bit liczby ustawiony do stanu 1 będzie oznaczać, że liczba jest ujemna - jeśli zechcemy ją potraktować jako liczbę ze znakiem. Filozofia postępowania z liczbami ujemnymi opiera się na banalnym fakcie: (-1) + 1 = 0 Twój PC "rozumuje" tak: -1 to taka liczba, która po dodaniu 1

- 169-

stanie się 0. Czy można jednakże wyobrazić sobie np. jednobajtową liczbę dwójkową, która po dodaniu 1 da nam w rezultacie 0 ? Wydawałoby się, że w dowolnym przypadku wynik powinien być conajmniej równy 1. A jednak. Jeśli ograniczymy swoje rozważania do ośmiu bitów jednego bajtu, może wystąpić taka, absurdalna tylko z pozoru sytuacja. Jeśli np. dodamy 255 + 1 (dwójkowo 255 = 11111111): 1111 1111 hex FF dec 255 + 1 + 1 + 1 ___________ _____ _____ 1 0000 0000 100 256 otrzymamy 1 0000 0000 (hex 100). Dla Twojego PC oznacza to, że w ośmiobitowym rejestrze pozostanie 0000 0000 , czyli po prostu 0. Nastąpi natomiast przeniesienie (carry) do dziewiątego (nie zawsze istniejącego sprzętowo bitu). Wystąpienie przeniesienia powoduje ustawienie flagi CARRY w rejestrze FLAGS. Jeśli zignorujemy flagę i będziemy brać pod uwagę tylko te osiem bitów w rejestrze, okaże się, że otrzymaliśmy wynik 0000 0000. Krótko mówiąc FF = (-1), ponieważ FF + 1 = 0. Aby odwrócić wszystkie bity bajtu, bądź słowa możemy w asemblerze zastosować instrukcję NOT. Jeśli zawartość rejestru AX wynosiła np. 0000 1111 0101 0101 (hex 0F55), to instrukcja NOT AX zmieni ją na 1111 0000 1010 1010 (hex F0AA). Dokładnie tak samo działa operator bitowy ~_AX w C/C++. W zestawie rozkazów mikroprocesorów rodziny Intel 80x86 jest także instrukcja NEG, powodująca zamianę znaku liczby (dokonując konwersji liczby na kod komplementarny). Instrukcja NEG robi to samo, co NOT, ale po odwróceniu bitów dodaje jeszcze jedynkę. Jeśli rejestr BX zawierał 0000 0000 0000 0001 (hex 0001), to po operacji NEG AX zawartość rejestru wyniesie 1111 1111 1111 1111 (hex FFFF). Zastosujmy praktycznie uzupełnienia dwójkowe przy współdziałaniu asemblera z C++: [P059.CPP] #pragma inline void main() { const char *napis = "\nRazem warzyw: $"; int marchewki = -2, pietruszki = 5; asm { MOV DX, napis MOV AH, 9

- 170-

INT 33 MOV DX, marchewki NEG DX ADD DX, pietruszki ADD DX, '0' MOV AH, 2 INT 33 } } Dzięki zamianie (-2) na 2 przy pomocy instrukcji NEG DX otrzymamy wynik, jak poprzednio równy 7. Przypomnijmy prezentację działania operatorów bitowych C++. Wykorzystaj program przykładowy do przeglądu bitowej reprezentacji liczb typu int (ze znakiem i bez). [P060.CPP] /* Program prezentuje format liczb i operatory bitowe */ # include "iostream.h" # pragma inline void demo(int liczba) //Definicja funkcji { int n = 15; for (; n >= 0; n--) if ((liczba >> n) & 1) cout << "1"; else cout << "0"; } char odp; char *p = "\nLiczby rozdziel spacja $"; int main() { int x, y; cout ˙<< "\nPodaj dwie liczby calkowite od -32768 do +32767\n"; asm { mov dx, p mov ah, 9 int 33 } cout << "\nPo podaniu drugiej liczby nacisnij [Enter]"; cout << "\nLiczby ujemne sa w kodzie dopelniajacym"; cout << "\nSkrajny lewy bit oznacza znak 0-Plus, 1-Minus"; for(;;) { cout << "\n";

- 171-

cin >> x >> y; cout << "\nX: "; demo(x); cout << "\t\tY: "; demo(y); cout << "\n~X: "; demo(~x); cout << "\t\t~Y: "; demo(~y); cout << "\nX & Y: "; demo(x & y); cout << "\nX | Y: "; demo(x | y); cout << "\nX ^ Y: "; demo(x ^ y); cout << "\n Y: "; demo(y); cout << "\nY >> 1: "; demo(y >> 1); cout << "\nY << 2: "; demo(y << 2); cout << "\n\n Jeszcze raz? T/N: "; cin >> odp; if (odp!='T'&& odp!='t') break; } } Wstawka asemblerowa nie jest w programie niezbędna, ale w tym miejscu wydaje się być "a propos". Przy pomocy programu przykładowego możesz zobaczyć "na własne oczy" jak wygląda reprezentacja bitowa liczb całkowitych i ich kody komplementarne. Praca bezpośrednio ze zmiennymi jest jednym ze sposobów komunikowania się z programem napisanym w C++. Mogą jednak wystąpić sytuacje bardziej skomplikowane, kiedy to nie będziemy znać nazwy zmiennej, przekazywanej do funkcji. Jeśli napiszemy w asemblerze funkcję w celu zastąpienia jakiejś funkcji bibliotecznej C++ , program wywołując funkcję przekaże jej parametry i będzie oczekiwał, iż funkcja pobierze sobie te parametry ze stosu. Rozważmy się to zagadnienie dokładniej. Typową sytuacją jest pisanie w asemblerze tylko kilku funkcji (zwykle takich, które powinny działać szczególnie szybko). Aby to zrobić, musimy nauczyć się odczytywać parametry, które program przekazuje do funkcji w momencie jej wywołania. Zaczynamy od trywialnej funkcji, która nie pobiera w momencie wywołania żadnych parametrów. W programie może to wyglądać np. tak: [P061.CPP] //*TEKST to znany funkcji zewnętrzny wskaźnik #pragma inline char *TEKST = "\ntekst - test$"; void drukuj(void); //Prototyp funkcji void main() { drukuj(); //Wywołanie funkcji drukuj() }

- 172-

void drukuj(void) //Definicja funkcji { asm MOV DX, TEKST asm MOV AH, 9 asm INT 33 } Funkcja może oczywiście nie tylko zgłosić się napisem, ale także zrobić dla nas coś pożytecznego. W kolejnym programie przykładowym czyścimy bufor klawiatury (flush), co czasami się przydaje, szczególnie na starcie programów. [P062.CPP] # pragma inline char *TEKST = "\nBufor klawiatury PUSTY. $"; void czysc_bufor(); //Też prototyp funkcji void main() { czysc_bufor(); //Czyszczenie bufora klawiatury } void czysc_bufor(void) //Definicja funkcji { START: asm MOV AH, 11 asm INT 33 asm OR AL, AL asm JZ KOMUNIKAT asm MOV AH, 7 asm INT 33 asm JMP START KOMUNIKAT: asm MOV DX, TEKST asm MOV AH, 9 asm INT 33 } Póki nie wystąpi problem przekazania parametrów, napisanie dla C++ funkcji w asemblerze jest banalnie proste. Zwróć uwagę, że zmienne wskazywane w programach przez pointer *TEKST zostały zadeklarowane poza funkcją main() - jako zmienne globalne. Dzięki temu nasze funkcje drukuj() i czysc_bufor() mają dostęp do tych zmiennych. Spróbujemy przekazać funkcji parametr. Nazwiemy naszą funkcję wyswietl() i będziemy ją wywoływać przekazując jej jako argument znak ASCII przeznaczony do wydrukowania na ekranie: wyswietl('A'); . Pojawia się zatem problem - gdzie program

- 173-

"pozostawia" argumenty przeznaczone dla funkcji przed jej wywołaniem? W Tabeli poniżej przedstawiono w skrócie "konwencję wywoływania funkcji" (ang. Function Calling Convention) języka C++. Konwencje wywołania funkcji. ________________________________________________________________ Język Argumenty na stos Postać Typ wart. zwrac. ________________________________________________________________ BASIC Kolejno offset adresu Return n C++ Odwrotnie wartości Return Pascal Kolejno wartości Return n ________________________________________________________________ Return n oznacza liczbę bajtów zajmowanych łącznie przez wszystkie odłożone na stos parametry. W C++ parametry są odkładane na stos w odwróconej kolejności. Jeśli chcemy, by parametry zostały odłożone na stos kolejno, powinniśmy zadeklarować funkcję jako "funkcję z Pascalowskimi manierami" - np.: pascal void nazwa_funkcji(void); Dodatkowo, w C++ argumenty są przekazywane poprzez swoją wartość, a nie przez wskazanie adresu parametru, jak ma to miejsce np. w BASICU. Istnieje tu kilka wyjątków przy przekazywaniu do funkcji struktur i tablic - bardziej szczegółowo zajmiemy się tym w dalszej części książki. Rozbudujemy nasz przykładowy program w taki sposób, by do funkcji były przekazywane dwa parametry - litery 'A' i 'B' przeznaczone do wydrukowania na ekranie przez funkcję: # pragma inline void wyswietl(char, char); //Prototyp funkcji void main() { wyswietl('A', 'B'); //Wywolanie funkcji } void wyswietl(char x, char y) //Definicja (implementacja) { .... Parametry zostaną odłożone na stos: PUSH 'B' PUSH 'A' Każdy parametr (mimo typu char) zajmie na stosie pełne słowo. C++ nie potrafi niestety układać na stosie bajt po bajcie.

- 174-

Funkcja wyswietl() musi uzyskać dostęp do przekazanych jej argumentówów. Odwołamy się do zmiennych C++ w taki sposób, jak robiłaby to każda inna funkcja w C++: [P063.CPP] # pragma inline void wyswietl(char, char); //Prototyp funkcji void main() { _AH = 2; //BEEEEE ! wyswietl('A', 'B'); //Wywolanie funkcji } void wyswietl(char x, char y) //Definicja (implementacja) { _DH = 0; // To C++ nie TASM, to samo, co asm MOV DH, 0 _DL = x; // asm MOV DL, x asm INT 33 _DH = 0; // asm MOV DH, 0 _DL = y; // asm MOV DL, y asm INT 33 } Aby pokazać jak dalece BORLAND C++ jest elastyczny wymieszaliśmy tu w jednaj funkcji instrukcje C++ (wykorzystując pseudozmienne) i instrukcje assemblera. Może tylko przesadziliśmy trochę ustawiając rejestr AH - numer funkcji DOS dla przerywania int 33 przed wywołaniem funkcji wyswietl() w programie głównym. To brzydka praktyka (ozn. //BEEEE), której autor nie zaleca. Jak widzisz, przekazanie parametrów jest proste.

- 175-

LEKCJA 17. TROCHĘ SZCZEGÓLÓW TECHNICZNYCH. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się więcej o szczegółach działania komputera widzianych z poziomu assemblera. ________________________________________________________________ LICZBY ZMIENNOPRZECINKOWE TYPU float. To, że C++ przy wywołaniu funkcji jest "przyzwyczajony" do odkładania argumentów na stos zawsze po dwa bajty może nam sprawić trochę kłopotów, gdy zechcemy zastosować argument typu float, double, bądź long - znacznie przekraczający długością dwubajtowe słowo maszynowe. # include <.... .... # pragma inline void main() { float liczba = 3.5; .... Jeżeli zajrzymy do pamięci naszego PC, okaże się, że liczba 3.5 została tam "zaszyfrowana" jako 00 00 60 40. Dlaczego? Format liczb zmiennoprzecinkowych jest znacznie bardziej skomplikowany. Liczba dziesiętna w rodzaju 123.4 to 1*102 + 2*101 + 3*100 + 4*10-1 {* !UWAGA SKLAD tu cyfry potegi wyzej *} Ale PC może posługiwać się wyłącznie zerami i jedynkami, i liczyć wyłącznie w systemie dwójkowym. Liczbę dziesiętną 3.5 możnaby przedstawić dwójkowo np. tak: 1*21 + 1*20 + 1*2-1 = 2 + 1 + 1/2 {* !UWAGA SKLAD: potegi *} czyli 0000 0000 0000 0011.1000 0000 0000 0000 Kropka oznacza przecinek oddzielający część całkowitą od części ułamkowaj - "przecinek dwójkowy" (a nie dziesiętny!). Każdą liczbę dziesiętna można zamienić na liczbę dwójkową. Przykładowodzieiętne 7.75 można zamienić na 4 + 2 + 1 + 1/2 + 1/4 = 0000 0000 0000 0111.1100 (dwójkowo) Pozostaje jednak pewien problem. Komputer nie ma możliwości zaznaczenia przecinka, dlatego też przecinek musi być ustawiany zawsze w tej samej pozycji - blisko początku liczby. Liczby zmiennoprzecinkowe są poddawane "normalizacji" (ang. noralized). Nasza liczba 0000 0000 0000 0011.1000 po normalizacji będzie wyglądać tak: 1.110 0000 0000... * 2^1. Odbywa się to zupełnie tak samo, jak normalizacja liczb

- 176-

dziesiętnych. Przesunięcie przecinka powoduje, że 12345.67 = 1.234567 * 10^4. Aby wróciła do swojej starej "zwykłej" postaci (jest to tzw. "rozwinięcie" liczby - ang. expand) należy przesunąć przecinek o jedno miejsce w prawo - otrzymamy znowu 11.1 . W liczbach dziesiętnych pierwsza cyfra może być różna (tylko nie zero), a w dowolnej poddanej normalizacji zmiennoprzecinkowej liczbie dwójkowej pierwszą cyfrą jest zawsze 1. Skoro w formacie liczb zmiennoprzecinkowych pierwsza jedynka jest przyjmowana "z definicji" (ang. implicit), więc można ją pominąć. Zostanie nam zatem zamiast 1.11 tylko 11 i ta przechowywana część liczby jest nazywana jej częścią znaczącą (ang. significant). To jeszcze nie wszystko - powinien tam być wykładnik potęgi. Wystarczy zapamiętać wykładnik, bo podstawa jest zawsze ta sama - 2. Niestety wykładniki są przechowywane nie w sposób naturalny, a po dodaniu do nich tzw. przesunięcia (ang. offset lub bias). Pozwala to uniknąć kłopotów z określaniem znaku wykładnika potęgi. Dla liczb typu float offset wykładnika wynosi +127 a dla liczb double float +1023. Wrócmy do naszej przykładowej liczby. Jeśli nasza liczba 3.5 = 11.1(B) ma być zapisana w postaci zmiennoprzecinkowej - float, zapisany w pamięci wykładnik potęgi wyniesie: 1 + 127 = 128 = 80 (hex) A teraz znak liczby. Pierwszy bit każdej liczby zmiennoprzecinkowej określa znak liczby (ang. sign bit). Liczby zmiennoprzecinkowe nie są przechowywane w postaci dwójkowych uzupełnień. Jeśli pierwszy bit - bit znaku równy jest 1 - liczba jest ujemna. natomiast jeżeli 0, liczba jest dodatnia. Jest to jedyna różnica pomiędzy dodatnimi a ujemnymi liczbami zmiennoprzecinkowymi. Nasza liczba 3.5 = 11.1 zostanie zakodowana jako: znak liczby - 0 wykładnik potęgi - 1000 0000 cyfry znaczące liczby - 110000000.... Ponieważ wiemy, że mamy do dyspozycji dla liczb float 4 bajty (możesz to sprawdzić sizeof(float x=3.5)), uzupełnijmy brakujące do 32 bity zerami: 3.5 = 0100 0000 0110 0000 0000 0000 0000 0000 = 40 60 00 00 zapis 40600000 to oczywiście szesnastkowa postać naszej liczby. Jeśli teraz weźmiemy pod uwagę, że nasz PC zamieni miejscami starsze słowo z młodszym 00 00 40 60 a następnie w obrębie każdego słowa dodatkowo starszy bit z młodszym, to zrozumiemy, dlaczego nasza liczba "siedziała" w pamięci w zaszyfrowanej

- 177-

postaci 00 00 60 40. Rozpatrzmy szkielet programu wykorzystującego funkcję z "długim" argumentem. Aby zapanować nad zapisem liczby zmiennoprzecinkowej do pamięci naszego PC możemy na poziomie assemblera postąpić np. tak: # include <..... # pragma inline void funkcja(long int) //Prototyp funkcji main() { long liczba = 0xABCDCDEF; //Deklaracja argumentu ..... funkcja(liczba); //Wywołanie w programie .... } void funkcja(long int x) //Implementacja funkcji { ..... } // x - argument formalny Argument przekazywany funkcji() jest zmienną 4 - bajtową typu long int. Możemy ją zamienić na dwa słowa, zanim przekażemy ją do wykorzystania w asemblerowskiej części programu. funkcja(long int x) { int x1starsze, x2mlodsze; //Wewnętrzne zmienne pomocnicze x2mlodsze = (int) x; x >> 16; x1starsze = (int) x; _DX = x1starsze; _BX = x2mlodsze; asm { ...... //Tu funkcja już może działać Forsując konwersję typu na (int), spowodujemy, że młodsze słowo zostanie przypisane zwyczajnej krótkiej zmiennej x2mlodsze. Następnie zawartość długiej zmiennej zostanie przesunięta o 16 bitów w prawo (starsze słowo zostanie przesunięte na miejsce młodszego). Powtórzenie operacji przypisania spowoduje przypisanie zmiennej x1starsze starszej połówki słowa. Od tej chwili możemy odwołać się do tych zmiennych w naszym fragmencie napisanym w asemblerze. Postępujemy tak, by to C++ martwił się o szczegóły techniczne i sam manipulował stosem i jednocześnie pilnował poprawności konwersji danych. ZWROT WARTOŚCI PRZEZ FUNKCJĘ. A teraz kilka słów o tym, co się dzieje, gdy funkcja zapragnie

- 178-

zwrócić jakąś wartość do programu. Wykorzystanie przez funkcje rejestrów do zwrotu wartości. ________________________________________________________________ Typ wartości Funkcja używa rejestru (lub pary) ________________________________________________________________ signed char / unsigned char AL short AX int AX enum AX long para DX:AX (starsze słowo DX, młodsze AX) float AX = Adres (jeśli far to DX:AX) double AX = Adres (jeśli far to DX:AX) struct AX = Adres (jeśli far to DX:AX) near pointer AX far pointer DX:AX ________________________________________________________________ Zależnie od typu wartości zwracanej przez funkcję (określonej w prototypie funkcji), C++ odczytuje zawartość odpowiedniego rejestru: AL, AX lub DX:AX. Jeśli funkcja ma np. zwrócić wartość o długości jednego bajtu, to przed wyjściem z funkcji należy ją "zostwić" w rejestrze AL. Jeśli wywołując funkcję C++ oczekuje zwrotu wartości jednobajtowej, to po powrocie z funkcji automatycznie pobierze bajt z rejestru AL. Krótkie wartości (typu short int) są "pozostawiane" przez funkcję w AX, a długie w parze rejestrów: DX - starsze, AX - młodsze słowo. Zastosujmy to w programie. Funkcja będzie odejmować dwie liczby całkowite. Pobierze dwa argumenty typu int, wykona odejmowanie i zwróci wynik typu int (return (_AX)). Dla modelu pamięci small będzie to wyglądać tak: [P064.CPP] # include <iostream.h> # pragma inline int funkcja(int, int); //Prototyp funkcji void main() { cout << "\nWynik 7 - 8 = " << funkcja(7, 8); } int funkcja(int x, int y) //Implementacja funkcji { asm { MOV AX, x SUB AX, y

- 179-

} return (_AX); //Zwróć zawartość rejestru AX } Zwróć uwagę, że po return(_AX); stawiamy średnik, natomiast po instrukcjach assemblera nie: asm MOV AX, DX chyba, że chcemy umieścić kilka instrukcji assemblera w jednej linii (patrz niżej). C++ i assembler są równoprawnymi partnerami. C++ może odwoływać się do zmiennych i funkcji assemblera, jeśli zostały zadeklarowane, jako publiczne (public) oraz zewnętrzne (EXTeRNal) i vice versa. C++ oczekuje, że zewnętrzne identyfikatory będą się rozpoczynać od znaku podkreślenia "_". Jeśli w programie pisanym w BORLAND C++ zastosujemy zewnętrzne zmienne i funkcje, C++ sam automatycznie doda do identyfikatorów znak podkreślenia. Turbo Assembler nie robi tego automatycznie i musimy zadbać o to "ręcznie". Przykładowo, współpraca pomiędzy programem P .CPP i modułem MODUL.ASM będzie przebiegać poprawnie: [P065.CPP] extern int UstawFlage(void); //Prototyp funkcji int Flaga; void main() { UstawFlage(); } [MODUL.ASM] .MODEL SMALL .DATA EXTRN _Flaga:WORD .CODE PUBLIC _UstawFlage _UstawFlage PROC CMP [_Flaga], 0 JNZ SKASUJ_Flage MOV [_Flaga], 1 JMP SHORT KONIEC SKASUJ_Flage: MOV [_Flaga], 0 KONIEC: RET _UstawFlage ENDP END Kompilacja może przebiegać oddzielnie wg schematu:

- 180-

PROGRAM.CPP --> PROGRAM.OBJ MODUL.ASM --> MODUL.OBJ TLINK PROGRAM.OBJ MODUL.OBJ --> PROGRAM.EXE Lub możemy powierzyć tę pracę kompilatorowi, który sam wywoła TASM i TLINK: TCC PROGRAM.CPP MODUL.ASM W BORLAND C++ 3.1 mamy do dyspozycji zintegrowany assembler (ang. in-line) - BASM. Ma on jednak w stosunku do "wolnostojącego" Turbo Assemblera pewne ograniczenia: * ma zawężony w stosunku do TASM zestaw dyrektyw (tylko DB, DD, DW, EXTRN); * nie pozwala na stosowanie składni typowej dla trybu "Ideal mode"; * nie pozwala na zastosowanie makra; * nie pozwala stosować instrukcji charakterystycznych dla 386 ani 486. Możesz stosować kilka rozkazów assemblera w jednej linii, ale powinieneś rozdzielać je wewnątrz linii średnikami: asm { POP AX; POP DX; POP DS IRET } Komentarz we wstawce assemblerowskiej musi zostać poprzedzony typowym dla C - /* (sam średnik, jak w TASM jest niedopuszczalny): asm { MOV DX, 1 ;TAK NIE MOŻNA W BASM ! ... asm { ADD AX, BX; /* Taki komentarz może być */ [???] KŁOPOTY Z REJESTRAMI ? ________________________________________________________________ Jeśli zastosujesz rejestry DI i SI we wstawce assemblerowaj, kompilator C++ nie będzie miał gdzie umieścić zmiennych klasy register z programu głónego. Zastanów się - co się bardziej opłaca. ________________________________________________________________ O WEKTORACH PRZERYWAŃ DOS Mikroprocesory Intel 80X86 rezerwują w pamięci naszych PC początkowe 1024 Bajty (adresy fizyczne 00000...00400 hex) na 256 wektorów przerywań (każdy wektor składa się z dwu słów i może być traktowany jako DW, bądź far pointer). Następne 256 bajtów (00400...00500 hex) zajmuje BIOS, a kolejne 256 (00500...00600

- 181-

hex) wykorzystuje DOS i Basic. Wektor to w samej rzeczy pełny adres początku procedury obsługującej przerywanie o danym numerze UWAGA: Wektor zapisywany jest w pamięci w odwrotnej kolejności: Adres pamięci: 0000:0000 [OFFSET Wekt. int 0] 0000:0002 [SEGMENT int 0] 0000:0004 [OFFSET Wekt. int 1] 0000:0006 [SEGMENT int 1] 0000:0008 [OFFSET int 2] .... .... Procesory 80X86 zamieniają jeszcze dodatkowo starszy bajt z młodszym. Posługując się systemowym debuggerem DEBUG możesz łatwo przejrzeć tablicę wektorów przerywań własnego komputera. Jeśli wydasz rozkaz: C:\DOS\DEBUG -D 0:0 zobaczysz zawartość pierwszych 32 wektorów int #0...int#31, czyli pierwsze 128 bajtów pamięci: -d 0:0 0000:0000 FB 91 32 00 F4 06 70 00-78 F8 00 F0 F4 06 70 00 0000:0010 F4 06 70 00 54 FF 00 F0-53 FF 00 F0 53 FF 00 F0 0000:0020 A5 FE 00 F0 87 E9 00 F0-23 FF 00 F0 23 FF 00 F0 0000:0030 23 FF 00 F0 CE 02 00 C8-57 EF 00 F0 F4 06 70 00 0000:0040 D1 0C BD 1B 4D F8 00 F0-41 F8 00 F0 74 07 70 00 0000:0050 39 E7 00 F0 4A 08 70 00-2E E8 00 F0 D2 EF 00 F0 0000:0060 00 00 FF FF FB 07 70 00-5D 0C 00 CA 9F 01 BD 1B 0000:0070 53 FF 00 F0 A0 7C 00 C0-22 05 00 00 2F 58 00 C0 Po zdeszyfrowaniu okaże się, że pierwszy wektor (przerywanie 0) wskazuje na adres startowy: 0032:91FB (adres absolutny 0951B). Generalnie możliwe są cztery sytuacje. Wektor może wskazywać: * adres startowy procedur ROM-BIOS: blok F - Fxxx:xxxx, * adres funkcji DOS, * adres funkcji działającego właśnie debuggera (DEBUG przejmuje obsługę niektórych przerywań), lub innego programu rezydującego w pamięci - np. NC.EXE, * wektor może być pusty - 00 00:00 00 jeśli dane przerywanie nie jest obsługiwane. Jeśli zechcesz sprawdzić, jak obsługiwane jest dane przerywanie możesz znów zastosować debugger, wydając mu rozkaz zdezasamblowania zawartości pamięci począwszy od wskazanego adresu:

- 182-

-u 32:91FB 0032:91FB BE6B47 MOV SI,476B 0032:91FE 2E CS: 0032:91FF 8B1E7E47 MOV BX,[477E] 0032:9203 2E CS: 0032:9204 8E16D73D MOV SS,[3DD7] 0032:9208 BCA007 MOV SP,07A0 0032:920B ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙E80200 ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙CALL ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙9210 0032:920E EBDA JMP 91EA 0032:9210 ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙16 ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙PUSH ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙SS 0032:9211 07 POP ES 0032:9212 ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙16 ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙PUSH ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙SS 0032:9213 1F POP DS 0032:9214 C606940308 MOV BYTE PTR [0394],08 0032:9219 C606920316 MOV BYTE PTR [0392],16 Z poziomu assemblera do wektora i odpowiednio do funkcji obsługującej przerywanie możesz odwołać się instrukcją INT numer. Zmienna numer może tu przyjmować wartości od 00 do FF. Jeśli wydasz taki rozkaz, komputer zapisze na stos (żeby sobie nie zapomnieć) zawartość rejestrów CS - bież. segment rozkazu, IP - bieżący offset rozkazu i FLAGS. Następnie wykona daleki (far jump) skok do adresu wskazanego przez wektor. Jeśli jednak część przerywań jest "niewykorzystana", lub w Twoim programie trzeba je obsługiwać inaczej - niestandardowo ? W BORLAND C++ masz do dyspozycji specjalny typ funkcji: interrupt. Aby Twoja funkcja mogła stać się "handlerem" przerywania, możesz zadeklarować ją tak: void interrupt MojaFunkcja(bp, di, si, ds .....) Do funkcji klasy interrupt przekazywane są jako argumenty rejestry, nie musisz zatem stosować pseudozmiennych _AX, _FLAGS itp.. Jeśli zadeklarujesz funkcję jako handler przy pomocy słowa "interrupt", funkcja automatycznie zapamiętuje stan rejestrów: AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP, ES i DS. Po powrocie z funkcji rejestry zostaną automatycznie odtworzone. Przykładem funkcji obsługującej przerywanie może być piszczek() posługujący się wbudowanym głośniczkiem i portem: # define us unsigned # include <iostram.h>

- 183-

# include <dos.h> void InstalujWektor(void interrupt (*adres)(), int numer_wekt); void interrupt Piszczek(us bp, us di, us si, us ds, us es, us ax, us bx, us cx, us dx); void main() { ..... } .... Po zadeklarowaniu prototypów dwu funkcji: Piszczek() - nasz handler przerywania; InstalujWektor() - funkcja instalująca nasz handler; możemy przystąpić do zdefiniowania oby funkcji. Posłużymy się zmiennymi nowe_bity, stare_bity. Wydawanie dźwięku polega na włączaniu i wyłączaniu głośniczka. Pusta pętla posłuży nam do zwłoki w czasie. void interrupt Piszczek(us bp, us di, us si, us ds, us es, us ax, us bx, us cx, us dx) { char nowe_bity, stare_bity, i; int n; unsigned char licznik = ax >> 8; stare_bity = inportb(0x61); for(nowe_bity = stare_bity, n = 0; n <= licznik; n++) { outportb(0x61, 0xFC & nowe_bity); //Wylacz for(i = 1; i < 255; i++) ; //Czekaj outportb(0x61, nowe_bity / 2); //WLACZ for(i = 1; i < 255; i++) ; //Czekaj } outportb(0x61, stare_bity); //Stan poczatkowy } Funkcja instalująca handler korzysta z bibliotecznej funkcji C++ setvect() (ustaw wektor przerywania) i potrzebuje dwu argumentów: * numeru wektora przerywania (numer * 4 = adres), * adresu funkcji - handlera - *faddr. void InstalujWektor(void interrupt (*adres)(), int numer_wektora) {

- 184-

cout << "\nInstaluje wektor" << numer_wektora << "\n"; setvect(numer_wektora, adres); } Pozostało nam wygenerować przerywanie. Załatwimy to funkcją Start(): void Start(unsigned char licznik, int numer_wektora) { _AH = licznik; geninterrupt(numer_wektora); //generuj przerywanie } Nasz główny program będzie zatem wyglądać tak: # include <... ... void main() { Instaluj(Piszczek, 10); Start(5, 10); } Należy do dobrych manier odtworzyć po wykorzystaniu oryginalną zawartość wektora przerywania, który "unowocześniliśmy". W bibliotece BORLAND C++ masz do dyspozycji m. in. funkcje getvect() - pobierz wektor (ten stary) i setvect() - ustaw wektor (ten nasz - nowocześniejszy). Jeśli zechcemy korzystać z rejestrów 386/486? Jeśli mamy komputer z 32 bitowymi rejestrami, to wypadałoby z tego korzystać. Na poziomie assemblera masz do dyspozycji dyrektywy: .386, .386P i .386C (P oznacza pełny zestaw instrukcji wraz z trybem uprzywilejowanym - 386 privileged instruction set). Mikroprocesor Intel 80386 może obsługiwać pamięć zgodnie z tradycyjnym podziałem na 64 kilobajtowe segmenty (tryb USE16), lub podzieloną na ciągłe segmenty po 4 GB (tryb USE32). Rejestry ogólnego przeznaczenia rozrosły się z 16 do 32 bitów i zyskały w nazwie dodatkową literę E (Extended - rozszerzony). "Stare" rejestry stały się młodszą połówką nowych. I tak: EAX = 0...15 to stary AX, 16...31 to rozbudowa do EAX (dokładniej: 0..7 = AL, 8..15 = AH, 0...15 = AX, 0...31 = EAX) BX -> 0...31 EBX: 0...7 BL, 8...15 BH, 0...15 BX CX -> 0...31 ECX DX -> 0...31 EDX wszystkie z dodatkowym podziałem na połówki H i L (np. DX = DH:DL).

- 185-

SI -> 0...31 ESI w tym (SI = 0..15) DI -> 0...31 EDI w tym (DI = 0..15) BP -> 0...31 EBP w tym (BP = 0..15) SP -> 0...31 ESP w tym (SP = 0..15) IP -> 0...31 EIP w tym (IP = 0..15) FLAGS -> 0...31 EFLAGS w tym (FLAGS = 0..15) Wszystkie "stare" połówki dostępne pod starą nazwą. Rejestry segmentowe pozostały 16 bitowe, ale jest ich o dwa więcej: CS, DS, ES, SS oraz nowe FS i GS. Nowe 32 bitowe rejestry działają według tych samych zasad: .386 ... MOV EAX, 1 ;zapisz 1 do rejestru EAX SUB EBX, EBX ;wyzeruj rejestr EBX ADD EBX, EAX ;dodaj (EAX)+(EBX) --> EBX Dostęp do starszej połowy rejestru można uzyskać np. poprzez przesuwanie (rotation): .386 ... MOV AX, Liczba_16_bitowa ROR EDX, 16 MOV AX, DX ROR EDX, 16 ... itp. W assemblerze możesz stosować wobec procesora 386 nowe instrukcje (testowania nie istniejących wcześniej bitów, przenoszenia krótkich liczb do 32 bitowych rejestrów z uwzględnieniem zaku i uzupełnieniem zerami itp.): BSF, BSR, BTR, BTS, LFS, LGS, MOVZX, SETxx, BT, BTC, CDQ, CWDE, LSS, MOVSX, SHLD i SHRD. Przy pomocji instrukcji MOV w trybie uprzywilejowanym (tzw. most-privileged level 0 - tylko w trybie .386P) możesz dodatkowo uzyskać dostęp do specjalnych rejestrów mikroprocesora 80386. CR0, CR2, CR3, DR0, DR1, DR2, DR3, DR6, DR7 TR6, TR7 Występuje tu typ danych - FWORD - 48 bitów (6 bajtów). Obok znanych dyrektyw DB i DW pojawia się zatem nowa DF, a oprócz znajomych wskaźników BYTE PTR, WORD PTR pojawia się nowy FWORD PTR. Przy pomocy dyrektywy .387 możesz skorzystać z koprocesora. Jak wynika z zestawu dodatkowych insrukcji: FCOS, FSINCOS, FUCOMP, FPREM1, FUCOM, FUCOMPP, FSIN

- 186-

warto dysponować koprocesorem, jeśli często korzystasz z grafiki, animacji i funkcji trygonometrycznych (kompilacji nie przyspieszy to niestety ani o 10% - tam odbywają się operacje stałoprzecinkowe). Zwróć uwagę, że procesory 386 i wcześniejsze wymagały instalacji dodatkowego układu 387 zawierającego koprocesor zmiennoprzecinkowy. Procesory 486 jeśli mają rozszerzenie DX - zawierają już koprocesor wewnątrz układu scalonego. ________________________________________________________________

- 187-

LEKCJA 18. O ŁAŃCUCHACH TEKSTOWYCH ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, * jak manipulować łańcuchami tekstowymi i poznasz kilka specjalnych funkcji, które służą w C++ właśnie do takich celów; * jak wykonują się operacje plikowo-dyskowe. ________________________________________________________________ OPERACJE NA ŁAŃCUCHACH TEKSTOWYCH. String, czyli łańcuch - to gupa znaków "pisarskich" (liter, cyfr i znaków specjalnych typu ?, !, _ itp.). Ponieważ C++ nie ma odzielnego typu danych "string" - łańcuchy znaków to tablice złożone z pojedynczych znaków (typowe elementy typu char). Techniką obiektową można utworzyć klasę - nowy typ danych "string". W bibliotekach Microsoft C++ istnieje predefiniowana klasa CString, ale zanim przejdziemy do programowania obiektowego i zdarzeniowego - rozważmy manipulowanie tekstami w sposób najprostszy. Maksymalną możliwą długość napisu należy podać wtedy, gdy w programie deklaruje się zmienną tekstową: char tekst1[40]; Jest to poprawna deklaracja zmiennej tekstowej o nazwie (identyfikator) tekst1. Maksymalna długość tekstu, który można umieścić w tej zmiennej tekstowej to - 40 znaków (liter, cyfr, itp.). A jeśli chcę zastosować tylko pojedynczy znak zamiast całego napisu? To proste: char napis[1]; Skoro długość łańcucha wynosi 1, to przecież nie jest żaden łańcuch! Informacja o długości (size - wielkość) wpisywana w nawiasy jest zbędna. Uproszczona wersja utworzenia zmiennej jednoznakowej i nadania zmiennej nazwy wygląda w tak: char znak; Nie jest to już jednak deklaracja zmiennej łańcuchowej - lecz deklaracja zmiennej znakowej. Łańcuch znaków (string) to grupa znaków (dokł. tablica znakowa) zakończona zwykle przez tzw. "wartownika" - znak NULL (zero). A pojedynczy znak to tylko pojedynczy znak. Nie ma tu miejsca (i sensu) dodawanie po pojedynczym znaku "wartownika" końca tekstu - zera. Gdy w deklaracjach zmiennych tekstowych rezerwujesz miejsce w pamięci dla napisów - zawsze możesz zażądać od kompilatora C++ zarezerwowania większej ilości miejsca - na zapas. Zawsze lepiej mieć zbyt dużo miejsca, niż zbyt mało. [???] LEPIEJ MIEĆ NIŻ NIE MIEĆ.

- 188-

________________________________________________________________ Upewnij się, czy kompilator zarezerwował (a Ty zadeklarowałeś) wystarczająco dużo miejsca dla Twoich tekstów. C++ niestety nie sprawdza tego w trakcie działania programu. Jeśli będziesz próbował umieścić w pamięci tekst o zbyt dużej długości (dłuższy niż zadeklarowałeś w programie), C++ posłusznie zapisze go do pamięci, ale może to spowodować nieprawidłowe działanie, bądź nawet "zawieszenie" programu. ________________________________________________________________ Inną przydatną w praktyce programowania cechą języka C++ jest możliwość zadeklarowania zawartości zmiennej tekstowej w momencie zadeklarowania samej zmiennej. Takie nadanie początkowej wartości nazywa się zdefiniowaniem, bądź zainicjowaniem zmiennej. W programie zapisuje się to tak: char napis[] = "To jest jakis napis"; Powoduje to przypisanie zmiennej tekstowej "napis" konkretnego łańcucha tekstowego "To jest jakiś napis". Zwróć uwagę, że w nawiasach nie podajemy ilości znaków, z których składa się tekst. Kompilator sam policzy sobie ilość znaków (tu 19) i zarezerwuje miejsce w pamięci dla napisu. Jeśli wolisz sam zadecydować, możesz zapisać deklarację tak: char napis[35] = "To jest jakis napis"; Jeśli to zrobisz, kompilator C++ zarezerwuje w pamięci miejsce dla 35 znaków, a nie dla 19. W programach często inicjuje się teksty posługując się nie tablicą znakową - lesz wskaźnikiem do tekstu. Deklaracja i zainicjowanie wskaźnika (wskaźnik wskazuje pierwszy element łańcucha znakowego) wygląda wtedy tak: char *p = "Jakis tam napis"; Rzućmy okiem na kilka gotowych funkcji, które do manipulowania tekstami oferuje C++. ŁĄCZENIE TEKSTÓW. [S] String Concatenation - łączenie łańcuchów tekstowych. Zlepek/skrót. Słowo strcat w języku C++ znaczy sklej. W praktycznych programach zapewne często pojawi się dwa lub więcej tekstów, które trzeba będzie połączyć w jeden napis. Wyobraźmy sobie, że imię i nazwisko użytkownika mamy zapisane jako dwa oddzielne łańcuchy tekstowe. Aby połączyć te dwa teksty w jeden trzeba przeprowadzić tzw. sklejanie (ang. concatenation) tekstów. W języku C++ mamy w tym celu do dyspozycji specjalną

- 189-

funkcję: strcat() - STRing conCATenation - sklejanie łańcuchów. Aby połączyć dwa łańcuchy tekstowe napis1 i napis2 w jeden należy zastosować tę funkcję w taki sposób: strcat(napis1, napis2); Funkcja strcat() zadziała w taki sposób, że łańcuch znaków napis2 zostanie dołączony do końca łańcucha napis1. Po zakończeniu działania funkcji zmienna napis1 zawiera "swój własny" napis i dołączony na końcu napis zawarty uprzednio w zmiennej napis2. Program poniżej przedstawia praktyczny przykład zastosowania funkcji strcat(). [P066.CPP] #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <string.h> //W tym pliku jest prototyp strcat() int main(void) { char imie[50], nazwisko[30]; clrscr(); cout << "Podaj imie: "; cin >> imie; cout << "Podaj nazwisko: "; cin >> nazwisko; strcat(imie, " "); strcat(imie, nazwisko); cout << "\nNazywasz sie: " << imie << '\n'; cout << "Naciśnij dowolny klawisz"; getch(); return 0; } Program zapyta najpierw o imię a następnie o nazwisko. Po wpisaniu przez Ciebie odpowiedzi program doda do siebie oba teksty i wypisze na ekranie Twoje imię i nazwisko w całości. Interesująxe w programie jest połączenie przy pomocy funkcji C++ strcat() dwu łańcuchów tekstowych w jeden łańcuch z dodaniem spacji rozdzielającej łańcuchy znaków. Najistotniejszy fragment programu wraz z komentarzem - poniżej. strcat(imie, " "); <-- dodaj do końca tekstu spację

- 190-

strcat(imie, nazwisko); <-- po dołączonej spacji dodaj drugi tekst - nazwisko Ponieważ prototyp funkcji strcat() znajduje się w pliku STRING.H - należy dołączyć ten plik nagłówkowy dyrektywą #include. DŁUGOŚĆ ŁAŃCUCHA TEKSTOWEGO. Każdy tekst ma swoją długość: liczbę znaków, z których się składa. Dla przykładu łańcuch znaków: "Przychodzi katecheta do lekarza i płacze, a lekarz na to: Bóg dał - Bóg wziął..." ma dla długość 71, ponieważ składa się z 71 znaków (odstęp - spacja to też znak). Łańcuch znaków "Ile diabłów mieści się w łebku od szpilki?" ma długość 42. Teoretycznie długość łańcuchów znakowych może wynosić od 0 do nieskończoności, ale w Borland/Turbo C++ występuje ograniczenie: łańcuch znaków może mieć długość zawartą w przedziale od 0 do 65536 znaków. Taki np. łańcuch znaków jest całkiem do przyjęcia: "Nie ważne, czy Polska będzie bogata, czy biedna - ważne, żeby była katolicka (czyli nasza), bo nasze będą wtedy pieniądze, urzędy i nasza władza. Lepiej być pół-Bogiem wśród nędzarzy (oczywiście za ich pieniądze, z ich podatków), niż zarabiać na chleb własną pracą." [S] Null string - Łańcuch zerowy. ________________________________________________________________ Łańcuch zerowy (dokładniej: łańcuch tekstowy o zerowej długości) to taki łańcuch, który zawiera 0 (zero) znaków. Jak to możliwe, by łańcuch tekstowy zawierał zero znaków? W C++ łańcuchy znaków zawierają na końcu znak '\0' (zero) jako "wartownika" końca tekstu. Jeśli pierwszy element tablicy znakowej będzie zerem - powstanie właśnie łańcuch znakowy o zerowej długości. Można to zrobić np. tak: char napis[0] = 0; char *p = ""; char napis[50] = ""; ________________________________________________________________ Kiedy C++ wyznacza długość łańcucha znaków - zlicza kolejne znaki, aż dojdzie do zera. W przykładzie już pierwszy znak jest zerem, więc C++ uzna, że długość takiego łańcucha wynosi zero. Czasem w praktyce programowania zainicjowanie takiego pustego

- 191-

łańcucha pozwala mieć pewność, że tablica nie zawiera jakichś starych, zbędnych danych. Możliwość sprawdzenia, jaką długość ma łańcuch tekstowy może się to przydać np. do rozmieszczenia napisów na ekranie. Dla przykładu, pozycja na ekranie, od której rozpocznie się wyświetlanie napisu zależy od długości tekstu, który został wyświetlony wcześniej. Do określania długości tekstu masz w C++ do dyspozycji gotową funkcję: strlen() - STRing LENgth - długość łańcucha znakowego. Funkcję strlen() stosuje się w następujący sposób: unsigned int dlugosc; char tekst[...]; ... dlugosc = strlen(tekst); Funkcja ma jeden argument - napis, którego długość należy określić (tu: zmienna nazywa się tekst). Funkcja strlen() w wyniku swojego działania ZWRACA długość łańcucha tekstowego jako liczbę całkowitą bez znaku (nieujemną). Liczba zwrócona jako wynik przez funkcję strlen() może zostać użyta w dowolny sposób - jak każda inna wartość numeryczna. Funkcja strlen() nie podaje w odpowiedzi na wywołanie (mądrze nazywa się to "zwraca do programu wartość") długości łańcucha tekstowego, która została zadeklarowana (maksymalnej teoretycznej), lecz FAKTYCZNĄ DŁUGOŚĆ tekstu. Jeśli, dla przykładu, zadeklarujemy zmienną tekstową tak: char string1[30] = "Lubie C++ "; zadeklarowana maksymalna długość łańcucha znakowego wynosi 30, natomiast faktyczna długość łańcucha znakowego wynosi 10 znaków. Jeśli wywołamy strlen() i każemy jej określić długość łańcucha znakowego string1: unsigned int dlugosc = strlen(string1); funkcja przypisze zmiennej dlugosc wartość 10 a nie 30. Jeśli wpisałeś poprzedni program program przykładowy do okienka edycyjnego - wystarczy dodać dwa nowe wiersze. [P067.CPP] #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <string.h>

- 192-

main() { char imie[50], nazwisko[20]; int dlugosc; clrscr(); cout << "Podaj imie: "; cin >> imie; cout << "Podaj nazwisko: "; cin >> nazwisko; strcat(imie, " "); strcat(imie, nazwisko); cout << "\nNazywasz sie: " << imie << '\n'; dlugosc = strlen(imie); cout<<"Imie i nazwisko sklada sie z: "<<dlugosc<<"znakow\n"; cout << "Nacisnij dowolny klawisz"; getch(); return 0; } W programie z Listingu 5.2 nie musisz stosować dodatkowej zmiennej dlugosc. Taki sam efekt uzyskasz pisząc zamiast dwu wierszy jeden: cout << "Wszystkich znakow bylo: " << strlen(imie) << '\n'; POBIERANIE I WYSZUKIWANIE WYCINKA TEKSTU - substring. Podobnie łatwo do łączenia łańcuchów możesz dokonać podziału większych tekstów na mniejsze fragmenty. "Duże" pierwone łańcuchy nazywają się "string", a te mniejsze fragmenty - "substring". Do podziału łańcuchów na "podłańcuchy" język C++ dysponuje specjalnymi funkcjami: strncpy() i strcpy() - STRiNg CoPY - kopiuj string. [S] Substring - Część składowa większego łańcucha znaków. ________________________________________________________________ Substring to mniejszy łańcuch znaków stanowiący część większego łańcucha znaków. Np. substring BAB jest częścią większego łańcucha BABCIA. source - źródło (miejsce pochodzenia); destination - miejsce przeznaczenia. ________________________________________________________________ Funkcja strncpy() kopiuje we wskazane miejsce tylko pewną - zadaną liczbę początkowych znaków łańcucha. Funkcję strncpy() możesz zastosować w swoich programach w następujący sposób: char tab_A[80] = "BABCIA"; char tab_B[80] = ""; strncpy(tab_B, tab_A, 3); /* kopiuj 3 pierwsze znaki */

- 193-

W tym przykładzie wywołujemy funkcję strncpy() przekazując jej przy wywołaniu trzy argumenty: tab_B - destination string - wynikowy łańcuch tekstowy (ten nowy, który powstanie); tabn_A - source string - łańcuch źródłowy (ten, z którego będziemy "obcinać" kawałek); 3 - maksymalna liczba znaków, którą należy obciąć . Obcięte znaki utworzą "substring" - "BAB". Pobieranie i "wycinanie" znaków rozpocznie się od pierwszego znaku łańcucha źródłowego tab_A[80], więc funkcja wywołana w taki sposób: strncpy(string1, string2, 3); spowoduje pobranie pierwszych 3 znaków z łańcucha string2 i skopiowanie ich do łańcucha string1. Funkcja strcpy() (Uwaga! bez "n") powoduje skopiowanie całego łańcucha znaków. Sposób zastosowania funkcji jest podobny do przykładu z strncpy(), z tym, że nie trzeba podawać liczby całkowitej określającej ilość znaków do kopiowania. Jak wszystkie, to wszystkie (jak mawiała babcia), zatem wywołanie funkcji: strcpy(string1, string2); spowoduje skopiowanie całego łańcucha znaków zawartego w zmiennej string2 do zmiennej string1. Jeśli, dla przykładu, zmiennej string2 przypiszemy łańcuch tekstowy string2 = "BABCIA"; to po zadziałaniu funkcji strcpy(string1, string2) zmiennej string1 zostanie przypisany dokładnie taki sam łańcuch. Rozważmy program przykładowy. Po uruchomieniu program poprosi o wpisanie łańcucha tekstowego. Wpisz dowolny tekst. Tekst powinien zawierać więcej niż 3 znaki. Po pobraniu wyjściowego/źródłowego tekstu od użytkownika, program pobierze z tego tekstu kilka mniejszych łańcuchów tekstowych typu "substring" i wyświetli je na ekranie. [P068.CPP] #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <string.h> #include <stdio.h> main() {

- 194-

char napis1[80] = ""; char napis2[80] = ""; char napis3[80] = ""; clrscr(); cout << "Wpisz jakis tekst: "; gets(napis1); strcpy(napis2, napis1); strncpy(napis3, napis1, 3); cout << "\nKopia tekstu: "; cout << '*' << napis2 << "*\n"; cout << "Pierwsze 3 znaki tekstu: "; cout << '\'' << napis3 << '\'' << '\n'; cout << "\n\n...dowolny klawisz..."; getch(); return 0; } [???] A jeśli zabraknie znaków? ________________________________________________________________ Spróbuj uruchomić program podając mu łańcuch tekstowy krótszy niż 5 znaków. Jest to próba oszukania funkcji, która oczekuje, że kopiowane 3 znaki powinny istnieć, mało tego, powinny być zaledwie częścią większego łańcucha. Jak widzisz, program nie "zawiesza się". W języku C++ funkcje opracowane są zwykle w taki sposób, że nawet otrzymując bezsensowne parametry potrafią jakoś tam wybrnąć z sytuacji. Tym niemniej, nawet jeśli program się nie zawiesza, nie oznacza to, że wyniki działania przy bezsensownych danych wejściowych będą mieć jakikolwiek sens. Jako programista powinieneś wystrzegać się takich błędów (dane z poza zakresu, dane bez sensu merytorycznego) nie licząc na to, że C++ jakoś z tego wybrnie. ________________________________________________________________ Najważniejszy fragment tekstu programu wraz z komentarzem: char napis1[80] = ""; <-- deklaracje zmiennych tekstowych char napis2[80] = ""; <-- i nadanie im zerowej zawartości char napis3[80] = ""; <-- długość pustego napisu - zero. ... gets(napis1); <-- GET String - pobierz string strcpy(napis2, napis1); <-- kopiowanie całego tekstu strncpy(napis3, napis1, 3); <-- kopiowanie części tekstu ... Zwróć uwagę, że program do pobrania danych (tekstu) od użytkownika posługuje się funkcją gets() (ang. GET String - pobierz łańcuch znaków). Obiekt cin jest bardzo wygodnym środkiem służącyn do wczytywania danych, ale nie pozwala

- 195-

wprowadzać napisów zawierających spacje. Jeśli zastosowalibyśmy w programie cin >> string1; i wpisali tekst zawierający spacje, np.: To nie ważne, czy Polska... wczytane zostałyby tylko znaki To (do pierwszej spacji). Z kolei funkcja gets() pozwala wczytać wiersz tekstu zawierający dowolne znaki uznając za koniec znak CRLF (powrót karetki, zmiana wiersza) generowany po naciśnięciu [Entera]. Przeciwną, symetryczną funkcją do gets() jest funkcja puts() (ang. PUT String - wyprowadź wiersz tekstu). Prototypy funkcji gets() i puts() znajdują się w pliku nagłówkowym STDIO.H. Dlatego ten plik nagłówkowy został dołączony na początku dyrektywą #include. WYSZUKIWANIE TEKSTÓW. Wyobraźmy sobie, że mamy listę imion i chcemy na tej liście odszukać znajome imię np. Alfons. Specjalnie do takich celów C++ dysponuje funkcją: strstr() - STRing's subSTRing - część łańcucha tekstowego Aby wyszukać w większym tekście mniejszy fragment, powinniśmy wywołując funkcję przekazać jej dwie informacje: GDZIE SZUKAĆ - wskazać łańcuch tekstowy do przeszukiwania; i CZEGO SZUKAĆ - podać ten tekst, który nas interesuje i który funkcja powinna dla nas odnaleść. Funkcja strstr(), powinna zatem mieć dwa argumenty: char Lista[] = "Adam, Buba, Adolf, Magda"; ... gdzie = strstr(Lista, "Adolf"); Funkcja strstr() wyszukuje pierwsze wystąpienie danego tekstu. Po wyszukaniu, funkcja powinna nam w jakiś sposób wskazać, gdzie znajduje się interesujący nas tekst. Jak wiesz, do wskazywania różnych interesujących rzeczy służą w C++ WSKAŹNIKI (pointer). W przykładzie powyżej funkcja strstr() w wyniku swojego działania zwraca wskaźnik do szukanego tekstu "Alfons". Aby wskaźnik nam nie przepadł, trzeba go zapamiętać. Funkcja zatem przypisuje wskaźnik zmiennej "gdzie". W miejscu przeznaczonym dla tej zmiennej w pamięci będzie odtąd przechowywany wskaźnik,

- 196-

wskazujący nam - gdzie w pamięci kmputera znajduje się interesujący nas tekst "Alfons\0". Aby komputer zarezerwował miejsce w pamięci dla wskaźnika, trzeba go o to "poprosić" na początku programu, deklarując, że w programie zamierzamy posługiwać się wskaźnikiem. Deklaracja wskaźnika do zmiennej tekstowej wygląda tak: char *wskaznik; Przykładowy program pniżej demonstruje sposób zadeklarowania wskaźnika i wyszukiwanie tekstu. Program nie oczekuje żadnej informacji wejściowej od użytkownika. Uruchom program i przeanalizuj wydruk na ekranie porównując go z tekstem programu. [P069.CPP] #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <string.h> main() { char string1[] = "Ala, Magda, Adam, Alfons, Jasiek, Alfons, As"; char *pointer; clrscr(); cout << "Lista:\n" << string1; pointer = strstr(string1, "Alfons"); cout << "Tekst 'Alfons' wystapil po raz pierwszy:\n"; cout << " " << pointer << '\n'; pointer = strstr(ptr, "Jasiek"); cout << "Tekst 'Jasiek' wystapil po raz pierwszy:\n"; cout << " " << pointer << '\n'; pointer = strstr(pointer, "As"); cout << "Tekst 'As' wystapil:\n"; cout << " " << ptr << '\n' << "\n\nNacisnij cokolwiek"; getch(); return 0; } Inną metodą zastosowania funkcji manipulujących łańcuchami tekstowymi może być "obróbka" tekstu wprowadzonego przez użytkownika. Następny program przykładowy pozwala użytkownikowi wprowadzić tekst do przeszukiwania (odpowiednik listy) i tekst do wyszukania (odpowiednik imienia). W wyniku wyszukania wskazanego łańcucha program wyświetla listę począwszy od

- 197-

wyszukanego pierwszego wystąpienia zadanego łańcucha znaków. [P070.CPP] #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <string.h> #include <stdio.h> main() { char str1[80], str2[80]; char *ptr; clrscr(); cout << "Wpisz tekst do przeszukania:\n "; gets(str1); cout << "Co mam wyszukac?\n--> "; gets(str2); ptr = strstr(str1, str2); <-- wyszukiwanie tekstu cout << "Znalazlem: " << '\'' << str1 << '\'' << " w "; cout << '\'' << str2 << '\'' << '\n'; cout << ptr; cout << "\n\n ...Nacisnij klawisz..."; getch(); return 0; } DUŻE I MAŁE LITERY. Litery mogą być małe i duże. Duże litery nazywają się "capitals". Od słowa CAPitalS pochodzi skrót na klawiszu [Caps Lock]. Innym, używanym do określenia tego samego słowem jest "upper case" (duże litery) lub "lower case" (małe litery). Czasami pojawia się potrzeba zaminy dużych liter na małe, bądź odwrotnie. W C++ służą tego celu funkcje: strupr() - STRing to UPpeR case - zamień litery włańcuchu tekstowym na duże. strlwr() - STRing to LoWeR case - zamień litery w łańcuchu na małe. Program przykładowy poniżej demonstruje działanie tych funkcji. [P071.CPP] #include <conio.h> #include <iostream.h> #include <string.h> #include <stdio.h> main()

- 198-

{ char string1[80]; clrscr(); cout << "Wpisz tekst do zamiany:\n"; gets(string1); cout << "\nNormalnie: " << string1 << '\n'; cout << "TYLKO DUZE: " << strupr(string1) << '\n'; cout << "tylko male: " << strlwr(string1) << '\n'; cout << "\n\n...Nacisnij klawisz..."; getch(); return 0; } [???] DLA DOCIEKLIWYCH. ________________________________________________________________ * Argumenty funkcji - zawsze w tej samej kolejności! Kiedy wywołujesz gotową funkcję - np. strstr(), argumenty funkcji muszą być podane zawsze w tej samej kolejności (tak, jak funkcja "się spodziewa"). Wywołanie funkcji: pointer = strstr(string, substring, 3); powiedzie się i funkcja zadziała zgodnie z oczekiwaniami. Natomiast wywołanie funkcji tak: pointer = strstr(3, substring, string); spowoduje błąd przy kompilacji programu. * Przy manipulacji stringami kłopoty mogą sprawiać spacje, bądź ich brak. Dla przykładu przy sklejaniu dwóch łańcuchów tekstowych warto dla czytelności dodać spację, by nie uzyskiwać napisów typu: WaldekKowalski. Łatwo można przegapić i inne ograniczniki (ang. delimiter). * Ocena długości tekstu. Szczególnie przewidujący i ostrożny musi być programista wtedy, gdy łańcuch będzie wprowadzany przez użytkownika programu. ________________________________________________________________

- 199-

LEKCJA 19: KILKA INNYCH PRZYDATNYCH FUNKCJI. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak zapisać teksty na dysku i jak jeszcze można nimi manipulować przy pomocy gotowych funkcji Borland C++. ________________________________________________________________ Program poniżej demonstruje zastosowanie trzech przydatnych funkcji: [P072.CPP] #include <conio.h> int main(void) { int i, x = 0, y = 0; clrscr(); for (i = 1; i < 10; i++) { y = i; x = 5*i; textbackground(16-i); textcolor(i); gotoxy(x, y); cprintf("Wspolrzedne: x=%d y=%d", x, y); getch(); } return 0; } textbackground() - ustaw kolor tła pod tekstem texcolor() - ustaw kolor tekstu gotoxy() - rozpocznij drukowanie tekstu od punktu o współrzędnych ekranowych x - numer kolumny (w normalnym trybie: 1-80) y - numer wiersza (w normalnym trybie: 1-25) [Z] ________________________________________________________________ 1. Rozmieść na ekranie napisy i znaki semigraficzne tworzące rysunek tabelki. 2. Opracuj program, w którym pojedyncze znaki, bądź napisy będą poruszać się po ekranie. 3. Spróbuj przyspieszyć działanie swojego programu z poprzedniego zadania poprzez wstawkę w assemblerze. ________________________________________________________________ OPERACJE PLIKOWE - NIEOBIEKTOWO. W systemia DOS dane i programy są zgrupowane w pliki. Pliki (ang. file) mogą być TEKSTOWE i BINARNE. Najczęstszymi

- 200-

operacjami na plikach są: * Utworzenie nowego pliku (ang. CREATE); * Odczyt z pliku (ang. READ); * Zapis do pliku (WRITE); * Otwarcie pliku (OPEN); * Zamknięcie pliku (CLOSE); * Wyszukanie danej w pliku (SEEK); W kontaktach z urządzeniami - np. z dyskiem pośredniczą DOS i BIOS. To system DOS wie, gdzie na dysku szukać pliku (katalogu) o podanej nazwie i w których sektorach dysku znajdują się fizycznie dane należące do danego pliku. Operacje z plikami opierają się o odwoływanie do systemu operacyjnego za pośrednictwem tzw. Deskryptora pliku (File Descriptor - numer identyfikacyjny pliku). Zestaw "narzędzi" potrzebnych nam do pracy to: IO.H - prototypy funkcji obsługi WEjścia/WYjścia (ang. Input/Output=IO); FCNTL.H - plik zawierający definicje wymienionych poniżej stałych: O_BINARY - otwarcie pliku w trybie binarnym; O_TEXT - otwarcie pliku w trybie tekstowym; O_RDONLY (Open for Read Only) - otwórz tylko do odczytu; O_WRONLY (...Write Only) - tylko dla zapisu; O_RDWR (Reading and Writing) dozwolony zapis i odczyt; STAT.H - zawiera definicje stałych S_IREAD - plik tylko do odczytu (przydatne dla funkcji creat); S_IWRITE - tylko zapis (przydatne dla funkcji creat); FUNKCJE: int open(p1, p2, p3) - trójparametrowa funkcja otwierająca plik; (parametry patrz przykład) zwraca do programu Wynik = -1 (operacja zakończona niepowodzeniem - np. nie ma pliku) lub Wynik = File Descriptor - numer pliku przekazany przez DOS. int creat(p1, p2) - funkcja tworząca nowy plik; int read(...) - funkcja czytająca z pliku; int write(...) - funkcja zapisu do pliku; imt close(...) - zamknięcie pliku. Po uruchomieniu program otwiera automatycznie trzy standardowe pliki, związane z urządzeniami: 0 - stdin - standardowy plik wejściowy (norm. klawiatura konsoli); 1 - stdout - standardowy plik wyjściowy (norm. monitor); 2 - stderr - standardowy plik wyjściowy - diagnostyczny (komunikaty o błędach). [S] STD... STandarD INput - standardowe wejście.

- 201-

STD OUTput - standardowe wyjście. STD ERRors - plik diagnostyczny. //[P072-2.CPP] # include <stdio.h> # include <conio.h> # include <SYS\STAT.H> //Duze litery tylko dla podkreslenia # include <FCNTL.H> # include <IO.H> char *POINTER; int IL_znakow, DLUG_pliku, TRYB_dostepu, Wynik, i; int Plik_1, Plik_2; char BUFOR[20] = {"TEKST DO PLIKU"}; char STOS[3], ZNAK='X'; main() { POINTER = &BUFOR[0]; printf("Wloz dyskietke do A: i nacisnij cos...\n"); Plik_1 = creat( "a:\\plik1.dat", S_IWRITE); if (Plik_1 == -1) printf("\n Nie udalo sie zalozyc plik1.dat..."); Plik_2 = creat( "a:\\plik_2.dat", S_IWRITE); if (Plik_2 == -1) printf("\n Klops przy Plik2.dat"); _fmode = O_BINARY; //Bedziemy otwierac w trybie binarnym Wynik = open( "a:\\plik1.dat", O_WRONLY ); if (Wynik == -1) printf("\n Nie udalo sie otworzyc pliku..."); IL_znakow = 15; //Ilosc znakow do zapisu Wynik =write( Plik_1, POINTER, IL_znakow ); printf("Zapisalem %d znakow do pliku.", Wynik); close( Plik_1 ); Plik_1 = open("a:\\Plik1.dat", O_RDONLY ); Plik_2 = open("a:\\Plik_2.dat", O_WRONLY ); POINTER = &STOS[0]; for (i=1; ZNAK; i++) //Kopiuje plik + spacje { STOS[1] = ZNAK; write( Plik_2, POINTER, 2);

- 202-

read( Plik_1, &ZNAK, 1); } close(Plik_1); close(Plik_2); getch(); return 0; } Przykładowy program wykonuje następujące czynności: 1. Tworzy plik a:\plik1.dat (potrzebny dostęp do dyskietki a:). 2. Tworzy plik a:\plik_2.dat. 3. Otwiera plik a:\plik1.dat w trybie binarnym tylko do zapisu. (ZWRÓĆ UWAGĘ, że tryb binarny nie przeszkadza zapisać tekstu.) 4. Dokonuje zapisu do pliku. 5. Zamyka plik a:\plik1.dat. 6. Otwiera plik1.dat w trybie binarnym tylko do odczytu. 7. Otwiera plik_2.dat tylko do zapisu. 8. Kopiuje plik1.dat do plik_2.dat dodając spacje. Zwróć uwagę na konstrukcję: for(i=1; ZNAK; i++) Wyjaśnienie. Póki jest znak wykonuj kopiowanie. Przypominam, że koniec to NUL - '\0'. Jeśli czytamy i piszemy po kolei - wszystko jest proste. Jeżeli natomiast chcemy wyszukać w pliku określone miejsce, to będzie nam jeszcze dodatkowo potrzebny mechanizm do określenia pozycji w pliku - tzw. WSKAŹNIK PLIKOWY. Pozycję można określać względem początku pliku: SEEK_SET - stała określająca pozycjonowanie względem początku pliku; SEEK_CUR - względem położenia bieżącego (ang. Current - bieżący); SEEK_END - określenie pozycji względem końca pliku; EOF - End Of File - znak końca pliku. Funkcja lseek(): WSK_PLK = long int lseek( plik, o_ile, kierunek); służy do pozycjonowania w pliku. Liczba typu long int określająca pozycję w pliku nazywana jest WSKAŹNIKIEM PLIKOWYM ( w programie przykładowym została oznaczona long int WSK_PLK). W programie przykładowym wykonywane jest kolejno: * utworzenie na dysku pliku PROBA.DAT; * zapis do pliku wprowadzonych z klawiatury liczb całkowitych typu int;

- 203-

* zamknięcie pliku; * otwarcie pliku do odczytu; * ustawienie wskaźnika na końcu pliku; * odczyt z pliku od końca; * wyprowadzenie odczytanych z pliku danych na ekran. [P073.CPP] # include "sys\stat.h" # include "conio.h" # include "stdio.h" # include "io.h" # include "fcntl.h" # define Cofnij_o_Zero 0 # define dwa_bajty 2 int Numer = 0; int Plik, L, M, i; long int Dlug_Pliku; main() { clrscr(); creat("A:\PROBA.DAT", S_IWRITE); printf("\nPodaj liczbe rozna od zera, zero - KONIEC"); _fmode=O_BINARY; Plik=open("A:\PROBA.DAT", O_WRONLY); do { printf("\n Nr liczby \t%d\t\t", Numer++); scanf("%d", &L); if (L) write(Plik, &L, 2); } while (L != 0); close(Plik); getch(); printf("\n Teraz odczytam te liczby z pliku \n"); Plik=open("A:\PROBA.DAT", O_RDONLY); Dlug_Pliku=lseek(Plik, 0, SEEK_END); for (i=Dlug_Pliku-dwa_bajty; i>=0; i-=2) { lseek(Plik, i, SEEK_SET); read(Plik, &M, dwa_bajty); printf("%d, ", M); } close(Plik); getch(); return 0; } [Z] ________________________________________________________________

- 204-

Opracuj program wykonujący operacje na tekstach opisane wcześniej na łańcuchach tekstowych pobieranych z zewnętrznych plików dyskowych i umieszczanych w wynikowych plikach tekstowych. ________________________________________________________________

- 205-

LEKCJA 20. JEŚLI PROGRAM POWINIEN URUCHOMIĆ INNY PROGRAM... ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak w C++ można programować * procesy potomne * pisać programy rezydujące w pamięci (TSR) ________________________________________________________________ O programach rezydentnych (TSR) i procesach potomnych. Warunek zewnętrznej zgodności z poprzednimi wersjami DOS wyraźnie hamuje ewolucję systemu MS DOS w kierunku "poważnych" systemów operacyjnych umożliwjających pracę wieloprogramową w trybie "multiuser", "multitasking" i "time sharing". Pewną namiastkę pracy wieloprocesowej dają nam już DOS 5/6 i Windows 3.1. Można już otwierać wiele okien programów jednocześnie, można np. drukować "w tle", można wreszcie pisać rezydujące stale w pamięci programy klasy TSR (ang. Terminated and Stay Resident) uaktywniające się "od czasu do czasu". O bloku PSP. System DOS przydziela programom blok - "nagłówek" wstępny nazywany PSP (ang. Program Segment Prefix). Blok ten zawiera informacje o stanie systemu DOS w momencie uruchamiania programu (nazywanego tu inaczej procesem). Znajdują się tam informacje o bieżącym stanie zmiennych otoczenia systemowego (ang. environment variables) i parametrach uruchomieniowych. Blok PSP zajmuje 256 bajtów na początku kodu programu w zakresie adresów: CS:0000 ... CS:0100 (hex) Właściwy kod programu zaczyna się zatem od adresu CS:0100. Interpreter rozkazów systemu DOS ładuje programy do pamięci posługując się funkcją systemową nr 75 (4B hex). Wszystko jest proste dopóki mamy do czynienia z programem "krótkim" typu *.COM. Jeśli jednakże program uruchamiany jest w wersji "długiej" - *.EXE, dowolna może być nie tylko długość pliku, ale także początkowa zawartość rejestrów CS, SS, SP i IP. W plikach typu *.EXE początek bloku PSP wskazują rejestry DS (DS:0000) i ES. W Borland C++ masz do dyspozycji specjalną funkcję getpsp() przy pomocy której możesz uzyskać dostęp do bloku PSP programu. Krótki przykład zastosowania tej funkcji poniżej: /* Przykład zastosowania funkcji getpsp(): */ # include <stdio.h> # include <dos.h> main() { static char TAB[128]; char far *ptr;

- 206-

int dlugosc, i; printf("Blok PSP: %u \n", getpsp()); ptr = MK_FP(_psp, 0x80); dlugosc = *ptr; for (i = 0; i < dlugosc; i++) TAB[i] = ptr[i+1]; printf("Parametry uruchomieniowe: %s\n", TAB); } W normalnych warunkach po wykonaniu "swojej roboty" program zostaje usunięty z pamięci operacyjnej (czym zajmuje się funkcja systemowa nr 76 - 4C (hex)). Aby tak się nie stało, program może: * uruchomić swój proces (program) potomny; * wyjść "na chwilę" do systemu DOS - tj. uruchomić jako swój proces potomny interpreter COMMAND.COM; * przekazać sterowanie programowi COMMAND.COM pozostając w pamięci w postaci "uśpionej" oczekując na uaktywninie. Poniżej kilka prostych przykładów uruchamiania jednych procesów przez inne w Borland C++: /* Funkcja execv(): uruchomienie programu "potomnego"*/ # include <process.h> # include <stdio.h> # include <errno.h> void main(int argc, char *argv[]) { int i; printf("Parametry uruchomieniowe:"); for (i=0; i<argc; i++) printf("\n%d) %s", i, argv[i]); printf("Przekazuje parametry do procesu 2 par_1, par_2...\n"); execv("CHILD.EXE", argv); .... exit (2); } [P074.CPP] /* Funkcja system() - na chwilę do DOS */ # include <stdlib.h> # include <stdio.h>

- 207-

void main() { printf("Wyjscie do DOS i wykonanie jednego rozkazu:\n"); system("dir > c:\plik.dir"); } /* Funkcje grupy spawn...() : spawnl() */ # include <process.h> # include <stdio.h> # include <conio.h> void main() { int rezultat; rezultat = spawnl(P_WAIT, "program.exe", NULL); if (rezultat == -1) { perror(" Fiasko !"); exit(1); } } /* Funkcja spawnle() */ # include <process.h> # include <stdio.h> # include <conio.h> void main() { int rezultat; rezultat = spawnle(P_WAIT, "program.exe", NULL, NULL); if (rezultat == -1) { perror("Fiasko !"); exit(1); } } Zagadnienie uruchamiania programów potomnych (ang. child process) przez programy macieżyste (ang. parent process) jest rozpracowane w C++ dość dokładnie i zarazem obszernie. Istnieje wiele gotowych funkcji bibliotecznych, z usług których możesz tu skorzystać. Wszystko to nie jest jednak "prawdziwym" programem TSR. Przyjrzyjmy się zatem dokładniej dopuszcalnym przez system DOS sposobom zakończenia programu nie powodującym usunięcia programu z pamięci. Jeśli program rezydentny jest niewielki (kod < 64 K), możemy

- 208-

zakończyć program posługując się przerywaniem INT 39 (27 hex). Jeśli natomiast zamierzamy posługiwać się dłuższymi programami, mamy do dyspozycji funkcję systemową nr 49 (31 hex). Należy tu zwrócić uwagę, że zakończenie programu w taki sposób (z pozostawieniem w pamięci) nie spowoduje automatycznego zamknięcia plików, a jedynie opróżnienie buforów. Programy rezydentne dzieli się umownie na trzy kategorie: [BP] - background process - procesy działające "w tle"; [SV] - services - programy usługowe - np. PRINT; [PP] - pop up programs - uaktywniane przez określoną kombinację klawiszy; System DOS dysponuje tzw. przerywaniem multipleksowym (naprzemiennym) wykorzystywanym często przez programy rezydentne. Jest to przerywanie nr INT 47 (2F hex). MS DOS załatwia takie problemy funkcjami nr 37 (25 hex) - zapisanie wektora przerywania i 53 (35 hex) - odczytanie wektora przerywania. Z jakich funkcji C++ można skorzystać? W C++ masz do dyspozycji parę funkcji getvect() i setvect() (ang. GET/SET VECTor - pobierz/ustaw wektor przerywania). Poniżej krótkie przykłady zastosowań tych funkcji. /* Opcja: Options | Compiler | Code generation | Test Stack Overflow powinna zostać wyłączona [ ] (off) */ # include "stdio.h" # include "dos.h" # include "conio.h" /* INT 28 (1C hex) - Przerywanie zegarowe */ void interrupt ( *oldhandler)(void); int licznik = 0; void interrupt handler(void) { /* Inkrementacja globalnej zmiennej licznik */ licznik++; /* Wywolujemy stary "handler" zegara */ oldhandler(); } void main() { /* Zapamiętaj poprzedni wektor przerywania 28 */ oldhandler = getvect(28); /* Zainstaluj nową funkcje obslugi przerywania */ setvect(28, handler);

- 209-

/* Inkrementuj licznik */ for (; licznik < 10; ) printf("licznik: %d\n",licznik); //odtworz stara funkcje obslugi przerywania: interrupt handler setvect(28, oldhandler); } # include <stdio.h> # include <dos.h> void interrupt nowa_funkcja(); // prototyp funkcji - handlera void interrupt (*oldfunc)(); /* interrupt function pointer */ int warunek = 1; main() { printf("\n [Shift]+[Print Screen] = Quit \n"); printf("Zapamietaj, i nacisnij cosik...."); while(!kbhit()); /* zapamietaj stary wektor */ oldfunc = getvect(5); /* INT 5 to przerywanie Sys Rq, albo Print Screen */ /* zainstaluj nowa funkcje obslugi: interrupt handler */ setvect(5, nowa_funkcja); while (warunek) printf("."); /* Odtworz stary wektor przerywania */ setvect(5, oldfunc); printf("\n Udalo sie... nacisnij cosik..."); while(!kbhit()); } /* Definicja nowego handlera */ void interrupt nowa_funkcja() { warunek = 0; /* jesli warunek == 0, petla zostanie przerwana*/ } Jeśli nasz program zamierza korzystać z przerywania multipleksowego INT 47 (2F hex), należy pamiętać, że przerywanie to wykorzystują także inne programy systemowe. Rozróżniać te programy można przy pomocy identyfikatorów (podaję dziesiętnie): 01 - PRINT.EXE 06 - ASSIGN.COM

- 210-

16 - SHARE.EXE (10 hex) 26 - ANSI.SYS 67 - HIMEM.SYS 72 - DOSKEY.COM 75 - TASK SWITCHER 173 - KEYB.COM 174 - APPEND.EXE 176 - GRAFTABL.COM 183 - APPEND.EXE Identyfikator programu TSR jest przekazywany za pośrednictwem rejestru AH. System DOS jest na razie systemem w zasadzie jednozadaniowym i jednoużytkownikowym, w którym zasoby są przydzielane procesom kolejno (ang. serially reusable resources). Aby uchronić się przed potencjalnym konfliktem, powinniśmy upewnić się, czy DOS "nic nie robi". Często stosowaną "sztuczką techniczną" jest zastosowanie flag ErrorMode i InDos systemu oraz wykorzystanie mechanizmów przerywań nr 36 i 40 (24 i 28 hex). Przydatną informacją jest także identyfikator programu - PID. Na taką ewntualność Borland C++ dysponuje makrem getpid zdefiniowanym w pliku nagłówkowym <PROCESS.H>: # define getpid() (_psp) Inną przydatną funkcją może okazać się keep() (ang. keep resident - pozostań rezydentny). Oto krótki przykład zastosowania tej funkcji - znów z wykorzystaniem przerywań zegarowych. # include <dos.h> # define INTR 0x1C /* przerywanie INT 28 */ # define ATTR 0x7900 /* ograniczenie wielkości sterty (heap length) i stosu (stack length): */ extern unsigned _heaplen = 1024; extern unsigned _stklen = 512; void interrupt ( *oldhandler)(void); void interrupt handler(void) { unsigned int (far *ekran)[80]; static int licznik; // Adres pamieci dla monitora barwnego: B800:0000. // Dla monitora monochromatycznego: B000:0000. ekran = MK_FP(0xB800,0); // piloksztaltna zmiana licznika w przedziale 0 ... 9

- 211-

licznik++; licznik %= 10; ekran[0][79] = licznik + '0' + ATTR; // wywołaj stara funkcje obslugi - old interrupt handler: oldhandler(); } void main() { oldhandler = getvect(INTR); // zainstaluj nowa funkcje interrupt handler setvect(INTR, handler); /* _psp - to adres początku programu, SS:SP to adres stosu, czyli koniec programu. Biorac pod uwage przesuniecie SEGMENT/OFFSET o jedna tetrade: SS:SP = SS + SP/16; */ keep(0, (_SS + (_SP/16) - _psp)); } Kilka istotnych drobiazgów technicznych. W Borland C++ masz do dyspozycji predefiniowane struktury BYTEREGS (rejestry jednobajtowe - "połówki") i WORDREGS (rejestry dwubajtowe). Możesz po tych strukturach dziedziczyć i np. taką metodą wbudować je do swoich własnych klas. Nic nie stoi na przeszkodzie, by utworzyć np. klasę class REJESTRY : public WORDREGS { ... }; czy też własną strukturę: struct REJESTRY : WORDREGS { ... }; Definicje tych struktur w Borland C++ wyglądają następująco: struct BYTEREGS { unsigned int al, ah, bl, bh, cl, ch, dl, dh; }; struct WORDREGS { unsigned int ax, bx, cx, dx, si, di, cflag, flags; }; Rejestry segmentowe mają własną strukturę:

- 212-

struct SREGS { unsigned int es, cs, ss, ds; }; Pole WORDREGS::cflag odpowiada stanowi flagi przeniesienia (ang. Carry Flag) rejestru flags mikroprocesora, a pole WORDREGS::flags odpowiada stanowi całości rejestru (w wersji 16 - bitowej). Ponieważ rejestry mogą być widziane alternatywnie jako podzielone na miezależne połówki - lub jako całość, to właśnie "albo - albo" wyraża w C++ unia. W Borland C++ taka predefiniowana unia nazywa się REGS: union REGS { struct WORDREGS x; struct BYTEREGS h; }; Z tych predefiniowanych struktur danych korzystają m. in. funkcje int86() intdosx() i int86x() ("x" pochodzi od eXtended - rozszerzony). Oto krótkie przykłady zastosowania tych funkcji. # include <stdio.h> # include <conio.h> # include <dos.h> # define INT_NR 0x10 // 10 hex == 16 (Nr przerywania) VIDEO void UstawKursor(int x, int y) { union REGS regs; regs.h.ah = 2; // ustaw kursor regs.h.dh = y; // Wspolrzedne kursora na ekranie regs.h.dl = x; regs.h.bh = 0; // Aktywna stronica ekranu --> video page 0 int86(INT_NR, &regs, &regs); } void main() { clrscr(); UstawKursor(30, 12); printf("Tekst - Test"); while(!kbhit()); } # include <dos.h> # include <process.h> # include <stdio.h>

- 213-

void main() { char nazwapliku[40]; union REGS inregs, outregs; struct SREGS segregs; printf("\nPodaj nazwe pliku: "); gets(nazwapliku); // gets() == GET String inregs.h.ah = 0x43; inregs.h.al = 0x21; inregs.x.dx = FP_OFF(nazwapliku); segregs.ds = FP_SEG(nazwapliku); int86x(0x21, &inregs, &outregs, &segregs); printf("\n Atrybuty pliku: %X\n", outregs.x.cx); } # include <stdio.h> # include <dos.h> int SkasujPlik(char far*) // Prototyp void main() { int error; err = SkasujPlik("PLIK.DAT"); if (!error) printf("\nSkasowalem plik PLIK.DAT"); else printf("\nNie moge skasowac pliku PLIK.DAT"); } int SkasujPlik(char far *nazwapliku) { union REGS regs; struct SREGS sregs; int wynik; regs.h.ah = 0x41; // Funkcja kasowania pliku regs.x.dx = FP_OFF(nazwapliku); sregs.ds = FP_SEG(nazwapliku); wynik = intdosx(&regs, &regs, &sregs); return(regs.x.cflag ? wynik : 0); // Jesli CF == 1, nastapilo fiasko operacji } I wreszcie na zakończenie szczegóły techniczne działania funkcji systemowej nr 49 (31 hex) odpowiedzialnej za obsługę programów rezydujących w pamięci (załadowanie procesu z pozostawieniem w pamięci). 1. Wywołanie funkcji: AL = kod powrotu (ang. return code); AH = 0031 (hex) - nr funkcji; DX = długość programu TSR w paragrafach - Size/16 [Bajtów]; 2. Działanie: * funkcja nie zamyka plików, lecz opróżnia bufory;

- 214-

* funkcja odtwarza wektory przerywań nr 34, 35, 36 (hex 21, 22, 23); * proces macieżysty może uzyskać kod powrotu przy pomocy funkcji nr 77 (4D hex). Wykorzystanie struktury SDA (ang. Swappable Data Area - obszar wymiennych danych) nie jest praktyką zalecaną. Tworząc programy rezydentne bądź bardzo ostrożny i pamiętaj o jednej z podstawowych zasad - NIE JESTEŚ (tzn Twój program nie jest) SAM. ________________________________________________________________

- 215-

LEKCJA 21: KILKA PROCESÓW JEDNOCZEŚNIE. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak to zrobić, by Twój PC mógł wykonywać kilka rzeczy jednocześnie. ________________________________________________________________ Procesy współbieżne. Sprzęt, czyli PC ma możliwości zdecydowanie pozwalające na techniczną realizację pracy wielozadaniowej. Nie ma też żadnych przeciwskazań, by zamiast koprocesora umożliwić w PC instalację drugiego (trzeciego) równoległego procesora i uprawiać na PC poważne programowanie współbieżne. Po co? To proste. Wyobraź sobie Czytelniku, że masz procesor pracujący z częstotliwością 25 MHz (to 25 MILIONÓW elementarnych operacji na sekundę!). Nawet, jeśli wziąć pod uwagę, że niektóre operacje (dodawanie, mnożenie, itp.) wymagają wielu cykli - i tak można w uproszczeniu przyjąć, że Twój procesor mógłby wykonać od kilkuset tysięcy do kilku milionów operacji w ciągu sekundy. Jeśli pracujesz np. z edytorem tekstu i piszesz jakiś tekst - znacznie ponad 99% czasu Twój procesor czeka KOMPLETNIE BEZCZYNNIE (!) na naciśnięcie klawisza. Przecież Twój komputer mogłby w tym samym czasie np. i formatować dyskietkę (dyskietka też jest powolna), i przeprowadzać kompilację programu, i drukować dokumenty, i przeprowadzić defragmentację drugiego dysku logicznego, itp. itd.. Nawet taka pseudowspółbieżność realizowana przez DOS, Windows, czy sieć jest ofertą dostatecznie atrakcyjną, by warto było przyjrzeć się mechanizmom PSEUDO-współbieżności w C i C++. Współbieżność procesów, może być realizowana na poziomie * sprzętowym (architektura wieloprocesorowa), * systemowym (np. Unix, OS/2), * nakładki (np. sieciowej - time sharing, token passing) * aplikacji (podział czasu procesora pomiędzy różne funkcje/moduły tego samego pojedynczego programu). My zajmiemy się tu współbieżnością widzianą z poziomu aplikacji. Funkcje setjmp() (ang. SET JuMP buffer - ustaw bufor umożliwiający skok do innego procesu) i longjmp() (ang. LONG JuMP - długi skok - poza moduł) wchodzą w skład standardu C i w związku z tym zostały "przeniesine" do wszystkich kompilatorów C++ (nie tylko Borlanada). Porozmawiajmy o narzędziach. Zaczniemy od klasycznego zestawu narzędzi oferowanego przez Borlanda. Aby zapamiętać stan przerwanego procesu stosowana jest w C/C++ struktura PSS (ang. Program Status Structure) o nazwie jmp_buf (JuMP BUFfer - bufor skoku). W przypadku współbieżności

- 216-

wielu procesów (więcej niż dwa) stosuje się tablicę złożoną ze struktur typu struct jmp_buf TablicaBuforow[n]; Struktura służy do przechowywania informacji o stanie procesu (rejestrach procesora w danym momencie) i jest predefiniowana w pliku SETJMP.H: typedef struct { unsigned j_sp, j_ss, j_flag, j_cs; unsigned j_ip, j_bp, j_di, j_es; unsigned j_si, j_ds; } jmb_buf[1]; Prototypy funkcji: int setjmp(jmp_buf bufor); void longjmp(jmp_buf bufor, int liczba); W obu przypadkach jmp_buf bufor oznacza ten sam typ bufora (niekoniecznie ten sam bufor - może ich być wiele), natomiast int liczba oznacza tzw. return value - wartość zwracaną po powrocie z danego procesu. Liczba ta może zawierać informację, z którego procesu nastąpił powrót (lub inną przydatną w programie), ale nie może być ZEREM. Jeśli funkcja longjmp() otrzyma argument int liczba == 0 - zwróci do programu wartość 1. Wartość całkowita zwracana przez funkcję setjmp() przy pierwszym wywołaniu jest zawsze ZERO a przy następnych wywołaniach (po powrocie z procesu) jest równa parametrowi "int liczba" przekazanemu do ostatnio wywołanej funkcji longjmp(). Przyjrzyjmy się temu mechanizmowi w praktyce. Wyobraźmy sobie, że chcemy realizować współbieżnie dwa procesy - proces1 i proces2. Proces pierwszy będzie naśladował w uproszczeniu wymieniony wyżej edytor tekstu - pozwoli na wprowadzanie tekstu, który będzie powtarzany na ekranie. Proces drugi będzie przesuwał w dolnej części ekranu swój numerek - cyferkę 2 (tylko po to, by było widać, że działa). Program główny wywołujący oba procesy powinien wyglądać tak: ... void proces1(void); void proces2(void); int main(void) { clrscr();

- 217-

proces1(); proces2(); return 0; } Ależ tu nie ma żadnej współbieżności! Oczywiście. Aby zrealizować współbieżność musimy zadeklarować bufor na bieżący stan rejestrów i zastosować funkcje setjmp(): #include <setjmp.h> void proces1(void); void proces2(void); jmp_buf bufor1; int main(void) { clrscr(); if(setjmp(bufor1) != 0) proces1(); //Powrót z procesu2 był? proces2(); return 0; } Po wywołaniu funkcji setjmp() zostanie utworzony bufor1, w którym zostanie zapamiętany stan programu. Funkcja, jak zawsze przy pierwszym wywołaniu zwróci wartość ZERO, więc warunek if(setjmp(bufor1) != 0) ... nie będzie spełniony i proces1() nie zostanie wywołany. Program pójdzie sobie dalej i uruchomi proces2(): void proces2(void) { for(;;) { gotoxy(10,20); printf("PROCES 2: "); for(int i = 1; i<40; i++) { printf(".2\b"); delay(5); //UWAGA: delay() tylko dla DOS! } longjmp(bufor1, 1); <--- wróć } �____________ tę jedynkę zwróci setjmp() } Proces 2 będzie drukował "biegającą dwójkę" (zwolnioną przez opóźnienie delay(5); o pięć milisekund), poczym funkcja longjmp() każe wrócić z procesu do programu głównego w to miejsce: int main(void) {

- 218-

clrscr(); if(setjmp(bufor1)) proces1(); <--- tu powrót proces2(); return 0; } Zmieni się tylko tyle, że powtórnie wywołana funkcja setjmp() zwróci tym razem wartość 1, zatem warunek będzie spełniony i rozpocznie się proces1(): void proces1(void) { while(kbhit()) { gotoxy(1,1); printf("PROCES1, Pisz tekst: [Kropka - Koniec]"); gotoxy(pozycja,2); znak = getch(); printf("%c", znak); pozycja++; } if(znak == '.') exit (0); } Proces 1 sprawdzi przy pomocy funkcji kbhit() czy w buforze klawiatury oczekuje znak (czy coś napisałeś). Jeśli tak - wydrukuje znak, jeśli nie - zakończy się i program przejdzie do procesu drugiego. A oto program w całości: [P075.CPP] #include <stdio.h> #include <process.h> #include <setjmp.h> #include <conio.h> #include <dos.h> void proces1(void); void proces2(void); jmp_buf bufor1, bufor2; char znak; int pozycja = 1; int main(void) { clrscr(); if(setjmp(bufor1)) proces1(); proces2(); return 0; } void proces1(void) {

- 219-

while(kbhit()) { gotoxy(1,1); printf("PROCES1, Pisz tekst: [Kropka - Koniec]"); gotoxy(pozycja,2); znak = getch(); printf("%c", znak); pozycja++; } if(znak == '.') exit (0); } void proces2(void) { for(;;) { gotoxy(10,20); printf("PROCES 2: "); for(int i = 1; i<40; i++) { printf(".1\b"); delay(5); } longjmp(bufor1,1); } } [!!!] UWAGA ________________________________________________________________ Funkcja delay() użyta dla opóżnienia i zwolnienia procesów będzie funkcjonować tylko w środowisku DOS. Przy uruchamianiu prykładowego programu pod Windows przy pomocy BCW należy tę funkcję poprzedzić znakiem komentzrza // . ________________________________________________________________ Wyobrażmy sobie, że mamy trzy procesy. Przykład współbieżności trzech procesów oparty na tej samej zasadzie zawiera program poniżej [P076.CPP] #include <stdio.h> #include <process.h> #include <setjmp.h> #include <conio.h> #include <dos.h> void proces1(void); void proces2(void); void proces3(void); jmp_buf bufor1, bufor2;

- 220-

char znak; int pozycja = 1; int main(void) { clrscr(); if(setjmp(bufor1)) proces1(); if(setjmp(bufor2)) proces2(); proces3(); return 0; } void proces1(void) { while(kbhit()) { gotoxy(1,1); printf("PROCES1, Pisz tekst: [Kropka - Koniec]"); gotoxy(pozycja,2); znak = getch(); printf("%c", znak); pozycja++; } if(znak == '.') exit (0); } void proces2(void) { for(;;) { gotoxy(10,20); printf("PROCES 2: "); for(int i = 1; i<40; i++) { printf(".2\b"); delay(5); } longjmp(bufor1, 1); } } void proces3(void) { for(;;) { gotoxy(10,23); printf("PROCES 3: "); for(int i = 1; i<40; i++) { printf(".3\b"); delay(2); }

- 221-

longjmp(bufor2,2); } } Procesy odbywają się z różną prędkością. Kolejność uruchamiania procesów będzie: - proces3() - proces2() - proces1() Po uruchomieniu programu zauważysz, że proces pierwszy (pisania) został spowolniony. Można jednak temu zaradzić przez ustawienie flag i priorytetów. Jeśli dla przykładu uważamy, że pisanie jest ważniejsze, możemy wykrywać zdarzenie - naciśnięcie klawisza w każdym z mniej ważnych procesów i przerywać wtedy procesy mniej ważne. Wprowadzanie tekstu w przykładzie poniżej nie będzie spowolnione przez pozostałe procesy. [P077.CPP] #include <stdio.h> #include <process.h> #include <setjmp.h> #include <conio.h> #include <dos.h> void proces1(void); void proces2(void); void proces3(void); jmp_buf BuforStanu_1, BuforStanu_2; char znak; int pozycja = 1; int main(void) { clrscr(); if(setjmp(BuforStanu_1)) proces1(); if(setjmp(BuforStanu_2)) proces2(); proces3(); return 0; } void proces1(void) { while(kbhit()) { gotoxy(1,1); printf("PROCES1, Pisz tekst: [Kropka - Koniec]"); gotoxy(pozycja,2); znak = getch();

- 222-

printf("%c", znak); pozycja++; } if(znak == '.') exit (0); } void proces2(void) { for(;;) { gotoxy(10,20); printf("PROCES 2: "); for(int i = 1; i<40; i++) { if(kbhit()) break; printf(".2\b"); delay(5); } longjmp(BuforStanu_1, 1); } } void proces3(void) { for(;;) { gotoxy(10,23); printf("PROCES 3: "); for(int i = 1; i<40; i++) { if(kbhit()) break; printf(".3\b"); delay(2); } longjmp(BuforStanu_2,2); } } [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ W pierwszych dwu przykładach trzymanie stale wciśniętego klawisza spowoduje tylko automatyczną repetycję wprowadzanego znaku. W przykładzie trzecim spowoduje to przerwanie procesów 2 i 3, co będzie wyraźnie widoczne na monitorze (DOS). Zwróć uwagę, że kbhit() nie zmienia stanu bufora klawiatury. ________________________________________________________________ W bardziej rozbudowanych programach można w oparciu o drugi parametr funkcji longjmp() zwracany przez funkcję setjmp(buf) po

- 223-

powrocie z procesu identyfikować - z którego procesu nastąpił powrót i podejmować stosowną decyzję np. przy pomocy instrukcji switch: switch(setjmp(bufor)) { case 1 : proces2(); case 2 : proces3(); ..... default : proces0(); } [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ * Zmienne sterujące przełączaniem procesów powinny być zmiennymi globalnymi, bądź statycznymi. Także dane, które nie mogą ulec nadpisaniu bezpieczniej potraktować jako globalne. ________________________________________________________________ W przypadku wielu procesów celowe jest utworzenie listy, bądź kolejki procesów. Przydatny do tego celu bywa mechanizm tzw. "łańcuchowej referencji". W obiektach klasy PozycjaListy należy umieścić pole danych - strukturę i pointer do następnego procesu, któremu (zgodnie z ustalonym priorytetem) należy przekazać sterowanie: static jmp_buf Bufor[m]; <-- m - ilość procesów ... class PozycjaListy { public: jmp_buf Bufor[n]; <-- n - Nr procesu PozycjaListy *nastepna; } Wyobrażmy sobie sytuację odrobinę różną od powyższych przykładów (w której zresztą para setjmp() - longjmp() równie często występuje. #include <setjmp.h> jmp_buf BuforStanu; int Nr_Bledu; int main(void) { Nr_Bledu = setjmp(BuforStanu) <-- tu nastąpi powrót if(Nr_Bledu == 0) <-- za pierwszym razem ZERO { /* PRZED powrotem z procesu (ów) */ ....

- 224-

Proces(); <-- Wywołanie procesu } else { /* PO powrocie z procesu (ów) */ ErrorHandler(); <-- obsługa błędów } .... return 0; } Taka struktura zapewnia działanie następujące: - Był powrót z procesu? NIE: Wywołujemy proces! TAK: Obsługa błędów, które wystąpiły w trakcie procesu. Jeśli teraz proces zaprojektujemy tak: void Proces() { int Flaga_Error = 0; ... /* Jeśli nastąpiły błędy, flaga w trakcie pracy procesu jest ustawiana na wartość różną do zera */ if(Error) Flaga_Error++; ... if(Fllaga_Error != 0) longjmp(BuforStanu, Flaga_Error); ... } proces przekaże sterowanie do programu w przypadku wystąpienia błędów (jednocześnie z informacją o ilości/rodzaju błędów). [Z] ________________________________________________________________ 1. Napisz samodzielnie program realizujący 2, 3, 4 procesy współbieżne. Jeśli chcesz, by jednym z procesów stał się całkowivie odrębny program - skorzystaj z funkcji grupy spawn...() umożliwiających w C++ uruchamianie procesów potomnych. ________________________________________________________________

- 225-

LEKCJA 22. NA ZDROWY CHŁOPSKI ROZUM PROGRAMISTY. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się: * jak przyspieszać działanie programów w C++ * jakie dodatkowe narzędzia zyskujesz "przesiadając się" na nowoczesny kompilator C++ ________________________________________________________________ UNIKAJMY PĘTLI, które nie są NIEZBĘDNE ! Unikanie zbędnych pętli nazywa się fachowo "rozwinięciem pętli" (ang. loop unrolling). Zwróć uwagę, że zastępując pętlę jej rozwinięciem (ang. in-line code): * zmniejszamy ilość obliczeń, * zmniejszamy ilość zmiennych. Wyobraźmy sobie pętlę: for (i = 0; i < max; i++) T[i] = i; Jeśli "unowocześnimy" ją tak: for (i = 0; i < max; ) { T[i++] = i - 1; T[i++] = i - 1; } ilość powtórzeń pętli zmniejszy się dwukrotnie. Czai się tu jednak pewne niebezpieczeństwo: tablica może mieć NIEPARZYSTĄ liczbę elementów. Np. dla 3-elementowej tablicy (max = 3) nastąpiłyby w pierwszym cyklu operacje: i = 0; 0 < 3 ? == TRUE --> T[0] = 0 // Tu nastepuje i++; // T[1] = 1 itd... To, co następuje w tak "spreparowanej" tablicy możesz prześledzić uruchamiając program: [P078.CPP] # include <iostream.h> # include <stdio.h> # include <conio.h> # define p(x) printf("%d\t", x) int T[99+1], i, max; main()

- 226-

{ cout << "\nPodaj ilosc elem. tablicy T[] - 2...99 \n"; cin >> max; cout << "T[i]\t\ti\n\n"; for (i = 0; i < max; ) { T[i++] = i - 1; p(T[i-1]); cout << "\t" << i << "\n"; T[i++] = i - 1; p(T[i-1]); cout << "\t" << i << "\n"; while (!kbhit()); } return 0; } Aby nie spowodować próby odwołania do nieistniejącego elementu tablicy, możemy zadeklarować tablicę T[max + 1]. W przypadku, gdy max jest liczbą nieparzystą, tablica wynikowa posiada parzystą liczbę elementów. Jeśli natomiast max jest parzyste, tworzymy jeden zbędny element tablicy, który później zostanie użyty, ale kompilator ani program nie będzie nam się "buntował". Można spróbować zastąpić w programie bardziej czasochłonne operacje - szybszymi. Dla przykładu, w pętli for(i = 1; i <= 100; i++) { n = i * 10; ... można wyeliminować czasochłonne mnożenie np. tak: for(i = 1, n = 10; i <= 100; i++, n += 10) { ... lub wręcz wprost, jeśli dwie zmienne robocze nie są niezbędne: for(n = 10; n <= 1000; n += 10) { ... Jeśli wiadomo, że jakaś pętla powinna wykonać się z definicji choćby raz, warto wykorzystywać konstrukcję do...while, zamiast analizować niepotrzebnie warunek. Jeśli stosujemy w programie pętle zagnieżdżone (ang. nested loops), to pęta zorganizowana tak: for(i = 1; i < 5; i++) (1) for(j = 1; j < 1000; j++) { A[i][j] = i + j; }

- 227-

zadziała szybciej niż for(j = 1; j < 1000; j++) (2) for(i = 1; i < 5; i++) { A[i][j] = i + j; } W przypadku (1) zmienna robocza pętli wewnętrznej będzie inicjowana pięć razy, a w przypadku (2) - tysiąc (!) razy. Czasami zdarza się, że w programie można połączyć kilka pętli w jedną. for(i = 1; i < 5; i++) TAB_1[i] = i; ... for(k = 0; k < 5; k++) TAB_2[k] = k; Zmniejsza to i ilość zmiennych, i tekst programu i czas pracy komputera: TAB_2[0] = 0; for(i = 1; i < 5; i++) TAB_1[i] = i; TAB_2[i] = i; Czasami wykonywanie pętli do końca pozbawione jest sensu. Przerwać pętlę w trakcie wykonywania można przy pomocy instrukcji break (jeśli pętle są zagnieżcżone, często lepiej użyć niepopularnego goto przerywającego nie jedną - a wszystkie pętle). Stosując umiejętnie break, continue i goto możesz zaoszczędzić swojemu komputerowi wiele pracy i czasu. Rutynowym "szkolno-strukturalnym" zapętlaniem programu main() { char gotowe = 0; ... while (!gotowe) { znak = wybrano_z_menu(); if (znak == 'q' || znak == 'Q') gotowe = 1; else ....... gotowe = 1; } powodujesz często zupełnie niepotrzebne dziesiątki operacji, które już niczemu nie służą. char gotowe; main() { ... while (!gotowe) {

- 228-

znak = wybrano_z_menu(); if (znak == 'q' || znak == 'Q') break; //Quit ! else ....... gotowe = 1; } Tym razem to, co następuje po else zostanie pominięte. Wskaźniki działają w C++ szybciej, niż indeksy, stosujmy je w miarę możliwości w pętlach, przy manipulowaniu tablicami i w funkcjach. INSTRUKCJE STERUJĄCE I WYRAŻENIA ARYTMETYCZNE. Na "chłopski rozum" programisty wiadomo, że na softwarowych rozstajach, czyli na rozgałęzieniach programów prawdopodobieństwo wyboru każdwgo z wariantów działania programu z reguły bywa różne. Kolejność sprawdzania wyrażeń warunkowych nie jest zatem obojętna. Wyobraźmy sobie lekarza, który zwiezionego na toboganie narciarza pyta, czy ktoś w rodzinie chorował na żółtaczkę, koklusz, reumatyzm, podagrę, itp. zamiast zająć się najpierw wariantem najbardziej prawdopodobnym - czyli zagipsowaniem nogi nieszczęśnika. Absurdalne, prawda? Ale przecież (uderzmy się w piersi) nasze programy czasami postępują w taki właśnie sposób... NAJPIERW TO, CO NAJBARDZIE PRAWDOPODOBNE I NAJPROSTSZE. Jeśli zmienna x w naszym programie może przyjmować (równie prawdopodobne) wartości 1, 2, 3, 4, 5, to "przesiew" if (x >= 2) { ... } else if (x == 1) { ... } else { ... } okaże się w praktyce skuteczniejszy, niż if (x == 0) { ... } else if (x == 1) { ... } else { ... } Należy pamiętać, że w drabince if-else-if po spełnieniu pierwszego warunku - następne nie będą już analizowane. Zasada ta stosuje się także do wyrażeń logicznych, w których stosuje się operatory logiczne || (lub) i && (i). W wyrażeniach tych, których ocenę C++ prowadzi tylko do uzyskania pewności, jaka będzie wartość logiczna (a nie koniecznie do końca wyrażenia) należy zastosować kolejność:

- 229-

MAX || W1 || W2 || W3 ... MIN && W1 && W2 && W3 ... gdzie MAX - oznacza opcję najbardziej prawdopodobną, a MIN - najmniej prawdopodobną. Podobnie rzecz ma się z pracochłonnością (zatem i czso-chłonnością) poszczególnych wariantów. Jeśli wariant najprostszy okaże się prawdziwy, pozostałe możliwości możemy pominąć. NIE MNÓŻ I NIE DZIEL BEZ POTRZEBY. Prawa MATEMATYKI pozostają w mocy dla IBM PC i pozostaną zawsze, nawet dla zupełnie nieznanych nam komputerów, które skonstruują nasze dzieci i wnuki. Znajomość praw de Morgana i zasad arytmetyki jest dla programisty wiedzą niezwykle przydatną. Jako próbkę zapiszmy kilka trywialnych tożsamości przetłumaczonych na C++: 2 * a == a + a == a << 1 16 * a == a << 4 a * b + a * c == a * (b + c) ~a + ~b == ~(a + b) Możnaby jeszcze dodać, że a / 2 == a >> 1, ale to nie zawsze prawda. Przesunięcie w prawo liczb nieparzystych spowoduje obcięcie części ułamkowej. W przypadku wyrażeń logicznych: (x && y) || (x && z) == x && (y || z) (x || y) && (x || z) == x || (y && z) W arytmetycznej sumie i iloczynie NIE MA takiej symetrii. !x && !y == !(x || y) !x || !y == !(x && y) Jeśli w skomplikowanych wyrażeniach arytmetycznych i logicznych zastosujemy zasady arytmetyki i logiki, zwykle stają się krótsze i prostsze. Podobnie jak licząc na kartce, możemy zastosować zmienne pomocnicze do przechowywania często powtarzających się wyrażeń składowych. Wyrażenie wynik = (x * x) + (x * x); możemy przekształcić do postaci zm_pomocn = x * x; wynik = zm_pomocn << 1; Często napisane "na logikę" wyrażenia da się łatwo

- 230-

zoptymalizować. Jako przykład zastosujmy funkcję biblioteczną strcmp() (string compare - porównaj łańcuchy znaków). Porównanie łańcuchów if (strcmp(string1, string2) == 0) cout << "identyczne"; else if (strcmp(string1, string2) < 0) cout << "krotszy"; else cout << "dluzszy"; można skrócić tak, by funkcja strcmp() była wywoływana tylko raz: wynik = strcmp(string1, string2); if (wynik == 0) cout << "identyczne"; break; else if (wynik < 0) cout << "krotszy"; else cout << "dluzszy"; Jeśli pracując nad programem nie będziemy zapominać, że PC operuje arytmetyką dwójkową, wiele operacji dzielenia i mnożenia (długich i pracochłonnych) będziemy mogli zastąpić operacjami przesunięcia w lewo, bądź w prawo (ang. shift), które nasz PC wykonuje znacznie szybciej. Dla liczb całkowitych dodatnich x * 2 == x << 1; x * 4 == x << 2 itp. .... [???] UWAGA: ________________________________________________________________ Takich skrótów nie można stosować w stosunku do operandów typu double, ani float. ________________________________________________________________ Podobnie w przypadku dzielenia przez potęgę dwójki można zastąpić dzielenia znacznie szybszą operacją iloczynu logicznego. x % 16 == x & 0xF; Jeśli w programie wartość zmiennej powinna zmieniać się w sposób piłokształtny (tj. cyklicznie wzrastać do MAXIMUM i po osiągnięciu MAXIMUM spadać do zera), najprostszym rozwiązaniem jest x = (x + 1) % (MAXIMUM + 1); ale dzielenie trwa. Poniższy zapis spowoduje wygenerowanie kodu znacznie szybszego: if (x == MAXIMUM) x = 0; else x++;

- 231-

stosując zamiast if-else operator ? : możemy to zapisać tak: (x == MAXIMUM) ? (x = 0) : (x++); Mnożenie jest zwykle trochę szybsze niż dzielenie. Zapis a = b / 10; można zatem zastąpić szybszym: a = b * .1; Jeśli mamy do czynienia ze stałą STALA, to zapis w programie y = x / STALA; --> y = x * (1.0 / STALA); z pozoru bzdurny spowoduje w większości implementacji wyznaczenie wartości mnożnika 1.0/STALA przez kompilator na etapie kompilacji programu (compile-time), a w ruchu (run-time) będzie obliczany iloczyn zamiast ilorazu. W programach często stosuje się flagi binarne (jest-nie ma). C++ stosujemy jako flagi zmienne typu int lub char a w Windows BOOL. Jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że operatory relacji generują wartości typu TRUE/FALSE, typowy zapis: if (a > b) Flaga = 1; else Flaga = 0; zastąpimy krótszym Flaga = (a > b); Taki krótszy zapis NIE ZAWSZE powoduje wygenerowanie szybszego kodu. Jest to zależne od specyfiki konkretnej implementacji. Jeśli natomiast uprościsz swój program tak: if (x > 1) a = 3; --> a = 3 * (x > 1); else a = 0; spowoduje to wyraźne spowolnienie programu (mnożenie trwa). Kompilator C++ rozróżnia dwa rodzaje wyrażeń: * general expressions - wyrażenia ogólne - zawierające zmienne i wywołania funkcji, których wartości nie jest w stanie określić na etapie kompilacji i * constant expressions - wyrażenia stałe, których wartość można

- 232-

wyznaczyć na etapie kompilacji. Zapis wynik = 2 * x * 3.14; możesz zatem przekształcić do postaci wynik = 2 * 3.14 * x; Kompilator przekształci to wyrażenia na etapie kompilacji do postaci wynik = 6.28 * x; co spowoduje zmniejszenie ilości operacji w ruchu programu. Aby ułatwić takie działanie kompilatora trzeba umieścić stałe obok siebie.

- 233-

LEKCJA 23. Co nowego w C++? ________________________________________________________________ Z tej lekcji dowiesz się, jakie mechanizmy C++ pozwalają na stosowanie nowoczesnego obiektowego i zdarzeniowego stylu programowania i co programy robią z pamięcią. ________________________________________________________________ W porównaniu z klasycznym C - C++ posiada: * rozszerzony zestaw słów kluczowych (ang. keywords): ** nowe słowa kluczowe C++: class - klasa, delete - skasuj (dynamicznie utworzony obiekt), friend - "zaprzyjaźnione" funkcje z dostępem do danych, inline - wpleciony (funkcje przeniesione w formie rozwiniętej do programu wynikowego), new - utwórz nowy obiekt, operator - przyporządkuj operatorowi nowe działanie, private - dane i funkcje prywatne klasy (obiektu), do których zewnętrzne funkcje nie mają prawa dostępu, protected - dane i funkcje "chronione", dostępne z ograniczeniami, public - dane i funklcje publiczne, dostępne bez ograniczeń, template - szablon, this - ten, pointer wskazujący bieżący obiekt, virtual - funkcja wirtualna, abstrakcyjna, o zmiennym działaniu. * nowe operatory (kilka przykładów już widzieliśmy), np.: << - wyślij do strumienia wyjściowego, >> - pobierz ze strumienia wejściowego. * nowe typy danych: klasy, obiekty, abstrakcyjne typy danych (ang. ADT). * nowe zasady posługiwania się funkcjami: funkcje o zmiennej liczbie argumentów, funkcje "rozwijane" inline, funkcje wirtualne, itp.; Przede wszystkim (i od tego właśnie rozpoczniemy) zobaczymy funkcje o nowych możliwościach. ROZSZERZENIE C - FUNKCJE. Funkcje uzyskują w C++ znacznie więcej możliwości. Przegląd rozpoczniemy od sytuacji często występującej w praktyce programowania - wykorzystywania domyślnych (ang. default) parametrów. FUNKCJE Z DOMYŚLNYMI ARGUMENTAMI. Prototyp funkcji w C++ pozwala na podanie deklaracji domyślnych wartości argumentów funkcji. Jeśli w momencie wywołania funkcji

- 234-

w programie jeden (lub więcej) argument (ów) zostanie pominięte, kompilator wstawi w puste miejsce domyślną wartość argumentu. Aby uzyskać taki efekt, prototyp funkcji powinien zostać zadeklarowany w programie np. tak: void Funkcja(int = 7, float = 1.234); Efekt takiego działania będzie następujący: Wywołanie w programie: Efekt: ________________________________________________________________ Funkcja(99, 5.127); Normalnie: Funkcja(99, 5.127); Funkcja(99); Funkcja(99, 1.234); Funkcja(); Funkcja(7, 1.234); ________________________________________________________________ [!!!] Argumentów może ubywać wyłącznie kolejno. Sytuacja: Funkcja(5.127); //ŹLE Funkcja(99); //DOBRZE jest w C++ niedopuszczalna. Kompilator potraktuje liczbę 5.127 jako pierwszy argument typu int i wystąpi konflikt. [P079.CPP] #include <iostream.h> void fun_show(int = 1234, float = 222.00, long = 333L); main() { fun_show(); // Trzy arg. domyslne fun_show(1); // Pierwszy parametr fun_show(11, 2.2); // Dwa parametry fun_show(111, 2.22, 3L); // Trzy parametry return 0; } void fun_show(int X, float Y, long Z) { cout << "\nX = " << X; cout << ", Y = " << Y; cout << ", Z = " << Z; } Uruchom program i przekonaj się, czy wstawianie argumentów domyślnych przebiega poprawnie. W KTÓRYM MIEJSCU UMIESZCZAĆ DEKLARACJE ZMIENNYCH.

- 235-

C++ pozwala deklarować zmienne w dowolnym miejscu, z zastrzeżeniem, że deklaracja zmiennej musi nastąpić przed jej użyciem. Umieszczanie deklaracji zmiennych możliwie blisko miejsca ich użycia znacznie poprawia czytelność (szczególnie dużych "wieloekranowych") programów. Klasyczny sposób deklaracji zmiennych: int x, y, z; ... main() { ... z = x + y + 1; ... } może zostać zastąpiony deklaracją w miejscu zastosowania (w tym np. wewnątrz pętli): main() { ... for ( int i = 1; i <= 10; i++) cout << "Biezace i wynosi: " << i; ... } Należy jednak pamiętać o pewnym ograniczeniu. Zmienne deklarowane poza funkcją main() są traktowane jako zmienne globalne i są widoczne (dostępne) dla wszystkich innych elementów programu. Zmienne deklarowane wewnątrz bloku/funkcji są zmiennymi lokalnymi i mogą "przesłaniać" zmienne globalne. Jeśli wielu zmiennym nadamy te same nazwy-identyfikatory, możemy prześledzić mechanim przesłaniania zmiennych w C++. W przykładzie poniżej zastosowano trzy zmienne o tej samej nazwie "x": [P080.CPP] //Program demonstruje przesłanianie zmiennych #include <iostream.h> int x = 1; //Zmienna globalna void daj_x(void); //Prototyp funkcji main() { int x = 22; //Zmienna lokalna funkcji main cout << ::x << " <-- To jest globalny ::x \n"; cout << x << " <-- A to lokalny x \n"; daj_x();

- 236-

return 0; } void daj_x(void) { cout << "To ja funkcja daj_x(): \n"; cout << ::x << " <-- To jest globalny ::x \n"; cout << x << " <-- A to lokalny x \n"; int x = 333; cout << "A to moja zmienna lokalna - automatyczna ! \n"; cout << x << " <-- tez x "; } Program wydrukuje tekst: 1 <-- To jest globalny ::x 22 <-- A to lokalny x To ja funkcja daj_x(): 1 <-- To jest globalny ::x 1 <-- A to lokalny x A to moja zmienna lokalna - automatyczna ! 333 <-- tez x Zwróć uwagę, że zmienne deklarowane wewnątrz funkcji (tu: main()) nie są widoczne dla innych funkcji (tu: daj_x()). Operator :: (ang. scope) pozwala nam wybierać pomiędzy zmiennymi globalnymi a lokalnymi. TYP WYLICZENIOWY enum JAKO ODRĘBNY TYP ZMIENNYCH. W C++ od momentu zdefiniowania typu wyliczeniowego enum staje się on równoprawnym ze wszystkimi innymi typem danych. Program poniżej demonstruje przykład wykorzystania typu enum w C++. [P081.CPP] # include <iostream.h> enum ciuchy { niewymowne = 1, skarpetka, trampek, koszula, marynarka, czapa, peruka, koniec }; main() { ciuchy n; do { cout << "\nNumer ciucha ? --> (1-7, 8 = quit): "; cin >> (int) n;

- 237-

switch (n) { case niewymowne: cout << "niewymowne"; break; case skarpetka: cout << "skarpetka"; break; case trampek: cout << "trampek"; break; case koszula: cout << "koszula"; break; case marynarka: cout << "marynarka"; break; case czapa: cout << "czapa"; break; case peruka: cout << "peruka"; break; case koniec: break; default: cout << "??? Tego chyba nie nosze..."; } } while (n != koniec); return 0; } Zwróć uwagę w programie na forsowanie typu (int) przy pobraniu odpowiedzi-wyboru z klawiatury. Ponieważ w C++ "ciuchy" stanowią nowy (zdefiniowany przed chwilą) typ danych, do utożsamienia ich z typem int niezbędne jest wydanie takiego polecenia przy pobieraniu danych ze strumienia cin >> . W opcjach pracy kompilatora możesz włączyć/wyłączyć opcję "Treat enums as int" (traktuj typ enum jak int) i wtedy pominąć forsowanie typu w programie. JEDNOCZESNE ZASTOSOWANIE DWU KOMPILATORÓW. Jak już wspomnieliśmy wcześniej kompilator C++ składa się w istocie z dwu różnych kompilatorów: * kompilatora C wywoływanego standardowo dla plików *.C, * kompilatora C++ wywoływanego standardowo dla plików *.CPP. Oba kompilatory stosują RÓŻNE metody tworzenia nazw zewnętrznych (ang. external names). Jeśli zatem program zawiera moduł, w którym funkcje zostały przekompilowane w trybie charakterystycznym dla klasycznego C - C++ powinien zostać o tym poinformowany. Dla przykładu, C++ * kategorycznie kontroluje zgodność typów argumentów, * na swój własny użytek dodaje do nazw funkcji przyrostki (ang.

- 238-

suffix) pozwalające na określenie typu parametrów, * pozwala na tworzenie tzw. funkcji polimorficznych (kilka różnych funkcji o tej samej nazwie), itp. Zwykły C tego nie potrafi i nie robi. Dlatego też do wprowadzenia takiego podziału kompetencji należy czasem zastosować deklarację extern "C". Funkcja rand() w programie poniżej generuje liczbę losową. [P081.CPP] #include <iostream.h> extern "C" { # include <stdlib.h> //Prototyp rand() w STDLIB.H } main() { cout << rand(); return 0; } GENERACJA LICZB LOSOWYCH. Kompilatory C++ umożliwoają generację liczb pseudolosowych użytecznych często w obliczeniach statystycznych (np. metoda Monte Carlo) i emulacji "rozmytaj" arytmetyki i logiki (ang.fuzzy math). [!!!] UWAGA - Liczby PSEUDO-Losowe. ________________________________________________________________ Funkcja rand() powoduje uruchomienie generatora liczb pseudolosowych. Jeśli chcesz uzyskać liczbę pseudolosową z zadanego przedziału wartości, najlepiej zastosuj dzielenie modulo: int n = rand % 10; powoduje tzw. normalizację. Reszta z dzielenia przez 10 może być wyłącznie liczbą z przedziału 0...9. Aby przy każdym urichomieniu aplikacji ciąg liczb pseudolosowych rozpoczynał się od innej wartości należy uruchomić generator liczb wcześniej - przed użyciem funkcji rand() - np.: randomize(); ... int n = rand() % 100; ... ________________________________________________________________

- 239-

W programie przykładowym funkcje z STDLIB.H zostaną skompilowane przez kompilator C. Określenie trybu kompilacji deklaracją extern "C" jest umieszczane zwykle nie wewnątrz programu głównego a w dołączanych plikach nagłówkowych *.H. Jest to możliwość szczególnie przydatne, jeśli dysponujesz bibliotekami funkcji dla C a nie masz chęci, czasu, bądź możliwości przerabiania ich na wersję przystosowaną do wymagań C++. Drugi przykład poniżej zajmuje się sortowaniem krewnych przy pomocy funkcji C qsort(). [P082.CPP] # include <iostream.h> # include <stdlib.h> # include <string.h> extern "C" int comp(const void*, const void*); main() { int max; for(;;) { cout << "\n Ilu krewnych chcesz posortowac? (1...6): "; cin >> max; if( max > 0 && max < 7) break; cout << "\n Nic z tego..."; } static char* krewni[] = { "Balbina - ciotka", "Zenobiusz - kuzyn", "Kleofas - stryjek", "Ola - kuzynka (ach)", "Waleria - tez niby ciotka", "Halina - stryjenka" }; qsort(krewni, 6, sizeof(char*), comp); for (int n = 0; n < max; n++) cout << "\n" << krewni[n]; return 0; } extern "C" { int comp(const void *x, const void *y) { return strcmp(*(char **)x, *(char **)y); } }

- 240-

Program wykonuje następujące czynności: * deklaruje prototyp funkcji typu C, * deklaruje statyczną tablicę wskaźników do łańcuchów znakowych, * sortuje wskaźniki, * wyświetla posortowane łańcuchy znakowe, * definiuje funkcję comp() - porównaj, * wykorzystuje funkcję biblioteczną C - strcmp() - String Compare do porównania łańcuchów znaków. O PAMIĘCI. Program w C++ dzieli dostępną pamięć na kilka obszarów o określonym z góry przeznaczeniu. Dla zaawansowanego programisty zrozumienie i efektywne wykorzystanie mechanizmów zarządzania pamięcią w C++ może okazać się wiedzą wielce przydatną. Zaczniemy, jak zwykle od "elementarza". CO PROGRAM ROBI Z PAMIĘCIĄ. W klasycznym C najczęściej stosowanymi do zarządzania pamięcią funkcjami są: * malloc() - przyporządkuj pamięć, * farmalloc() - przyporządkuj odległą pamięć, * realloc() - przyporządkuj powtórnie (zmienioną) ilość pamięci, * calloc() - przydziel pamięć i wyzeruj, * free() - zwolnij pamięć. Pamięć dzielona jest w obszarze programu na następujące bloki: ___________________ niskie adresy --> Ngłówek programu I. Adres startowy KOD: Kod programu ___________________ Zmienne statyczne II. DANE: 1. Zainicjowane Zmienne globalne ___________________ Zmienne statyczne III. DANE: 2. Niezainicjowane Zmienne globalne ___________________ STERTA: (heap) W miarę potrzeby IV. rośnie w dół. Tu operują funkcje malloc(), free(). ___________________ POLE NICZYJE: V. ___________________ W miarę potrzeby VI. STOS: (stack) rośnie w górę. wysokie adresy --> ___________________

- 241-

W obszarze kodu (I.) znajdują się instrukcje. Na stosie przechowywane są: * zmienne lokalne, * argumenty przekazywane funkcji w momencie jej wywołania, * adresy powrotne dla funkcji (RET == CS:IP). Na stercie natomiast przy pomocy funkcji (a jak przekonamy się za chwilę - także operatorów C++) możemy przydzielać pamięć dla różnych obiektów tworzonych w czasie pracy programu (ang. run-time memory allocation) - np. tworzyć bufory dla łańcuchów, tablic, struktur itp.. Zwróć uwagę, że obszar V. - POLE NICZYJE może być w czasie pracy programu stopniowo udostępniany dla stosu (który rozrasta się "w górę"), albo dla sterty (która rozrasta się "w dół"). W przykładowym programie poniżej podano, w którym obszarze pamięci zostanie umieszczony dany element programu. # include <alloc.h> int a; // III. int b = 6; // II. main() { char *Dane; ... float lokalna; // VI. ... Dane = malloc(16); // IV. ... } OPERATORY new I delete. Operatory new i delete działają podobnie do pary funkcji malloc() - free(). Pierwszy przyporządkowuje - drugi zwalnia pamięć. Dokładniej rzecz biorąc - operator new może zostać zastosowany wraz ze wskaźnikiem do bloku danych określonego typu: * struktury danych, * tablicy, itp. (wkrótce zastosujemy go także w stosunku do klas i obiektów); - przyporządkowuje pamięć blokowi danych; - przypisuje począkowy adres bloku pamięci wskaźnikowi. - operator delete zwalnia pamięć przyporządkowaną poprzednio blokowi danych, Operatory new i delete mogą współdziałać z danymi wieloma typami danych (wcale nie tylko ze strukturami), jednakże rozpoczniemy do struktury Data zawierającej datę urodzenia mojej córki. [P083.CPP]

- 242-

# include "iostream.h" struct Data { int dzien; int miesiac; int rok; }; void main() { Data *pointer = new Data; /* Dekl. wskaznik do struct typu Data */ /* Przydziel pamiec dla struktury */ pointer -> miesiac = 11; // pole "miesiac" = 11 pointer -> dzien = 3; pointer -> rok = 1979; cout << "\n URODZINY CORKI: "; cout << pointer -> dzien << '.'; cout << pointer -> miesiac << ". "; cout << "co rok ! od " << pointer -> rok << " r."; delete pointer; //Skasuj wskaznik - zwolnij pamiec. } Program tworzy w pamięci (dokł. na stercie) strukturę typu Data bez nazwy. O którą strukturę chodzi i gdzie jej szukać w pamięci wiemy dzięki wskaźnikowi do struktury *pointer. Zapis Data *pointer = new Data; oznacza jednoczesną deklarację i zainicjowanie wskaźnika. TWORZENIE DYNAMICZNYCH TABLIC O ZMIENNEJ WIELKOŚCI. Jeśli mamy dane wyłącznie jednego typu (tu: int), zastosowanie struktury jest właściwie przysłowiowym "strzelaniem z armaty do wróbli". Trójelementowa tablica typu int TAB[3]; zupełnie nam wystarczy. Utworzymy ją jednak nie jako tablicę globalną (bądź statyczną) w obszarze pamięci danych, lecz dynamicznie - na stercie. [P084.CPP] # include "iostream.h" main() {

- 243-

int *pointer = new int[3]; // Przydziel pamiec pointer[0] = 3; // Tabl_bez_nazwy[0] - dzien pointer[1] = 11; // Tabl_bez_nazwy[1] - miesiac pointer[2] = 1979; cout << "Data urodzenia: "; for(int i = 0; i < 3; i++) cout << pointer[i] << '.'; delete pointer; } Uważny Czytelnik doszedł zapewne do wniosku, że skoro tablica tworzona jest dynamicznie w ruchu programu (run-time), to kompilator nie musi znać na etapie kompilacji programu (compile-time) wielkości tablicy! Idąc dalej, program powinien taką techniką tworzyć tablice o takiej wielkośći, jakiej w ruchu zażyczy sobie użytkownik. Spróbujmy zrealizować to praktycznie. [P085.CPP] # include <conio.h> # include <stdlib.h> # include <iostream.h> void main() { for(;;) { cout << "\nPodaj wielkosc tablicy (1...100) --> "; int i, size; cin >> size; /* Na stercie tworzymy dynamiczna tablica: */ int *pointer = new int[size]; /* Wypelniamy tablice liczbami naturalnymi: */ for (i = 0; i < size; i++) pointer[i] = i; cout << "\n TABLICA: \n"; /* Sprawdzamy zawartosc tablicy: */ for (i = 0; i < size; i++) cout << " " << pointer[i]; char k = getch(); if(k == 'a') break; delete pointer; } } Twój dialog z programem powinien wyglądać następująco:

- 244-

Podaj wielkosc tablicy (1...100) --> 20 TABLICA: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Podaj wielkosc tablicy (1...100) --> 100 TABLICA: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 Skoro dynamiczne tablice o zmiennej wielkości "chodzą", możemy wykorzystać to w bardziej interesujący sposób. [P086.CPP] # include <stdlib.h> # include <string.h> # include <iostream.h> extern "C" { int Fporownaj(const void* x, const void* y) { return (strcmp(*(char **)x, *(char **)y)); } } main() { cout << "Wpisz maksymalna ilosc imion --> "; int ilosc, i; cin >> ilosc; char **pointer = new char *[ilosc]; for (i = 0; i < ilosc; i++) { cout << "Podaj imie Nr: " << i + 1 << "--> "; char *imie = new char[80]; cin >> imie; if (strcmp(imie, "stop") == 0) break; else pointer[i] = new char[strlen(imie)+1]; strcpy(pointer[i], imie); delete imie; } qsort(pointer, i, sizeof(char *), Fporownaj);

- 245-

for (i = 0; i < ilosc; i++) cout << pointer[i] << '\n'; for (i = 0; i < ilosc; i++) delete pointer[i]; delete pointer; return 0; } Tworzymy dynamicznie przy pomocy operatora new bezimienną tablicę składającą się z tablic niższego rzędu (łańcuch znaków to też tablica tyle, że jednowymiarowa - ma tylko długość). Zwróć uwagę, że w C++ wskaźnik do wskaźnika (**pointer) odpowiada konstrukcji "tablica składająca się z tablic". Aby program uczynić bardziej poglądowym spolszczymy nazwy funkcji przy pomocy preprocesora. [P087.CPP] # define Fporown_string strcmp # define Fkopiuj_string strcpy # define Fsortuj qsort # include <stdlib.h> # include <string.h> # include <iostream.h> extern "C" { int Fporownaj(const void* x, const void* y) { return (Fporown_string(*(char **)x, *(char **)y)); } } main() { cout << "Wpisz maksymalna ilosc imion --> "; int ilosc, i; cin >> ilosc; char **pointer = new char *[ilosc]; for (i = 0; i < ilosc; i++) { cout << "Podaj imie Nr: " << i + 1 << "--> "; char *imie = new char[80]; cin >> imie; if (Fporown_string(imie, "stop") == 0) break; else

- 246-

pointer[i] = new char[strlen(imie)+1]; Fkopiuj_string(pointer[i], imie); delete imie; } /* w tym momencie i == ilosc */ Fsortuj(pointer, i, sizeof(char *), Fporownaj); for (i = 0; i < ilosc; i++) cout << pointer[i] << '\n'; for (i = 0; i < ilosc; i++) delete pointer[i]; delete pointer; return 0; } Wskaźnik może wskazywać dane o różnym stopniu złożoności: zmienną, tablicę, strukturę, obiekt (o czym za chwilę), ale może wskazywać także funkcję. JEŚLI ZABRAKNIE PAMIĘCI - _new_handler. Aby obsługiwać błędną sytuację - brakło pamięci na stercie - potrzebna nam będzie funkcja - tzw. HANDLER. Aby jedna było wiadomo, gdzie szukać handlera, powinniśmy operatorowi new przekazać informację jaka funkcja obsługuje brak pamięci i gdzie jej szukać. Możemy podstawiać na miejsce funkcji stosowanej w programie tę funkcję, która w danym momencie jest nam potrzebna. Jest to praktyka często stosowana w programach obiekktowych, więc przypomnijmy raz jeszcze przykładowy program - tym razem w trochę innym kontekście. Aby wskazać funkcję zastosujemy wskaźnik. . Przypomnijmy deklarację double ( *Funkcja ) (double); [P088.CPP] #include <conio.h> #include <math.h> #include <iostream.h> double Nasza_F(double); //Deklaracja zwyklej funkcji double (*Funkcja)(double); //pointer do funkcji double liczba; //zwyczajna zmienna int wybor; int main(void) { clrscr();

- 247-

cout << "\nPodaj Liczbe \n"; cin >> Liczba; cout << "CO OBLICZYC ?\n________________\n"; cout<<"1 - Sin \n2 - Cos \n3 - Odwrotnosc 1/X\n"; switch(cin >> wybor) { case 1: Funkcja = sin; break; case 2: Funkcja = cos; break; case 3: Funkcja = Nasza_F; break; } cout << "\n\nWYNIK = " << Funkcja(liczba); return (0); } double Nasza_F(double x) { if (x != 0) x = 1/x; else cout << "???\n"; return x; } Komputer nie jest "z gumy" i nie posiada dowolnie dużej "rozciągliwej" pamięci. Funkcja malloc(), jeśli pamięci zabraknie, zwraca pusty wskaźnik (ang. NULL pointer), co można łatwo przetestować w programie. Jeśli natomiast stosujemy operator new - konsekwentnie - operator new powinien zwracać NULL (i próbować dokonać przypisania pointerowi zero). To też można sprawdzić w programie. W C++ istnieje jednak również inny, przydatny do tych celów mechanizm. C++ dysponuje globalnym wskaźnikiem _new_handler (wskaźnik do funkcji obsługującej operator new, jeśli zabraknie pamięci). Dzięki istnieniu tego (predefiniowanego) wskaźnika możemy przyporządkować "handler" - funkcję obsługującą wyjście przez operator new poza dostępną pamięć. Dopóki nie zażyczymy sobie inaczej, wskaźnik _new_handler == NULL // NULL == 0 i operator new w przypadku niepowodzenia próby przyporządkowania pamięci zwróci wartość NULL inicjując pusty wskaźnik (innymi słowy "wskaźnik do nikąd"). Jeśli jednak _new_handler != NULL to zawartość wskaźnika zostanie przez operator new uznana za adres startowy funkcji obsługi błędnej sytuacji (ang. addres to call). [P089.CPP]

- 248-

# include <stdlib.h> # include <iostream.h> static void Funkcja() { cout << "\nTo ja ... Funkcja - handler \n"; cout << '\a' << " ! BRAK PAMIECI ! "; exit (1); } extern void (*_new_handler)(); long suma; //Automatycznie suma = 0; void main() { _new_handler = Funkcja; //Inicjujemy wskaznik for(;;) { char *pointer = new char[8192]; suma += 8192; cout << "\nMam juz " << suma << " znakow w RAM\n"; if (pointer != 0) cout << "Pointer != NULL"; } } [!!!] SPRAWDŹ - KONIECZNIE! ________________________________________________________________ W programach użytkowych, a szczególnie w tych oferowanych klientom jako produkty o charakterze komercyjnym należy ZAWSZE sprawdzać poprawność wykonania newralgicznych operacji - a szczególnie poprawność zarządzania pamięcią i poprawność operacji dyskowych. Utrata danych, lub nie zauważone i nie wykryte przez program przekłamanie może spowodować przykre skutki. Raz utracone dane mogą okazać sie nie do odzyskania. ________________________________________________________________

- 249-

LEKCJA 24. SKĄD WZIĘŁY SIĘ KLASY I OBIEKTY W C++. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, skąd w C++ biorą się obiekty i jak z nich korzystać. ________________________________________________________________ Zajmiemy się teraz tym, z czego C++ jest najbardziej znany - zdolnością posługiwania się obiektami. Główną zaletą programowania obiektowego jest wyższy stopień "modularyzacji" programów. "Mudularyzacja" jest tu rozumiana jako możliwość podziału programu na niemal niezależne fragmenty, które mogą opracowywać różne osoby (grupy) i które później bez konfliktów można łączyć w całość i uruchamiać natychmiast. C++ powstał, gdy programy stały się bardzo (zbyt) długie. Możliwość skrócenia programów nie jest jednakże jedyną zaletą C++. W długich, rozbudowanych programach trudno spamiętać szczegóły dotyczące wszystkich części programu. Jeśli grupy danych i grupy funkcji uda się połączyć w moduły, do których można później sięgać, jak do pewnej odrębnej całości, znacznie ułatwia to życie programiście. Na tym, w pewnym uproszczeniu, polega idea programowania obiektowego. JAK STRUKTURY STAWAŁY SIĘ OBIEKTAMI. W C++ struktury uzyskują "trochę więcej praw" niż w klasycznym C. Przykładowy program poniżej demonstruje kilka sposobów posługiwania się strukturą w C++. [P90.CPP] #include <iostream.h> struct Data { int dzien; int miesiac; int rok; }; Data NaszaStruktura = {3, 11, 1979}; //Inicjujemy strukture Data daty[16]; //Tablca struktur Data *p = daty; //Wskaznik do tablicy void Fdrukuj(Data); //Prototyp funkcji int i; //Licznik automat. 0 int main() { for (; i < 16; i++) { *(p + i) = NaszaStruktura; daty[i].rok += i; cout << "\nDnia "; Fdrukuj(daty[i]);

- 250-

cout << " Patrycja "; if ( !i ) cout << "urodzila sie, wiek - "; if (i > 0 && i < 14) cout << "miala "; if (i > 13) cout << "bedzie miec "; cout << i; if (i == 1) cout << " roczek"; else cout << " lat"; if (i > 1 && i < 5) cout << "ka"; cout << '.'; } return 0; } void Fdrukuj(Data Str) { char *mon[] = { "Stycznia","Lutego","Marca","Kwietnia","Maja","Czerwca", "Lipca","Sierpnia","Wrzesnia","Pazdziernika","Listopada", "Grudnia" }; cout << Str.dzien << ". " << mon[Str.miesiac-1] << ". " << Str.rok; } Prócz danych struktury w C++ mogą zawierać także funkcje. W przykładzie poniżej struktura Data zawiera wewnątrz funkcję, która przeznaczona jest do obsługi we właściwy sposób danych wchodzących w skład własnej struktury. [P091.CPP] #include <iostream.h> struct Data //Definicja struktury { int dzien, miesiac, rok; void Fdrukuj(); //Prototyp funkcji Data(); //Konstruktor struktury }; void Data::Fdrukuj() //Definicja funkcji { char *mon[] = { "Stycznia","Lutego","Marca","Kwietnia","Maja","Czerwca", "Lipca","Sierpnia","Wrzesnia","Pazdziernika","Listopada", "Grudnia" }; cout << dzien << ". " << mon[miesiac-1] << ". " << rok; }

- 251-

Data::Data(void) //Poczatkowa data - Konstruktor { dzien = 3; miesiac = 11; rok = 1979; } int main() { Data NStruktura; //Inicjujemy strukture cout << "\n Sprawdzamy: "; NStruktura.Fdrukuj(); //Wywolanie funkcji cout << " = "; cout << NStruktura.dzien << " . " << NStruktura.miesiac << " . " << NStruktura.rok; for (int i=0; i < 16; i++, NStruktura.rok++) { cout << "\nDnia "; NStruktura.Fdrukuj(); cout << " Patrycja "; if ( !i ) cout << "urodzila sie, wiek - "; if (i > 0 && i < 14) cout << "miala "; if (i > 13) cout << "bedzie miec "; cout << i; if (i == 1) cout << " roczek"; else cout << " lat"; if (i > 1 && i < 5) cout << "ka"; cout << '.'; } return 0; } Zwróć uwagę, że * odkąd dane stały się elementem struktury, zaczęliśmy odwoływać się do nich tak: nazwa_struktury.nazwa_pola; * gdy funkcje stały się elementem struktury, zaczęliśmy odwoływać się do nich tak: nazwa_struktury.nazwa_funkcji; Pojawiły się również różnice w sposobie definiowania funkcji: void Data::Fdrukuj() //Definicja funkcji { ... } oznacza, że funkcja Fdrukuj() jest upoważniona do operowania na wewnętrznych danych struktur typu Data i nie zwraca do programu żadnej wartości (void). Natomiast zapis:

- 252-

Data::Data(void) //Poczatkowa data - Konstruktor oznacza, że funkcja Data(void) nie pobiera od programu żadnych parametrów i tworzy (w pamięci komputera) strukturę typu Data. Takie dziwne funkcje konstruujące (inicjujące) strukturę (o czym dokładniej w dalszej części książki), nazywane w C++ konstruktorami nie zwracają do programu żadnej wartości. Zwróć uwagę, że konstruktory to specjalne funkcje, które: -- mają nazwę identyczną z nazwą typu własnej struktury, -- nie posiadają wyspecyfikowanego typu wartości zwracanej do programu, -- służą do zainicjowania w pamięci pól struktury, -- nie są wywoływane w programie w sposób jawny, lecz niejawnie, automatycznie. Podstawowym praktycznym efektem dodania do struktur funkcji stała się możliwość skutecznej ochrony danych zawartych na polach struktury przed dostępem funkcji z zewnątrz struktury. Przed dodaniem do struktury jej własnych wewnętrznych funkcji - wszystkie funkcje pochodziły z zewnątrz, więc "hermetyzacja" danych wewnątrz była niewykonalna. Zasady dostępu określa się w C++ przy pomocy słów: public - publiczny, dostępny, protected - chroniony, dostępny z ograniczeniami, private - niedostępny spoza struktury. Przykładowy program poniżej demonstruje tzw. "hermetyzację" struktury (ang. encapsulation). W przykładzie poniżej: * definiujemy strukturę; * definiujemy funkcje; * przekazujemy i pobieramy dane do/od struktury typu Zwierzak. Zmienna int schowek powinna sugerować ukrytą przez strukturę i niedostępną dla nieuprawnionych funkcji część danych struktury a nie cechy anatomiczne zwierzaka. [STRUCT.CPP] # include "iostream.h" //UWAGA: schowek ma status private, jest niedostepny struct Zwierzak { private: int schowek; //DANE PRYWATNE - niedostepne public: void SCHOWAJ(int Xwe); //Funkcje dostepne zzewnatrz

- 253-

int ODDAJ(void); }; void Zwierzak::SCHOWAJ(int Xwe) //definicja funkcji { schowek = Xwe; } int Zwierzak::ODDAJ(void) { return (schowek); } main() { Zwierzak Ciapek, Azor, Kotek; // Struktury "Zwierzak" int Piggy; // zwykla zmienna Ciapek.SCHOWAJ(1); Azor.SCHOWAJ(22); Kotek.SCHOWAJ(-333); Piggy = -4444; cout << "Ciapek ma: " << Ciapek.ODDAJ() << "\n"; cout << "Azor ma: " << Azor.ODDAJ() << "\n"; cout << "Kotek ma: " << Kotek.ODDAJ() << "\n"; cout << "Panna Piggy ma: " << Piggy << "\n"; return 0; } // Proba nieautoryzowanego dostepu do danych prywatnych obiektu: // cout << Ciapek.schowek; // printf("%d", Ciapek.schowek); // nie powiedzie sie Powiedzie sie natomiast próba dostępu do "zwykłej" zmiennej - dowolną metodą - np.: printf("%d", Piggy); //Prototyp ! # include <stdio.h> Jeśli podejmiesz próbę odwołania się do "zakapsułkowanych" danych w zwykły sposób - np.: cout << Ciapek.schowek; kompilator wyświetli komunikat o błędzie: Error: 'Zwierzak::schowek' is not accessible in function main() (pole schowek struktury typu Zwierzak (np. str. Ciapek) nie jest dostępne z wnętrza funkcji main(). ) Do klas i obiektów już tylko maleńki kroczek. Jak przekonasz się

- 254-

za chwilę - struktura Ciapek jest już właściwie obiektem, a typ danych Zwierzak jest już właściwie klasą obiektów. Wystarczy zamienić słowo "struct" na słowo "class". [CLASS.CPP] # include "iostream.h" //w klasach schowek ma status private AUTOMATYCZNIE //slowo private stalo sie zbedne class Zwierzak { int schowek; public: void SCHOWAJ(int Xwe); //Funkcje dostepne zzewnatrz int ODDAJ(void); }; void Zwierzak::SCHOWAJ(int Xwe) { schowek = Xwe; } int Zwierzak::ODDAJ(void) { return (schowek); } main() { Zwierzak Ciapek, Azor, Kotek; // obiekty klasy "Zwierzak" int Piggy; // zwykla zmienna Ciapek.SCHOWAJ(1); Azor.SCHOWAJ(22); Kotek.SCHOWAJ(-333); Piggy = -4444; cout << "Ciapek ma: " << Ciapek.ODDAJ() << "\n"; cout << "Azor ma: " << Azor.ODDAJ() << "\n"; cout << "Kotek ma: " << Kotek.ODDAJ() << "\n"; cout << "Panna Piggy ma: " << Piggy << "\n"; return 0; } Kompilator nawet nie mrugnął. Zmiana słowa struct na słowo class nie sprawiła mu zatem widocznie przykrości. Mało tego, zwróć uwagę, że długość wynikowego pliku STRUCT.EXE i CLASS.EXE jest IDENTYCZNA. Wynikałoby z tego, że sposób tworzenia wynikowego kodu przez kompilator w obu wypadkach był identyczny. O KLASACH I OBIEKTACH.

- 255-

Klasy służą do tworzenia formalnego typu danych. W przypadku klas wiadomo jednak "z definicji", że będzie to bardziej złożony typ (tzw. agregat) zawierający praktycznie zawsze i dane "tradycyjnych" typów i funkcje (nazywane "metodami"). Podobnie jak definiując strukturę tworzysz nowy formalny typ danych, tak i tu - definiując klasę tworzysz nowy typ danych. Jeśli zadeklarujesz użycie zmiennych danego typu formalnego, takie zmienne to właśnnie obiekty. Innymi słowy, klasy stanowią definicje formalnego typu, natomiast obiekty - to zmienne danego typu (danej klasy). Zamiast słowa struct stosujemy przy klasach słowo class. class Klasa { int prywatna_tab[80] public: int dane; void Inicjuj(void); int Funkcja(int arg); }; Nasza pierwsza świadomie tworzona klasa nazywa się "Klasa" i stanowi nowy formalny typ zmiennych. Jeśli zadeklarujesz zmienną takiej klasy (tego typu formalnego), to taka zmienna będzie właśnie OBIEKTEM. Nasza pierwsza prawdziwa Klasa zawiera dane: prywatna_tab[80] - prywatną tablicę; dane - publiczną daną prostą typu int; oraz funkcje: Inicjuj() - zainicjuj - utwórz obiekt danej klasy w pamięci; Funkcja() - jakaś funkcja publiczna. Gdyby była to zwykła struktura, jej definicja w programie wyglądałaby tak: struct Klasa { private: int prywatna_tab[80] public: int dane; void Inicjuj(void); int Funkcja(int arg); }; Jeżeli w dalszej części programu chcielibyśmy zastosować

- 256-

struktury takiego typu, deklaracja tych struktur musiałaby wyglądać tak: struct rodzaj_struktur { private: int prywatna_tab[80] public: int dane; void Inicjuj(void); int Funkcja(int arg); } str1, str2, .... , nasza_struktura; bądź tak: struct rodzaj_struktur { private: int prywatna_tab[80] public: int dane; void Inicjuj(void); int Funkcja(int arg); }; ... (struct) rodzaj_struktur str1, str2, .... , nasza_struktura; Słowo kluczowe struct jest opcjonalne. Moglibyśmy więc zadeklarować strukturę w programie, wewnątrz funkcji main(): struct rodzaj_struktur { private: int prywatna_tab[80] public: int dane; void Inicjuj(void); int Funkcja(int arg); }; main() { ... struct rodzaj_struktur nasza_struktura; //lub równoważnie: rodzaj_struktur nasza_struktura; Do pól struktury możemy odwoływać się przy pomocy operatora kropki (ang. dot operator). Podobnie dzieje się w przypadku klas. Jeśli zadeklarujemy zmienną typu Klasa, to ta zmienna będzie naszym pierwszym obiektem. class Klasa { int prywatna_tab[80]

- 257-

public: int dane; void Inicjuj(void) int Funkcja(int our_param); } Obiekt; Podobnie jak wyżej, możemy zadeklarować nasz obiekt wewnątrz funkcji main(): class Klasa { int prywatna_tab[80] public: int dane; void Inicjuj(void) int Funkcja(int argument); }; main() { ... Klasa Obiekt; ... Przypiszemy elementom obiektu wartości: main() { ... Klasa Obiekt; Obiekt.dane = 13; ... Taką samą metodą, jaką stosowaliśmy do danych - pól struktury, możemy odwoływać się do danych i funkcji w klasach i obiektach. main() { ... Klasa Obiekt; Obiekt.dane = 13; Obiekt.Funkcja(44); ... Przyporządkowaliśmy obiektowi nie tylko dane, ale także funkcje poprzez umieszczenie prototypów funkcji wewnątrz deklaracji klasy: class Klasa { ... public: ... void Inicjuj(void) /* Prototypy funkcji */ int Funkcja(int argument); };

- 258-

[!!!] UWAGA! ________________________________________________________________ W C++ nie możemy zainicjować danych wewnątrz deklaracji klasy: class Klasa { private: int prywatna_tab[80] = { 1, 2, ... }; //ŹLE ! public: int dane = 123; //ŹŁE ! ... ________________________________________________________________ Inicjowanie danych odbywa się w programie głównym przy pomocy przypisania (dane publiczne), bądź za pośrednictwem funkcji należącej do danej klasy i mającej dostęp do wewnętrznych danych klasy/obiektu (dane prywatne). Inicjowania danych mogą dokonać także specjalne funkcje - tzw. konstruktory. Dane znajdujące się wewnątrz deklaracji klasy mogą mieć status public, private, bądź protected. Dopóki nie zażądasz inaczej - domyślnie wszystkie elementy klasy mają status private. Jeżeli część obiektu jest prywatna, to oznacza, że żaden element programu spoza obiektu nie ma do niej dostępu. W naszej Klasie prywatną część stanowi tablica złożona z liczb całkowitych: (default - private:) int prywatna_tab[80]; Do (prywatnych) elementów tablicy dostęp mogą uzyskać tylko funkcje związane (ang. associated) z obiektem danej klasy. Funkcje takie muszą zostać zadeklarowane wewnątrz definicji danej klasy i są nazywane członkami klasy - ang. member functions. Funkcje mogą mieć status private i stać się dzięki temu wewnętrznymi funkcjami danej klasy (a w konsekwencji również prywatnymi funkcjami obiektów danej klasy). Jest to jedna z najważniejszych cech nowoczesnego stylu programowania w C++. Na tym polega idea hermetyzacji danych i funkcji wewnątrz klas i obiektów. Gdyby jednak cała zawartość (i dane i funkcje) znajdujące się w obiekcie zostały dokładnie "zakapsułkowane", to okazałoby się, że obiekt stał się "ślepy i głuchy", a w konsekwencji - niedostępny i kompletnie nieużyteczny dla programu i programisty. Po co nam obiekt, do którego nie możemy odwołać się z zewnątrz żadną metodą? W naszym obiekcie, w dostępnej z zewnątrz części publicznej zadeklarowaliśmy zmienną całkowitą dane oraz dwie funkcje - Inicjuj() oraz Funkcja(). Jeśli dane i funkcje mają status public, to oznacza, że możemy się do nich odwołać z dowolnego miejsca programu i dowolnym sposobem. Takie odwołania przypominają sposób odwoływania się do elementów struktury: main()

- 259-

{ ... Obiekt.dane = 5; //Przypisanie wartości zmiennej. Obiekt.Inicjuj(); //Wywołanie funkcji Inicjuj() ... Obiekt.Funkcja(3); //Wywołanie funkcji z argumentem [!!!] ZAWSZE PUBLIC ! ________________________________________________________________ Dane zawarte w obiekcie, podobnie jak zwykłe zmienne wymagają zainicjowania. Funkcja inicjująca dane - zawartość obiektu musi zawsze posiadać status public aby mogła być dostępna z zewnątrz i zostać wywołana w programie głównym - funkcji main(). Funkcje i dane dostępne z zewnątrz stanowią tzw. INTERFEJS OBIEKTU. ________________________________________________________________

- 260-

LEKCJA 25. PRZYKŁAD OBIEKTU. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak praktycznie projektuje się klasy i obiekty. Twój pierwszy obiekt zacznie działać. ________________________________________________________________ Nasz pierwszy, doświadczalny obiekt będzie zliczać ile razy użytkownik nacisnął określony klawisz - np. literę "A". Najpierw podejdziemy do problemu "klasycznie". Utworzymy strukturę Licznik, którą można wykorzystać do przechowywania istotnych dla nas informacji: char znak - znak do zliczania int ile - ile razy wystąpił dany znak. Zwróć uwagę, że Licznik oznacza tu typ struktur (nowy formalny typ danych) a licznik oznacza naszą roboczą zmienną danego typu. struct Licznik //Licznik - nowy typ struktur { public: //Status public jest domyślny dla struktur char znak; int ile; ... } licznik; //Zmienna typu "Licznik" Do pól struktury licznik.znak i licznik.ile możemy odwoływać się w programie w następujący sposób: //Przypisanie (zainicjowanie pola struktury) licznik.znak = 'A'; cin >> licznik.znak; //Odczyt (wyprowadzenie) bież. zawartości pola struktury. cout << licznik.znak; Potrzebna nam będzie funkcja, przy pomocy której przekażemy do struktury informację, jaki znak powinien być zliczany. Nazwijmy tę funkcję Inicjuj(). Funkcja Inicjuj() powinna nam zainicjować pole struktury tzn. po przekazaniu jej jako argumentu tego znaku, który ma podlegać zliczaniu, funkcja powinna "przenieść" znak i zapisać go w polu licznik.znak naszej roboczej struktury. Wywołanie funkcji w programie powinno wyglądać tak: main() { .... Inicjuj('A'); .... //UWAGA: Nie tak: //licznik.Inicjuj() - funkcja jest zewnętrzna !

- 261-

Aby funkcja inicjująca pole struktury zadziałała prawidłowo, jej definicja powinna wyglądać tak: void Inicjuj(char x) //Deklaracja zmiennej znak. { licznik.znak = x; //x - wewnętrzna zmienna funkcji licznik.ile = 0; } Inicjując strukturę licznik funkcja zeruje pole "ile" struktury. Przyda nam się jeszcze jedna funkcja PlusJeden(). Ta funkcja powinna zwiększyć zmienną służącą do zliczania ile razy wystąpił interesujący nas znak po każdym pojawieniu się odpowiedniego znaku (w tym przypadku "A"). void PlusJeden(void) //Definicja funkcji { //incrementującej licznik licznik.ile++; } Zbudowaliśmy licznik, który składa się z danych rozmieszczonych na polach struktury oraz dwu stowarzyszonych ze strukturą funkcji. Jeśli spróbujemy zastosować to w programie, gdzie: char znak_we - znak wczytany z klawiatury; program będzie wyglądać tak: void main() { char znak_we; Inicjuj('A'); cout << "\nWpisz tekst zawierajacy litery A" cout << "\nK - oznacza Koniec zliczania: "; for(;;) //Wczytujemy znaki { cin >> znak_we; if (znak_we == 'k' || znak_we == 'K') break; if(znak_we == licznik.znak) PlusJeden(); } .... W tekście mogą wystąpić zarówno duże jak i małe litery. Jeśli zechcemy zliczać i jedne i drugie, możemy posłużyć się funkcją biblioteczną C zamieniającą małe litery na duże - toupper(). Najpierw poddamy wczytany zank konwersji a następnie porównamy z "zadanym" na polu licznik.znak: if(licznik.znak == toupper(znak_we)) PlusJeden();

- 262-

Po przerwaniu pętli przez użytkownika wystarczy sprawdzić jaka wartość jest wpisana w polu licznik.ile i możemy wydrukować wynik zliczania wystąpień litery 'A' we wprowadzonym tekście. cout << "\nLitera " << licznik.znak << " wystąpila " << licznik.ile << " razy."; Program w całości będzie wyglądał tak: [P092.CPP] # include <iostream.h> # include <ctype.h> //Prototyp f. toupper() struct Licznik { char znak; int ile; } licznik; void Inicjuj(char x) { licznik.znak = x; licznik.ile = 0; } void PlusJeden(void) { licznik.ile++; } void main() { char znak_we; Inicjuj('A'); cout << "\nWpisz tekst zawierajacy litery A"; cout << "\nPierwzse wytapienie litery k lub K"; cout << "\n - oznacza Koniec zliczania: "; for(;;) { cin >> znak_we; if (znak_we == 'k' || znak_we == 'K') break; if(licznik.znak == toupper(znak_we)) PlusJeden(); } cout << "\nLitera " << licznik.znak << " wystapila " << licznik.ile << " razy."; } Jeśli dane i funkcje połączymy w jedną całość - powstanie

- 263-

obiekt. Zawartość naszego obiektu powinna wyglądać tak: Dane: char znak; int ile; Funkcje: void Inicjuj(char); void PlusJeden(void); Łączymy w całość funkcje operujące pewnymi danymi i te właśnnie dane. Co więcej, jeśli zaistnieją takie funkcje, które nie będą wykorzystywane przez nikogo więcej poza własnym obiektem i poza jego składnikami: funkcją Inicjuj() i funkcją PlusJeden(), funkcje te nie muszą być widoczne, ani dostępne dla reszty programu. Takie funkcje mogą wraz z danymi zostać uznane za prywatną część obiektu. Takie praktyki, szczególnie w programach przeznaczonych dla środowiska Windows są uzasadnione i pożyteczne. Rozważmy obiekt, modularyzację i hermetyzację obiektu na konkretnych przykładach. Zacznijmy od zdefiniowania klasy. class Licznik { char znak; int ile; public: void Inicjuj(char); void PlusJeden(void); }; Następny krok, to zdefiniowanie obu funkcji. Zwróć uwagę, że funkcje nie są już definiowane "niezależnie", lecz w stosunku do własnej klasy: void Licznik::Inicjuj(char x) { znak = x; ile = 0; } void Licznik::PlusJeden(void) { ile++; } Skoro funkcje widzą już wyłącznie własną klasę, zapis licznik.znak może zostać uproszczony do --> znak i licznik.ile do --> ile Aby wskazać, że funkcje są członkami klasy Licznik stosujemy

- 264-

operator :: (oper. widoczności/przesłaniania - ang. scope resolution operator). Taki sposób zapisu definicji funkcji oznacza dla C++, że funkcja jest członkiem klasy (ang. member function). Logika C++ w tym przypadku wygląda tak: * Prototypy funkcji należy umieścić w definicji klasy. * Definicje funkcji mogą znajdować się w dowolnym miejscu programu, ponieważ operator przesłaniania :: pozwala rozpatrywać klasę podobnie jak zmienne globalne. * Wstawiając operator :: pomiędzy nazwę klasy i prototyp funkcji informujemy C++ że dana funkcja jest członkiem określonej klasy. Funkcje - członkowie klas nazywane są często METODAMI. Definicje klas i definicje funkcji - METOD są często umieszczane razem - w plikach nagłówkowych. Jeśli posługujemy się taką metodą, wystarczy dołączyć odpowiedni plik dyrektywą # include. Kompilator C++ skompiluje wtedy automatycznie wszystkie funkcje, które znajdzie w dołączonych plikach nagłówkowych. Możemy przystąpić do utworzenia programu. main() { char znak_we; //Dekl. zwyklej zmiennej Licznik licznik; //Deklarujemy obiekt klasy Licznik licznik.Inicjuj('A'); //Inicjujemy licznik ... Możemy teraz określić ilość wprowadzonych z klawiatury liter 'A' oraz 'a' i wyprowadzić ją na ekran monitora. Pojawia się jednak pewien problem. Nie uda się sięgnąć z zewnątrz do prywatnych danych obiektu tak, jak poprzednio: if(licznik.znak == toupper(znak_we)) .... Potrzebna nam będzuie jeszcze jedna metoda autoryzowana do dostępu do danych obiektu: char Licznik::Pokaz(void); która nie będzie w momencie wywołania pobierać od programu żadnych argumentów (void), natomiast pobierze znak z pola char Licznik.znak i przekaże tę informację w postaci zmiennej typu char do programu. Definicja takiej metody powinna być następująca: char Licznik::Pokaz(void)

- 265-

{ return znak; } Ten sam problem wystąpi przy próbie pobrania od obiektu efektów jego pracy - stanu pola licznik.ile. Do tego też niezbędna jest autoryzowana do dostępu metoda. Nazwiemy ją Efekt(): int Licznik::Efekt(void) { return ile; } Program w wersji obiektowej będzie wyglądać tak: [P093.CPP] # include <ctype.h> # include <iostream.h> class Licznik { char znak; int ile; public: void Inicjuj(char); void PlusJeden(void); char Pokaz(void); int Efekt(void); }; void main() { char znak_we; Licznik licznik; licznik.Inicjuj('A'); cout << "\nWpisz tekst zawierajacy litery A"; cout << "\nPierwsze wytapienie litery k lub K"; cout << "\n - oznacza Koniec zliczania: "; for(;;) { cin >> znak_we; if (znak_we == 'k' || znak_we == 'K') break; if(licznik.Pokaz() == toupper(znak_we)) licznik.PlusJeden(); } cout << "\nLitera " << licznik.Pokaz() << " wystapila " << licznik.Efekt() << " razy."; } /* Definicje wszystkich funkcji: */

- 266-

void Licznik::Inicjuj(char x) { znak = x; ile = 0; } void Licznik::PlusJeden(void) { ile++; } char Licznik::Pokaz(void) { return znak; } int Licznik::Efekt(void) { return ile; } Przejdziemy teraz do bardziej szczegółowego omówienia zasygnalizowanego wcześniej problemu inicjowania struktur w pamięci przy pomocy funkcji o specjalnym przeznaczeniu - tzw. KONSTRUKTORÓW.

- 267-

LEKCJA 26. CO TO JEST KONSTRUKTOR. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, w jaki sposób w pamięci komputera są tworzone obiekty. ________________________________________________________________ C++ zawiera specjalną kategorię funkcji - konstruktory w celu automatyzacji inicjowania struktur (i obiektów). Konstruktory to specjalne funkcje będące członkami struktur (kategorii member functions) które są automatycznie wywoływane i dokonują zainicjowania struktury zgodnie z naszymi życzeniami, po napotkaniu w programie pierwszej deklaracji struktury/obiektu danego typu. PRZYKŁADOWY KONSTRUKTOR. Struktura Licznik zawiera funkcję inicjującą obiekt (niech obiekt będzie na razie zmienną typu struktura): struct Licznik //Typ formalny struktur { char znak; int ile; } licznik; //Przykladowa struktura void Inicjuj(char x) //Funkcja inicjująca { licznik.znak = x; licznik.ile = 0; } Zdefiniujmy naszą strukturę w sposób bardziej "klasowo-obiektowy": struct Licznik { private: char znak; int ile; public: void Inicjuj(char); void PlusJeden(void); }; Funkcja Inicjuj() wykonuje takie działanie jakie może wykonać konstruktor struktury (obiektu), z tą jednak różnicą, że konstruktor jest wywoływany automatycznie. Jeśli wyposażymy strukturę Licznik w konstruktor, to funkcja Inicjuj() okaże się zbędna. Aby funkcja Inicjuj() stała się konstruktorem, musimy zmienić jej nazwę na nazwę typu struktury, do której konstruktor ma należeć. Zwróć uwagę, że konstruktor, w przeciwieństwie do innych, "zwykłych" funkcji nie ma podanego typu wartości zwracanej:

- 268-

struct Licznik { private: char znak; int ile; public: Licznik(void); //Konstruktor nie pobiera argumentu void PlusJeden(void); }; Teraz powinniśmy zdefiniować konstruktor. Zrobimy to tak, jak wcześniej definiowaliśmy funkcję Inicjuj(). Licznik::Licznik(void) //Konstruktor nie pobiera argumentu { ile = 0; } Jeśli formalny typ struktur (klasa) posiada kostruktor, to po rozpoczęciu programu i napotkaniu deklaracji struktur danego typu konstruktor zostanie wywołany automatycznie. Dzięki temu nie musimy "ręcznie" inicjować struktur na początku programu. Jednakże nasz przykładowy konstruktor nie załatwia wszystkich problemów - nie ustawia w strukturze zmiennej (pola) int znak - określającego, który znak powinien być zliczany w liczniku. W tak zainicjowanej strukturze zmienna ile jest zerowana, ale zawartość pola znak pozostaje przypadkowa. Niby wszystko w porządku, ale wygląda to niesolidnie. Czy nie możnaby przekazać parametru przy pomocy konstruktora? Można! Konstruktor "bezparametrowy" Licznik::Licznik(void) taki, jak powyżej to tylko szczególny przypadek - tzw. konstruktor domyślny (ang. default constructor). PRZEKAZYWANIE ARGUMENTÓW DO KOSTRUKTORA. Czasem chcemy zainicjować nową strukturę już z pewnymi ustawionymi parametrami. Te początkowe parametry struktury możemy przekazać jako argumenty konstruktora. struct Licznik { private: char znak; int ile; public: Licznik(char); //Konstruktor z argumentem typu char void PlusJeden(void); }; Licznik::Licznik(char x) //Konstruktor z jednym argumentem

- 269-

{ ... } main() { Licznik licznik('A'); //Deklaracja struktury typu Licznik // oznacza to automatyczne wywołanie konstruktora z argumentem .... Poniewż nowy konstruktor pobiera od programu argument typu znakowego char, więc i definicję konstruktora należy zmienić: Licznik::Licznik(char x) //Konstruktor z jednym argumentem { ile = 0; znak = x; } Jeśli parametrów jest więcej niż jeden, możemy je przekazać do konstruktora, a konstruktor wykorzysta je do zainicjowania struktury w następujący sposób: struct Sasiedzi //sąsiedzi { private: char Tab_imion[4]; ... public: Sasiedzi(char *s1, char *s2, char *s3, char s4); ... }; main() { Sasiedzi chopy("Helmut", "Ulrich", "Adolf", "Walter"); .... Przekazanie konstruktorowi argumentów i w efekcie automatyczne ustawiamie przez konstruktor paramatrów struktury już w momencie zadeklarowania struktury w programie rozwiązuje wiele problemów. W C++ istnieje jednakże pewne dość istotne ograniczenie - nie możemy zadeklarować tablicy złożonej z obiektów posiadających konstruktory, chyba że wszystkie konstruktory są bezparametrowe (typu default constructors). Udoskonalmy teraz nasz program zliczający wystąpienia w tekście litery a posługując się konstruktorem struktury. [P094.CPP] /* Wersja ze strukturą */ # include <ctype.h> # include <iostream.h>

- 270-

struct Licznik { private: char znak; int ile; public: Licznik(char); //Konstruktor void PlusJeden(void); char Pokaz(void); int Efekt(void); }; Licznik::Licznik(char x) //Def. konstruktora { znak = x; ile = 0; } void main() { Licznik licznik('A'); //Zainicjowanie przez konstruktor cout << "Sprawdzamy: znak ile? " << "\n\t\t" << licznik.Pokaz() << "\t"; cout << licznik.Efekt(); cout << "\nWpisz tekst zawierajacy litery A"; cout << "\nPierwsze wytapienie litery k lub K"; cout << "\n - oznacza Koniec zliczania: "; for(;;) { char znak_we; cin >> znak_we; if (znak_we == 'k' || znak_we == 'K') break; if(licznik.Pokaz() == toupper(znak_we)) licznik.PlusJeden(); } cout << "\nLitera " << licznik.Pokaz() << " wystapila " << licznik.Efekt() << " razy."; } /* Definicje pozostałych funkcji: */ void Licznik::PlusJeden(void) { ile++; } char Licznik::Pokaz(void) { return (znak); } int Licznik::Efekt(void) { return (ile); } Po zamianie słowa kluczowego struct na class (licznik ze struktury stanie się obiektem, a Licznik - z formalnego typu struktur - klasą) wystarczy w programie zlikwidować zbędne słowo "private" i wersja obiektowa programu jest gotowa do pracy.

- 271-

[P095.CPP] /* Wersja z klasą i obiektem */ # include <ctype.h> # include <iostream.h> class Licznik { char znak; int ile; public: Licznik(char); //Konstruktor void PlusJeden(void); char Pokaz(void); int Efekt(void); }; Licznik::Licznik(char x) //Def. konstruktora { znak = x; ile = 0; } void main() { Licznik licznik('A'); //Zainicjowanie obiektu licznik cout << "Sprawdzamy: znak ile? " << "\n\t\t" << licznik.Pokaz() << "\t"; cout << licznik.Efekt(); cout << "\nWpisz tekst zawierajacy litery A"; cout << "\nPierwsze wytapienie litery k lub K"; cout << "\n - oznacza Koniec zliczania: "; for(;;) { char znak_we; cin >> znak_we; if (znak_we == 'k' || znak_we == 'K') break; if(licznik.Pokaz() == toupper(znak_we)) licznik.PlusJeden(); } cout << "\nLitera " << licznik.Pokaz() << " wystapila " << licznik.Efekt() << " razy."; } void Licznik::PlusJeden(void) { ile++; } char Licznik::Pokaz(void) { return znak; } int Licznik::Efekt(void) { return ile; } Pora w tym miejscu zaznaczyć, że C++ oferuje nam jeszcze jedno specjalne narzędzie podobnej kategorii. Podobnie, jak do tworzenia (struktur) obiektów możemy zastosować konstruktor, tak

- 272-

do skasowania obiektu możemy zastosować tzw. desruktor (ang. destructor). Nazwy konstruktora i destruktora są identyczne z nazwą macieżystego typu struktur (macieżystej klasy), z tym, że nazwa destruktora poprzedzona jest znakiem "~" (tylda). CO TO JEST DESTRUKTOR. Specjalna funkcja - destruktor (jeśli zadeklarujemy zastosowanie takiej funkcji) jest wywoływana automatycznie, gdy program zakończy korzystanie z obiektu. Konstruktor towrzy, a destruktor (jak sama nazwa wskazuje) niszczy strukturę (obiekt) i zwalnia przyporządkowaną pamięć. Przykład poniżej to program manipulujący stosem, rozbudowany tak, by zawierał i konstruktor i destruktor struktury (obiektu). Zorganizujmy zarządzanie pamięcią przeznaczoną dla stosu w taki sposób: struct Stos { private: int *bufor_danych; int licznik; public: Stos(int ile_RAM); /* Konstruktor int Pop(int *ze_stosu); int Push(int na_stos); }; gdzie: *bufor_danych - wskaźnik do bufora (wypełniającego rolę stosu), licznik - wierzchołek stosu, jeśli == -1, stos jest pusty. Stos::Stos(...) - konstruktor inicjujący strukturę typu Stos (lub obiekt klasy Stos), ile_RAM - ilość pamięci potrzebna do poprawnego działanie stosu, *ze_stosu - wskaźnik do zmiennej, której należy przypisać wartość zdjętą właśnie ze stosu, na_stos - liczba przeznaczona do zapisu na stos. Zajmijmy się teraz definicją konstruktora. Wywołując konstruktor w programie (deklarując użycie w programie struktury typu Stos) przekażemy mu jako argument ilość potrzebnej nam pamięci RAM w bajtach. Do przyporządkowznia pamięci na stercie dla naszego stosu wykorzystamy funkcję malloc(). Stos::Stos(int n_RAM) //Konstruktor - def. { licznik = -1; bufor_danych = (int *) malloc(n_RAM); } Posługując się funkcją malloc() przyporządkowujemy buforowi danych, w oparciu o który organizujemy nasz obiekt (na razie w formie struktury) - stos 100 bajtów pamięci, co pozwala na

- 273-

rozmieszczenie 50 liczb typu int (po 2 bajty każda). Liczbę potrzebnych bajtów pamięci - 100 przekazujemy jako argument konstruktorowi w momencie deklaracji struktury typu Stos. Nasza struktura w programie będzie się nazywać nasz_stos. main() { ... Stos nasz_stos(100); ... Kiedy wykorzystamy naszą strukturę w programie, możemy zwolnić pamięć przeznaczoną dla struktury posługując się funkcją biblioteczną C free(). Przykład przydziału pamięci przy pomocy pary operatorów new - delete już był, przedstawimy tu zatem tradycyjną (coraz rzadziej stosowaną metodę) opartą na "klasycznych" funkcjach z biblioteki C. Funkcją free() posłużymy się w destruktorze struktury nasz_stos - ~Stos(). Destruktory są wywoływane automatycznie, gdy kończy się działanie programu, lub też, gdy struktura (obiekt) przestaje być widoczna / dostępna w programie. Obiekt (struktura) przestaje być widoczny (podobnie ja zwykła zmienna lokalna/globalna), jeśli opuszczamy tę funkcję, wewnątrz której obiekt został zadeklarowany. Jest to właściwość bardzo ważna dla naszego przykładowego stosu. W naszym programie przykładowym pamięć przydzielona strukturze stack pozostaje zarezerwowana "na zawsze", nawet wtedy, gdy nasz stos przestaje być "widoczny" (ang. out of scope). Obiekt może przestać być widoczny np. wtedy, gdy działa funkcja "nie widząca" obiektu. Idąc dalej tym torem rozumowania, jeśli destruktor zostanie wywołany automatycznie zawsze wtedy, gdy obiekt przestanie być widoczny, istnienie destruktora w definicji typu struktur Stos pozwala na automatyczne wyzerowanie stosu. Deklarujemy destruktor podobnie do konstruktora, dodając przed nazwą destruktora znak ~ (tylda): struct Stos { ... public: ... ~Stos(void); ... } Jeśli program zakończy się lub struktura przestanie być widoczna, zostanie wywołany destruktor struktury nasz_stos i pamięć zostanie zwolniona. Praktycznie oznacza to, że możemy zwolnić pamięc przyporządkowaną strukturze w taki sposób: Stos::~Stos(void) //Definicja destruktora

- 274-

{ free(bufor_danych); cout << "\n Destruktor: Struktury juz nie ma..."; } Od momentu zdefiniowania konstruktora i destruktora nie musimy się już przejmować technicznymi szczegółami ich działania. W dalszej części programu destruktor i konstruktor będą wywoływane automatycznie. Pozostaje nam pamiętać, że * stos może się nazywać dowolnie, a deklarujemy go tak: Stos nazwa_struktury; i dalej stosem możemy posługiwać się przy pomocy funkcji: nazwa_struktury.Push() nazwa_struktury.Pop() Wszystkie wewnętrzne sprawy stos będzie załatwiał samodzielnie. W tym konkrertnym przypadku część "prac organizacyjnych" związanych z utworzeniem w pamięci struktury i zainicjowaniem początkowych wartości pól załatwi za nas konstruktor i destruktor. Na tym właśnie polega idea nowoczesnego programowania w C++. Przykładowy program umieszcza liczby na stosie a następnie pobiera je ze stosu i drukuje na ekranie. Pełny tekst programu w wersji ze strukturą - poniżej. [P096.CPP] # include <iostream.h> # include <alloc.h> /* -----------------------poczatek pliku STOS.HPP------------ */ # define OK 1 struct Stos { private: int *bufor_danych; int licznik; public: Stos(int); /* Konstruktor */ ~Stos(void); /* Destruktor */ int Pop(int*); int Push(int); }; Stos::Stos(int n_RAM) //Konstruktor - def. { licznik = -1; bufor_danych = (int *) malloc(n_RAM);

- 275-

cout << "Konstruktor: Inicjuje strukture. "; } Stos::~Stos(void) //Definicja destruktora { free(bufor_danych); cout << "\n Destruktor: Struktury juz nie ma..."; } int Stos::Pop(int* ze_stosu) { if(licznik == -1) return 0; else *ze_stosu = bufor_danych[licznik--]; return OK; } int Stos::Push(int na_stos) { if(licznik >= 49) return 0; else bufor_danych[++licznik] = na_stos; return OK; } /* --------------------------koniec pliku STOS.HPP----------- */ void main() { Stos nasz_stos(100); //Dekl. struktury typu Stos int i, Liczba; cout << "\nZAPISUJE NA STOS LICZBY:\n"; for(i = 0; i < 10; i++) { nasz_stos.Push(i + 100); cout << i + 100 << ", "; } cout << "\nKoniec. \n"; cout << "ODCZYTUJE ZE STOSU:\n"; for(i = 0; i < 10; i++) { nasz_stos.Pop(&Liczba); cout << Liczba << ", "; } } W C++ częstą praktyką jest umieszczanie tzw. implementacji struktur (klas) w plikach nagłówkowych. Szkielet naszego programu mógłby wyglądać wtedy tak: # include <iostram.h> # include <alloc.h> # include <A:\STOS.HPP>

- 276-

void main() { ... } Wykażemy, że zamiana struktury na klasę odbędzie się całkiem bezboleśnie. Mało tego, jeśli dokonamy zmian w implementacji w pliku nagłówkowym (struct --> class i usuniemy słowo private) nasz program główny nie zmieni się WCALE ! Oto plik nagłówkowy A:\INCLUDE\STOSCL.HPP: [P097.CPP] # include <iostream.h> # include <alloc.h> /* ---------------------poczatek pliku STOSCL.HPP------------ */ # define OK 1 class Stos { int *bufor_danych; int licznik; public: Stos(int); /* Konstruktor */ ~Stos(void); /* Destruktor */ int Pop(int*); int Push(int); }; Stos::Stos(int n_RAM) //Konstruktor - def. { licznik = -1; bufor_danych = (int *) malloc(n_RAM); cout << "Konstruktor: Inicjuje obiekt klasy Stos. "; } Stos::~Stos(void) //Definicja destruktora { free(bufor_danych); cout << "\n Destruktor: Obiektu juz nie ma..."; } int Stos::Pop(int* ze_stosu) { if(licznik == -1) return 0; else *ze_stosu = bufor_danych[licznik--]; return OK; } int Stos::Push(int na_stos)

- 277-

{ if(licznik >= 49) return 0; else bufor_danych[++licznik] = na_stos; return OK; } /* ------------------------koniec pliku STOSCL.HPP----------- */ void main() { Stos nasz_stos(100); //OBIEKT Klasy Stos int i, Liczba; cout << "\nZAPISUJE NA STOS LICZBY:\n"; for(i = 0; i < 10; i++) { nasz_stos.Push(i + 100); cout << i + 100 << ", "; } cout << "\nKoniec. \n"; cout << "ODCZYTUJE ZE STOSU:\n"; for(i = 0; i < 10; i++) { nasz_stos.Pop(&Liczba); cout << Liczba << ", "; } } Struktury w robią się coraz bardziej podobne do czegoś nowego jakościowo, zmienia się również (dzięki tym nowym cechom) styl programowania. [!!!] A CO Z UNIAMI ? ________________________________________________________________ Unie są w C++ traktowane podobnie jak struktury, z tym, że pola unii mogą się nakładać (ang. overlap) i wobec tego nie wolno stosować słowa kluczowego private w uniach. Wszystkie elementy unii muszą mieć status public. Unie mogą także posiadać konstruktory. ________________________________________________________________ A JEŚLI BĘDZIE WIĘCEJ KLAS i STRUKTUR ? Po zdefiniowaniu nowego formalnego typu struktur możesz zastosować w programie wiele zmiennych danego typu. We wszystkich przykładach powyżej stosowano pojedynczą strukturę WYŁĄCZNIE DLA ZACHOWANIA JASNOŚCI PRZYKŁADU. Mało tego. W C++ różne struktury mogą korzystać z funkcji o tej samej nazwie W RÓŻNY SPOSÓB. Ta ciekawa zdolność nazywa się rozbudowywalnością funkcji (ang. overloading - dosł. "przeciążanie"). Dokładniej tym problemem zajmiemy się w części poświęconej klasom i obiektom. Teraz jedynie prosty przykład na strukturach. [P098.CPP]

- 278-

#include <iostream.h> #include <stdio.h> #include <time.h> struct Data { int miesiac, dzien, rok; void Display(void); //Metoda "wyswietl" }; void Data::Display(void) { char *mon[] = { "Stycznia","Lutego","Marca","Kwietnia","Maja","Czerwca", "Lipca","Sierpnia","Wrzesnia","Pazdziernika","Listopada", "Grudnia" }; cout << dzien << ". " << mon[miesiac] << ". " << rok; } struct Czas { int godz, minuty, sekundy; void Display(void); // znow metoda "wyswietl" }; void Czas::Display(void) { char napis[20]; sprintf(napis, "%d:%02d:%02d %s", (godz > 12 ? godz - 12 : (godz == 0 ? 12 : godz)), minuty, sekundy, godz < 12 ? "rano" : "wieczor"); cout << napis; } main() { time_t curtime = time(NULL); struct tm tim = *localtime(&curtime); Czas teraz; Data dzis; teraz.godz = tim.tm_hour; teraz.minuty = tim.tm_min; teraz.sekundy = tim.tm_sec; dzis.miesiac = tim.tm_mon; dzis.dzien = tim.tm_mday;

- 279-

dzis.rok = 1900 + tim.tm_year; cout << "\n Jest teraz --> "; teraz.Display(); cout << " dnia "; dzis.Display(); cout << "\a"; return 0; } Funkcja Display() wywoływana jest w programie dwukrotnie przy pomocy tej samej nazwy, ale za każdym razem działa w inny sposób. C++ bezbłędnie rozpoznaje, która wersja funkcji ma zostać zastosowana i w stosunku do której struktury (których danych) funkcja ma zadziałać. Aby struktura stała się już całkowicie klasą, pozostało nam do omówienia jeszcze kilka ciekawych nowych własności. Najważniejszą chyba (właśnie dlatego, że tworzącą zdecydowanie nową jakość w programowaniu) jest możliwość dziedziczenia cech (ang. inheritance), którą zajmiemy się w następnej lekcji. [Z] ________________________________________________________________ 1. Sprawdź, czy zamiana struktur na klasy nie zmienia sposobu działania programów, ani długości kodów wynikowych. 2. Opracuj program zliczający wystąpienia ciągu znaków - np. "as" we wprowadzanym tekście. ________________________________________________________________

- 280-

LEKCJA 27. O DZIEDZICZENIU. ________________________________________________________________ W trakcie tej lakcji dowiesz się na czym polega dziedziczenie. ________________________________________________________________ Dziedziczenie (ang inheritance) jest próbą naśladowania w technice programowania najcenniejszego bodaj wynalazku Matki Natury - zdolności przekazywania cech. Jeśli wyobrazimy sobie typy struktur konik, lew, słoń, czy krokodyl, to jest oczywiste, że struktury te będą posiadać wiele wspólnych cech. Wspólnymi cechami mogą być zarówno wspólne dane (parametry) - np. nogi = 4; jak i wspólne wykonywane przez nie funkcje - np. jedz(), śpij(), oddychaj() itd.. Mogą występować oczywiście i różnice, ale wiele danych i funkcji okaże się wspólnych. LOGIKA DZIEDZICZENIA. Rozwijając dalej myśl naszkicowaną we wstępie, w kategoriach obiegowego języka naturalnego można rzec, że słoń Trombalski byłby tu strukturą typu formalnego Słoń. Funkcjami wewnętrznymi słonia Trombalskiego i np. krokodyla Eugeniusza mogłyby być wspólne czynności tych struktur (lub obiektów): jedz() śpij() oddychaj() Projektanci C++ wpadli na pomysł naśladowania mechanizmu dziedziczenia. Zamiast tworzyć te wszystkie struktury oddzielnie, możemy zdefiniować w C++ jeden ogólny typ struktur (ang. generic structure), nazywany inaczej STRUKTURĄ BAZOWĄ (ang. base structure). Wszystkie wymienione wyżej struktury (słoń, krokodyl, itp.) stałyby się wtedy strukturami pochodnymi (ang. derived structures). Nasza struktura bazowa mogłaby nazywać się znów np. Zwierzak. Ponieważ niektóre funkcje są wspólne dla wszystkich struktur (wszystkie Zwierzaki muszą jeść, spać, itp.), moglibyśmy przyjąć, że każda struktura pochodna od bazowego typu Zwierzak musi zawierać funkcje jedz(), spij() i oddychaj(). Jeśli zdefiniujemy strukturę bazową Zwierzak i zadeklarujemy w tej klasie funkcje jedz(), spij() i oddychaj(), możemy spodziewać się, że struktura pochodna słoń powinna odziedziczyć funkcje - cechy po strukturze bazowej Zwierzak. . Słoń może oczywiście mieć i swoje odrębne cechy - dane i funkcje - np.: Slon.flaga_ssak Slon.trabie() Slon.tupie() "Gramatyka" C++ przy opisywaniu wzajemnego pokrewieństwa struktur (i klas) wygląda następująco: struct NazwaStrukturyPochodnej : NazwaStrukturyBazowej

- 281-

{ private: Lista danych i funkcji prywatnych public: Lista danych i funkcji publicznych } Lista struktur danego typu; a dla klas i obiektów: class NazwaKlasyPochodnej : dostęp NazwaKlasyBazowej { Lista danych i funkcji prywatnych public: Lista danych i funkcji publicznych } Lista obiektow danej klasy; Bazowy typ struktur w C++ wyglądałaby tak: struct Zwierzak { void jedz(); void spij(); void oddychaj(); }; Jeśli chcemy zasygnalizować, że pochodny typ struktur Slon ma odziedziczyć coś po typie bazowym Zwierzak, musimy w definicji klasy pochodnej podać nazwę klasy bazowej (jeśli mamy dziedziczyć - należy wskazać po kim): struct Slon : Zwierzak { int trabie(); int tupie(); }; Przed nazwą typu struktury (klasy) bazowej (tu: Zwierzak) może pojawić się słowo określające zasady dostępu do danych i funkcji (tu: public). [!!!] RÓŻNIE MOŻNA DZIEDZICZYĆ... ________________________________________________________________ * Jeśli użyjemy w tym miejscu słowa public (przy strukturach domyślne), to atrybuty dostępu zostaną odziedziczone wprost. Oznacza to, że to, co było prywatne w strukturze bazowej zostanie przeniesione jako prywatne do struktury pochodnej, a to, co było publiczne w strukturze bazowej zostanie przeniesione jako publiczne do struktury pochodnej. * Jeśli natomiast użyjemy w tym miejscu słowa private, to wszystko, co struktura pochodna odziedziczy po strukturze bazowej stanie się w strukturze pochodnej prywatne. ________________________________________________________________

- 282-

Opracowanie przykładowego programu ilustrującego mechanizm dziedziczenia rozpoczniemy od zdefiniowania bazowego typu struktur i struktury pochodnej. struct Zwierzak { int nogi; <-- dane void jedz(); <-- funkcje void spij(); void oddychaj(); }; struct Slon : Zwierzak { int flaga_ssak; int trabie(); int tupie(); }; Zdefiniujemy teraz wszystkie funkcje należące do powyższych struktur. Funkcje będą tylko zgłaszać się na ekranie napisem, by prześledzić kolejność ich wywołania. void Zwierzak::jedz(void) { cout << "Jem conieco...\n"; } void Zwierzak::spij(void) { cout << "Cosik mi sie sni...\n"; } void Zwierzak::oddychaj(void) { cout << "Dyszę cieżko...\n"; } void Slon::trabi(void) { cout << "Tra-ta-ta...\n"; } void Slon::tupie(void) { cout << "Kroczem...na zachód\n"; } Aby przekonać się, co struktura typu Slon rzeczywiście odziedziczy "po przodku", zredagujemy program główny. # include <iostream.h> ... void main() { Slon Choleryk; //Deklaracja struktury ... cout << "\nNogi odziedziczylem: " << Choleryk.nogi; cout << "\nA teraz kolejno funkcje: \n"; Choleryk.jedz(); Choleryk.spij(); Choleryk.oddychaj(); Choleryk.trabi(); Choleryk.tupie(); } Mimo, że tworząc strukturę Słoń nie zadeklarowaliśmy w jej składzie ani funkcji jedz(), ani spij(), ani danych nogi, możemy zastosować funkcję Choleryk.jedz(), ponieważ Choleryk odziedziczył tę funkcję po strukturze bazowej Zwierzak. Dzięki dziedziczeniu możemy posługiwać się danymi i funkcjami

- 283-

należącymi do obu typów struktur - bazowego: Zwierzak i pochodnego: Slon. [???] A CO Z UNIAMI ? _______________________________________________________________ Unie nie mogą brać udziału w dziedziczeniu. Unia nie może być ani typem bazowym ani typem pochodnym. _______________________________________________________________ Program w całości będzie wyglądał tak: [P099.CPP] # include <iostream.h> struct Zwierzak { int nogi; void jedz(); void spij(); void oddychaj(); }; void Zwierzak::jedz(void) { cout << "Jem conieco...\n"; } void Zwierzak::spij(void) { cout << "Cosik mi sie sni...\n"; } void Zwierzak::oddychaj(void) { cout << "Dysze ciezko...\n"; } struct Slon : Zwierzak { int flaga_ssak; void trabi(); void tupie(); }; void Slon::trabi(void) { cout << "Tra-ta-ta...\n"; } void Slon::tupie(void) { cout << "Kroczem...na wschod\n"; } void main() { Slon Choleryk; Choleryk.nogi = 4; Choleryk.flaga_ssak = 1; cout << "\nNogi odziedziczylem: " << Choleryk.nogi; cout << "\nA teraz kolejno funkcje: \n"; Choleryk.jedz(); Choleryk.spij(); Choleryk.oddychaj(); Choleryk.trabi(); Choleryk.tupie(); if(Choleryk.flaga_ssak == 1) cout << "SSak!"; }

- 284-

LEKCJA 28. DZIEDZICZENIE ZŁOŻONE. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak można odziedziczyć wiele cech po wielu różnych przodkach. ________________________________________________________________ Jeśli zechcemy dziedziczyć dalej według schematu dziadek-ojciec-syn-wnuk...? Nic nie stoi na przeszkodzie. Przy okazji zwróć uwagę, że następne pokolenia są coraz bardziej złożone (tak być nie musi, ale może). W przykładzie poniżej dziedziczymy według schematu Punkt-Okrąg-Elipsa. [P100.CPP] //Przyklad dziedziczenia "wielopokoleniowego" #include "stdio.h" #include "conio.h" struct punkt //BAZOWY typ struktur - punkt(x, y) { int x; //wspolrzedne punktu na ekranie int y; }; struct kolo: punkt //Str. pochodna - kolo(x, y, R) { int promien; //wspolrzedne srodka x,y dziedziczymy }; struct elipsa: kolo //dziedziczymy x,y i promien { int mniejszy_promien; //Str. pochodna elipsa(x, y, R, r) }; punkt P; //deklarujemy trzy struktury kolo C; elipsa E; main() { clrscr(); P.x = C.x = E.x = 1; //Nadajemy wartosci polom struktur P.y = C.y = E.y = 2; C.promien = E.promien = 4; E.mniejszy_promien = 3; //Sprawdzamy zawartosc pol struktur printf("%d %d %d %d %d %d \n", P.x, C.x, E.x, P.y, C.y, E.y); printf("%d %d %d", C.promien, E.promien, E.mniejszy_promien ); getch(); return 0;

- 285-

} Można dziedziczyć po więcej niż jednym przodku także w inny sposób. Kwadrat, dla przykładu, dziedziczy cechy po prostokątach i po rombach jednocześnie (jest jednocześnie szczególnym przypadkiem prostokąta i szczególnym przypadkiem rombu). Typ pochodny w tym wypadku, zamiast "dziadka" i "ojca" powinien mieć DWU RÓŻNYCH OJCÓW (!). W C++ takie dziedziczenie po dwu różnych typach bazowych jednocześnie nazywa się DZIEDZICZENIEM WIELOBAZOWYM (ang. multi-base inheritance). A oto przykład takiego dziedziczenia. [P101.CPP] #include <iostream.h> struct BAZOWA1 { //Struktura bazowa pierwsza public: void Funkcja_a(void); }; struct BAZOWA2 { //Struktura bazowa druga public: void Funkcja_b(void); }; struct POCHODNA : BAZOWA1, BAZOWA2 //Lista "przodkow" { public: void Funkcja_c(void); }; void BAZOWA1::Funkcja_a(void){cout << "To ja F_a().\n";} void BAZOWA2::Funkcja_b(void){cout << "To ja F_b().\n";} void POCHODNA::Funkcja_c(void){cout << "To ja F_c().\n";} void main() { POCHODNA dziecko; //Dekl. strukt. typu pochodnego dziecko.Funkcja_a(); dziecko.Funkcja_b(); dziecko.Funkcja_c(); } Słowo public jest w strukturach zbędne. Zostało użyte wyłącznie z pobudek "dydaktycznych" - dla zwrócenia uwagi na status funkcji - członków struktury. Zarówno pokoleń w schemacie dziadek-ojciec-syn, jak i struktur

- 286-

(klas) bazowych w schemacie baza_1-baza_2-....-baza_n może być więcej niż 2. DZIEDZICZENIE KLAS. Oto "klasowo-obiektowa" wersja poprzedniego programu przykładowego ze słonikiem Cholerykiem. Typy struktur Zwierzak i Slon nazwiemy klasami, (odpowiednio - klasą bazową i klasą pochodną) a strukturę Slon Choleryk nazwiemy obiektem. [P102.CPP] #include <iostream.h> class Zwierzak //Klasa bazowa (base class) { public: int nogi; void jedz(); void spij(); void oddychaj(); }; void Zwierzak::jedz(void) { cout << "Jem conieco...\n"; } void Zwierzak::spij(void) { cout << "Cosik mi sie sni...\n"; } void Zwierzak::oddychaj(void) { cout << "Dysze ciezko...\n"; } class Slon : public Zwierzak { public: int flaga_ssak; void trabi(); void tupie(); }; void Slon::trabi(void) { cout << "Tra-ta-ta...\n"; } void Slon::tupie(void) { cout << "Kroczem...na wschod\n"; } void main() { Slon Obiekt; /* obiekt Obiekt klasy Slon */ Obiekt.nogi = 4; Obiekt.flaga_ssak = 1; cout << "\nNogi odziedziczylem: " << Obiekt.nogi; cout << "\nA teraz kolejno funkcje: \n"; Obiekt.jedz(); Obiekt.spij(); Obiekt.oddychaj(); Obiekt.trabi(); Obiekt.tupie(); if(Obiekt.flaga_ssak) cout << "Jestem ssakiem !"; }

- 287-

Pamiętając o problemie domyślnego statusu członków struktur/public i klas/private) możemy przejść do klas i obiektów. O KLASACH SZCZEGÓŁOWO. Aby wykazać możliwość modularyzacji programu zaprojektujemy moduł w postaci pliku nagłówkowego. Moduł będzie zawierać definicję naszej prywatnej klasy obiektów ZNAK. Zaczynamy od danych, które będą nam potrzebne do tworzenia w programach (różnych !) obiektów typu Znak. class ZNAK { char znak_dany; //Kod ASCII znaku ... Aby obiekt został zainicjowany (tzn. wiedział jakim znakiem ma być w danym programie) dodamy do definicji klasy jednoparametrowy konstruktor class ZNAK { char znak_dany; public: ZNAK(...); ... Dane mogą być prywatne, natomiast konstruktor i funkcje-metody powinny być publiczne, by można było wywoływać je w programach. Konstruktor będziemy wywoływać w programach tak: ZNAK Obiekt('a'); Znaczy to: Utwórz w RAM obiekt klasy ZNAK pod nazwą "Obiekt" i wytłumacz mu, że jest znakiem 'a'. Konstruktor powinien pobierać od programu jeden argument typu char i przekazywać go obiektowi klasy ZNAK na jego pole danych znak_dany. Definicja konstruktora będzie zatem wyglądać tak: ZNAK::ZNAK(char x) { znak_dany = x; } Zakres dopuszczalnych znaków zawęzimy np. do kodów ASCII 65...90 (od A do Z). Jeśli użytkownik "nie trafi", ustawimy zawsze "*" (asterisk). Dodatkowo, dla "elegancji" zamienimy ewentualne małe litery na duże.

- 288-

ZNAK::ZNAK(char x) { znak_dany = x; if(znak_dany < 65 || znak_dany >122) znak_dany = '*'; if(znak_dany > 97) znak_dany -= 32; } A jeśli użytkownik nie zechce podać żadnego znaku i zda się na domyślność obiektu? Żaden problem, wystarczy do klasy ZNAK dodać bezparametrowy konstruktor domyślny. Konstruktory domyślne spełniają w C++ taką właśnie rolę: class ZNAK { char znak_dany; public: ZNAK(char); //Konstruktor zwykly ("jednoznakowy") ZNAK(void); //Konstruktor domyślny (bezparametrowy) ... Słowo void (tu opcjonalne) może nie wystąpić. Aby "kłuło w oczy", który konstruktor jest konstruktorem domyślnym (ang. default konstructor), większość programistów zapisuje to tak: class ZNAK { char znak_dany; public: ZNAK(char); ZNAK(); //Z daleka widać, że nic nie ma ! ... Definicja konstruktora bezparametrowego będzie wyglądać tak: ZNAK::ZNAK() { znak_dany = 'X'; } W zależności od sposobu zadeklarowania obiektu w programie C++ wywoła automatycznie albo konstruktor ZNAK(char), albo konstruktor domyślny ZNAK(): ZNAK obiekt; //Nie sprecyzowano jaki, konstruktor domyślny ZNAK obiekt('m'); //Wiadomo jaki, konstruktor jednoparametrowy Dzięki temu, że C++ "pedantycznie" sprawdza przed wywołaniem funkcji zgodność typów argumentów przekazywanych do funkcji (konstruktor to też funkcja) i porównuje typ argumentów z życzeniem programisty wyrażonym w prototypie - bezbłędnie rozpozna (mimo identycznej nazwy), którą funkcję należy zastosować. Dodajmy do klasy ZNAK deklaracje (prototypy) funkcji-metod:

- 289-

class ZNAK { char znak_dany; public: ZNAK(char); ZNAK(); void Pokaz_sie(); void Znikaj(); void Skacz(); }; i zdefiniujmy te metody. void ZNAK::Pokaz_sie(void) { cout << znak_dany << '\a'; } void ZNAK::Znikaj(void) { cout << "\b" << ' '; //'\b' == Back Space } void ZNAK::Skacz(void) { for(int i = 0; i < 100; i++) { gotoxy(rand()%50, rand()%50); cout << znak_dany; getch(); } } Jeśli implementację klasy ZNAK umieścimy w pliku nagłówkowym A:\ZNAK.H //_____________________________________________________________ # include <stdlib.h> # include <conio.h> # include <iostream.h> class ZNAK { char znak_dany; public: ZNAK(char); ZNAK(); void Pokaz_sie(); void Znikaj(); void Skacz(); };

- 290-

ZNAK::ZNAK() { znak_dany = 'X'; } ZNAK::ZNAK(char x) { znak_dany = x; if(znak_dany < 65 && znak_dany >122) znak_dany = '*'; if(znak_dany > 97) znak_dany -= 32; } void ZNAK::Pokaz_sie(void) { cout << znak_dany << '\a'; } void ZNAK::Znikaj(void) { cout << "\b" << ' '; //'\b' == Back Space } void ZNAK::Skacz(void) { for(int i = 0; i < 100; i++) { gotoxy(rand()%50, rand()%50); cout << znak_dany; getch(); } } //_____________ koniec pliku A:\INCLUDE\ZNAK.H _________________ to nasz program może wyglądać tak: [P103.CPP] # include <a:\znak.h> void main() { char litera; clrscr(); cout << '\n' << "Podaj znak: "; cin >> litera; ZNAK Obiekt(litera); cout << "\nSTART" << "\n\n\n"; getch(); Obiekt.Pokaz_sie(); getch();

- 291-

Obiekt.Znikaj(); getch(); Obiekt.Skacz(); ZNAK Obiekt2; //To bedzie domyslny 'X' Obiekt2.Skacz(); } I tu już widać pewne cechy nowoczesnego obiektowego stylu programowania. Tym razem sprwdzenie, czy słowo class można spokojnie zamienić na słowo struct pozostawim dociekliwym Czytelnikom.

- 292-

LEKCJA 29. FUNKCJE I OVERLOADING. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak jeszcze w C++ można wykorzystywać funkcje. ________________________________________________________________ w C++ jedna funkcja może być definiowana wielokrotnie a każda z wersji funkcji może być przystosowana do obsługi innego typu argumentów. C++ wybiera tę właściwą wersję funkcji automatycznie. JEDNA NAZWA FUNKCJI - WIELE ZASTOSOWAŃ. Overloading funkcji bywa czasem w podręcznikach dzielony na odrębne zagadnienia: * funkcja może tolerować różną liczbę argumentów (co dało się spokojnie realizować również w klasycznym C - vide printf()); * funkcja może tolerować różne typy argumentów; * funkcja może realizować różne operacje dla różnych Wyobraźmy sobie, że mamy funkcję wydrukuj(), która potrafi wysłać na ekran otrzymany znak: void wydrukuj(char znak) { cout << znak; } Tak zdefiniowaną funkcję możemy wywołać w programie w następujący sposób: wydrukuj('Z'); Czasem jednak wygodniej byłoby, gdyby nasza funkcja była bardziej elastyczna i pozwalała na wykonanie szerszego zakresu operacji, np.: wydrukuj('Z'); wydrukuj(75); // 75 to kod ASCII znaku, zamiast znaku bezpośr. wydrukuj("Wiecej niz znak - tekst"); W klasycznym języku C wymaga to zdefiniowania nowej funkcji, natomiast w C++ to, że funkcja wydrukuj() została już zdefiniowana w niczym nie przeszkadza. Poniżej definjujemy taką funkcję. ... class KLASA { public: void wydrukuj(char znak); void wydrukuj(int kod_ASCII); void wydrukuj(char *string); //wskaźnik do lancucha

- 293-

} Łańcuch znaków jest widziany jako jednowymiarowa tablica zawierająca dane typu znakowego, czyli w taki sposób: char TABLICA[9] ={ "123456789" }; Definice powinny mieć następującą postać: void KLASA::wydrukuj(char znak) {cout << znak;}; void KLASA::wydrukuj(int kodASCII) {cout << (char) kodASCII;}; void KLASA::wydrukuj(char *string) {cout << string;}; Zapis: cout << (char) kodASCII; oznacza forsowanie typu - zamień typ int na typ char - przyporządkowanie kodowi ASCII - znaku. Wywołanie tej funkcji w programie może spowodować różne działanie, w zależności od typu i ilości argumentów, z którym(i) funkcja zostaje wywołana. Wywołania funkcji mogą wyglądać np. tak: KLASA Obiekt1, Obiekt2; main() { ... Obiekt1.wydrukuj('A'); //Wydrukuje się litera A Obiekt1.wydrukuj(99); //Wydrukuje się litera c Obiekt2.wydrukuj("napis"); //Wydrukuje się napis. ... } Taki sposób postępowania umożliwia funkcjom większą elastyczność i pozwala operować bez konfliktów na różnych rodzajach danych. Język C posiada funkcje służące do kopiowania łańcuchów znakowych: strcpy() i strncpy(). Funkcja biblioteczna strncpy() przerywa proces kopiowania po zakończeniu łańcucha żródłowego, bądź po skopiowaniu zadanej ilości znaków. Dzięki mechanizmowi overloadingu możemy utworzyć naszą własną funkcję kopiuj_string(), która zależnie od sytuacji zadziała jak strcpy(), bądź tak jak strncpy(). [P104.CPP] # include <iostream.h> /* dwa porototypy - dwie wersje funkcji kopiuj_string() */ /* source: destination: len: */ void kopiuj_string(char*, const char*); //Dwa argumenty void kopiuj_string(char*, const char*, int); //a tu trzy static char Piggie[20], Kermit[32];

- 294-

main() { kopiuj_string(Piggie, "Panna Piggie"); kopiuj_string(Kermit, "Kermit - to protokul transmisji", 6); cout << Kermit << " oraz " << Piggie; return 0; } void kopiuj_string(char *destin, const char *source) { while((*destin++ = *source++) != '\0') /* instr. pusta */ ; } void kopiuj_string(char *destin, const char *source, int len) { while (len && (*destin++ = *source++) != '\0') --len; while (len--) *destin++ = '\0'; } [S] Source- Destination. ________________________________________________________________ source - tu: źródłowy łańcuch znaków. Ogólnie - źródło. Typowy skrót src. destin - tu: łańcuch przeznaczenia. Ogólnie destination - miejsce przeznaczenia. Typowy skrót dest, dst, destin. len - tu: długość. ________________________________________________________________ O FUNKCJACH WPLECIONYCH - TYPU inline. Czsami zależy nam na przyspieszeniu działania programu obiektowego (zwykle kosztem zwiększenia długości pliku). Jeśli w źródłowym tekście programu następuje wywołanie funkcji typu inline, to kompilator wstawia w to miejsce całe ciało funkcji (funkcje typu inline nie mają bezpośredniego ani wyłącznego odniesienia do obiektowego stylu programowania). Dla przykładu, jeśli nadalibyśmy naszej funkcji wydrukuj() status funkcji inline, to fragment programu: obiekt.wydrukuj(65); //Kod ASCII zostałby zastąpiony wstawionym w to miejsce ciałem funkcji wydrukuj(): .... cout << (char) 65; .... Jest to skuteczna metoda przyspieszenia działania programów. Jeśli chcemy zastosować technikę funkcji inline w stosunku do metod należących do danej klasy, powinniśmy użyć słowa

- 295-

kluczowego "inline" w definicjach funkcji. Zwróć uwgę, że w samej definicji klasy słowo inline NIE POJAWIA SIĘ: [P105.CPP] # include <iostream.h> class Klasa { public: void wydrukuj(char* tekst); void wydrukuj(char Znak); void wydrukuj(int KodASCII); }; inline void Klasa::wydrukuj(char* tekst) { cout << tekst; } inline void Klasa::wydrukuj(char Znak) { cout << Znak; } inline void Klasa::wydrukuj(int KodASCII) { cout << (char) KodASCII; } void main() { Klasa Obiekt; cout << "Obiekt wyprowadza dane: " << '\n'; Obiekt.wydrukuj(65); Obiekt.wydrukuj('B'); Obiekt.wydrukuj("C i juz"); } Wszystkie wersje funkcji wydrukuj() otrzymały status inline. Oznacza to, że funkcje te nie będą w programie wywoływane lecz całe ciała funkcji zostaną wstawione do programu w miejsca wywołań. Jest to mechanizm podobny do wstawiania do programu makrorozkazów z tą różnicą, że w przypadku funkcji inline C++ przeprowadza dodatkowo sprawdzenie zgodności typów argumentów (ang. type checking). W naszym przypadku kompilator C++ wstawi do programu ciało funkcji tyle razy, ile razy funkcja powinna zostać wywoływana. Zastosowanie funkcji inline jest opłacalne, jeżeli ciało funkcji jest stosunkowo krótkie. [!!!] A CZY NIE MOŻNA WEWNĄTRZ KLASY ? ________________________________________________________________ Można. Jeśli umieścimy pełną definicję funkcji wewnątrz definicji klasy, to taka funkcja staje się AUTOMATYCZNIE funkcją

- 296-

typu inline. ________________________________________________________________ Status inline możemy nadać wszystkim trzem wersjom funkcji wydrukuj() umieszczając definicje funkcji bezpośrednio wewnątrz definicji klasy: class Klasa { public: inline void wydrukuj(char* a) { cout << a; } inline void wydrukuj(char z) { cout << z; } inline void wydrukuj(int kod) { cout << (char) kod; } }; W większości przypadków daje to efekt pozytywny. Jeśli definiujemy funkcje wewnątrz klasy, są to zwykle funkcje o krótkim ciele. OVERLOADING KONSTRUKTORÓW. W C++ możemy poddać overloadingowi także konstruktory. UWAGA: destruktorów nie można poddać overloadingowi. Overloading konstruktorów nie wyróżnia się niczym specjalnym. Wyobraźmy sobie, że tworzymy obiekt klasy Klasa o nazwie Obiekt. Jeśli chcemy, by konstruktor przy zakładaniu Obiektu przekazał mu łańcuch znaków "zzzz", możemy to zrobić na dwa sposoby. Raz polecimy konstruktorowi przekazać do obiektu łańcuch znaków "zzzz", a za drugim razem polecimy przekazać do obiektu czterokrotnie znak 'z': Obiekt("zzzz"); /* albo */ Obiekt('z', 4); Jeśli w programie zadeklarujemy obiekt danej klasy, spowoduje to automatyczne wywołanie konstruktora z parametrem podanym w momencie deklaracji obiektu. class Klasa { public: Klasa(char*); Klasa(char, int); }; Wersje konstruktora Klasa::Klasa() powinniśmy zdefiniować tak: Klasa::Klasa(char *tekst) { cout << tekst; } Klasa::Klasa(char Znak, ile = 4); {

- 297-

for(int i = 1; i < ile; i++) cout << Znak; } Dodajmy jeszcze jeden kontruktor domyślny. Konstruktory domyślne działają według zasady, którą w naturalnym języku dałoby się przekazać mniej więcej tak: "dopóki nie zdecydowano inaczej...". Dopóki nie zdecydowano inaczej - obiekt otrzyma znak 'x'. class Klasa { public: Klasa(); Klasa(char*); Klasa(char, int); }; ... Klasa::Klasa(void) { cout << 'x'; } Praktyczne zastosowanie w programie będzie wyglądać tak: [P106.CPP] # include <iostream.h> class Klasa { public: Klasa(); Klasa(char*); Klasa(char, int); }; Klasa::Klasa(void) { cout << 'x'; } Klasa::Klasa(char *tekst) { cout << tekst; } Klasa::Klasa(char Znak, int ile = 4) { for(int i = 0; i < ile; i++) cout << Znak; } static char *p = "\nJestem Obiekt.";

- 298-

void main() { Klasa Obiekt1; //Konstr. domyślny Klasa Obiekt2('A'); // ile - domyslnie == 4 Klasa Obiekt3('B', 3); Klasa Obiekt4(p); }

- 299-

LEKCJA 30. WYMIANA DANYCH MIĘDZY OBIEKTAMI. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak można wymieniać dane i informacje pomiędzy różnymi obiektami. ________________________________________________________________ Hermetyzacja danych jest cenną zdobyczą, ale od czasu do czasu obiekty powinny dokonywać pomiędzy sobą wymiany informacji, także tych wewnętrznych - prywatnych. Ten problem może sprawiać programiście trochę kłopotów - należy zatem poświęcić mu trochę uwagi. DOSTĘP DO DANYCH PRZY POMOCY FUNKCJI KATEGORII friend. Aby wyjaśnić mechanizmy dostępu do danych obiektów będziemy potrzebować: * wielu obiektów; * danych prywatnych obiektów (dostęp do publicznych, "niezakapsułkowanych" danych jest prosty i oczywisty); * funkcji o specjalnych uprawnieniach. Takie funkcje o specjalnych uprawnieniach - z możliwością odwoływania się do prywatnych danych wielu obiektów (a nie tylko swojego) muszą w C++ posiadać status "friend" (ang. friend - przyjaciel). Nasz przykładowy program będzie operował tablicą złożoną z obiektów klasy Licznik. class Licznik { char moja_litera; int ile; public: void Inicjuj_licznik(char); void Skok_licznika(void); void Pokazuj(); }; ... Licznik TAB[MAX]; Obiekty - liczniki będą zliczać wystąpienie (każdy swojego) określonego znaku w strumieniu znaków wejściowych (wczytywanym z klawiatury). Tablica będzie się składać z MAX == 26 elementów - obiektów - liczników, po jednym dla każdej dużej litery alfabetu. Tablica będzie nazywać się TAB[26]. Po zadeklarowaniu:

- 300-

nazwa_klasy TAB[MAX]; kolejne obiekty będą się nazywać: nazwa_klasy Obiekt1 == TAB[0]; //Licznik 1 - 'A' nazwa_klasy Obiekt2 == TAB[1]; //Licznik 2 - 'B' ... ... nazwa_klasy ObiektN == TAB[N-1]; Po wprowadzeniu znaku z klawiatury wywołamy wbudowaną do każdego obiektu funkcję Skok_licznika(), która doda jedynkę do wewnętrznego licznika obiektu. Wywołując funkcję zastosujemy zamiast typowej składni ObiektK.Skok_licznika(); odpowiadającą jej w tym wypadku notację TAB[i].Skok_licznika(); Powinniśmy jeszcze przed wywołaniem funkcji sprawdzić, czy znak jest dużą literą alfabetu. W przykładowym programie zrobimy to tak: ... cin >> znak; //Pobranie znaku z klawiatury for(int i = 0; i < 26; i++) { if(i == (znak - 'A')) TAB[i].Skok_licznika(); } ... Dzięki temu wewnętrzny licznik obiektu TAB[2] zostanie powiększony tylko wtedy, gdy znak - 'A' == 2 (znak jest literą C, bo 'C' - 'A' == 2). Można to zapisać skuteczniej. ... cin >> znak; TAB[znak - 'A'].Skok_licznika(); //Inkrementacja licznika ... bądź jeszcze krócej: ... TAB[getch() - 'A'].Skok_licznika(); ... Istnieje tu wszakże niebezpieczeństwo próby odwołania się do nieistniejącego elementu tablicy, przed czym powinniśmy się wystrzegać. W wyniku działania programu otrzymamy zliczoną ilość występowania danej litery w strumieniu znaków wejściowych.

- 301-

[P107.CPP] # include <ctype.h> //prototyp toupper() # include <iostream.h> class Licznik { char moja_litera; int ile; public: void Inicjuj(char); void Skok_licznika(); void Pokazuj(); }; void Licznik::Inicjuj(char z) { moja_litera = z; ile = 0; } void Licznik::Skok_licznika(void) { ile++; } void Licznik::Pokazuj(void) { cout << "Znak " << moja_litera << " wystapil " << ile << " razy" << '\n'; } main() { const MAX = 26; Licznik TAB[MAX]; register int i; /* inicjujemy liczniki: -------------------------------*/ for(i = 0; i < MAX; i++) { TAB[i].Inicjuj('A' + i); } /* pracujemy - zliczamy: -------------------------------*/ cout << "Wpisz ciag zankow zakonczony kropka [.]" << '\n'; for(;;) { char znak; cin >> znak; if(znak == '.') break; for(i = 0; i < MAX; i++) { if(i == (znak - 'A')) TAB[i].Skok_licznika(); }

- 302-

} /* sprawdzamy: ----------------------------------------*/ char sprawdzamy; cout << '\n' << "Podaj znak do sprawdzenia: " << '\n'; cin >> sprawdzamy; cout << "Wyswietlam wyniki zliczania: \n"; TAB[toupper(sprawdzamy) - 'A'].Pokazuj(); return 0; } Jeśli chcielibyśmy zliczyć ilość wszystkich wprowadzonych znaków, powinniśmy zsumować dane pobrane od wielu obiektów. Jeśli dane przechowywane w obiektach mają status danych prywatnych, to dostęp do tych danych może być utrudniony. Do tego momentu dostęp do danych prywatnych obiektu mogliśmy uzyskać tylko posługując się autoryzowaną do tego metodą - własną funkcją wewnętrzną tegoż obiektu. Ale wtedy nie mieliśmy dostępu do danych innych obiektów a tylko do jednego - "własnego" obiektu funkcji. Jeśli zatem chcielibyśmy zsumować zawartości wielu obiektów - liczników, to należy do tego zastosować tzw. funkcję "zaprzyjaźnioną" - friend function. Jeśli deklarując funkcję zastosujemy słowo kluczowe friend, to taka zaprzyjaźniona z klasą funkcja uzyska prawo dostępu do prywatnych elementów danej klasy. Zadeklarujemy taką przykładową zaprzyjaźnioną funkcję o nazwie Suma(). Funkcja będzie pobierać jako parametr ilość obiektów do zsumowania i sumować zawartości wewnętrznych liczników obiektów. const MAX = 26; class Licznik { char moja_litera; int ile; public: void Inicjuj(char); void Skok_licznika(); void Pokazuj(); friend int Suma(int); } TAB[MAX]; Zadeklarowana w taki sposób zaprzyjażniona funkcja ma prawo dostępu do prywatnych elementów wszystkich obiektów klasy Licznik. Typowe zastosowanie funkcji typu friend polega właśnie na dostępie do danych wielu różnych obiektów. Powinniśmy zsumować zawartość pól TAB[i].ile dla wszystkich obiektów (od i = 0 aż do i = MAX). Zwróć uwagę, że definiując funkcję Suma() nie stosujemy powtórnie słowa

- 303-

kluczowego friend. A oto definicja: int Suma(int ilosc_obiektow) { int i, suma = 0; for(i = 0; i < ilosc_obiektow; i++) suma += TAB[i].ile; return (suma); } Dzięki zastosowaniu słowa "friend", funkcja Suma() jest zaprzyjaźniona ze wszystkimi 26 obiektami, ponieważ wszystkie obiekty należą do tej klasy, w której zadeklarowaliśmy funkcję: class ... { ... friend int Suma(...); ... } ... ; Tablica TAB[MAX] złożona z obiektów klasy Licznik została zadeklarowana nazewnątrz funkcji main() ma więc status tablicy GLOBALNEJ. Funkcja Suma() ma dostęp do prywatnych danych wszystkich obiektów, możemy więc zastosować ją w programie w następujący sposób: [P108.CPP] # include <ctype.h> # include <iostream.h> class Licznik { char moja_litera; int ile; public: void Inicjuj(char); void Skok_licznika(); void Pokazuj(); friend int Suma(int); } const MAX = 26; Licznik TAB[MAX]; register int i; main() { /* inicjujemy liczniki: -------------------------------*/ for(i = 0; i < MAX; i++) { TAB[i].Inicjuj('A' + i); }

- 304-

/* pracujemy - zliczamy: -------------------------------*/ cout << "Wpisz ciag zankow zakonczony kropka [.]" << '\n'; for(;;) { char znak; cin >> znak; if(znak == '.') break; for(i = 0; i < MAX; i++) { if(i == (znak - 'A')) TAB[i].Skok_licznika(); } } /* sprawdzamy: ----------------------------------------*/ char sprawdzamy; cout << '\n' << "Podaj znak do sprawdzenia: " << '\n'; cin >> sprawdzamy; cout << "Wyswietlam wyniki zliczania: \n"; TAB[toupper(sprawdzamy) - 'A'].Pokazuj(); cout << "\n Wszystkich liter bylo " << Suma(MAX); return 0; } void Licznik::Inicjuj(char zn) { moja_litera = zn; ile = 0; } void Licznik::Skok_licznika(void) { ile++; } void Licznik::Pokazuj(void) { cout << "Znak " << moja_litera << " wystapil " << ile << " razy" << '\n'; } int Suma(int ilosc_obiektow) { int i, suma = 0; for(i = 0; i < ilosc_obiektow; i++) suma += TAB[i].ile; return (suma); } Tak działa funkcja typu friend. Zwróćmy tu uwagę, że funkcja taka nie jest traktowana dokładnie tak samo, jak metoda wchodząca w skład klasy i obiektu. Metoda, czyli "własna" funkcja obiektu odwołuje się do jego pola (danych) w taki sposób: void Licznik::Skok_licznika(void)

- 305-

{ ile++; //Wiadomo o ktory obiekt chodzi } Funkcja klasy friend odwołuje się do pól obiektów tak: int Suma(int liczba) { ... suma += TAB[i].ile; /* - wymaga dodatkowo wskazania, o który obiekt chodzi - */ } Należy pamiętać, że dla funkcji kategorii friend wszystkie obiekty należące do danej klasy mają status public - są dostępne. O ZAPRZYJAŹNIONYCH KLASACH. W C++ mogą być zaprzyjaźnione ze sobą wzajemnie także klasy. Pozwala to metodom zdefiniowanym wewnątrz jednej z klas na dostęp do prywatnych danych obiektów innych klas. W przypadku zaprzyjaźnionych klas słowem kluczowym friend poprzedzamy nazwę klasy (a nie każdej zaprzyjaźnionej metody z osobna, choć zamierzony skutek właśnie na tym polega). Oto praktyczny przykład zaprzyjaźnionych klas. [P109.CPP] # include <iostream.h> class Data1; //Deklaracja (a nie definicja!) klasy class TEZ_DATA { int dz, rok; public: TEZ_DATA() {} TEZ_DATA(int d, int y) { dz = d; rok = y;} void Pokazuj() {cout << '\n' << rok << '-' << dz;} friend Data1; //"zaprzyjazniona" klasa }; class Data1 //Tu DEFINICJA klasy { int mc, dz, rok; public: Data1(int m, int d, int y) { mc = m; dz = d; rok = y; } operator TEZ_DATA(); }; static int TAB[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; /* ---- funkcja - metoda konwersji - definicja ----------- */

- 306-

Data1::operator TEZ_DATA(void) { TEZ_DATA DT_Obiekt(0, rok); for (int i = 0; i < mc-1; i++) DT_Obiekt.dz += TAB[i]; DT_Obiekt.dz += dz; return DT_Obiekt; } main() { Data1 dt_Obiekt(11,17,89); TEZ_DATA DT_Obiekt; DT_Obiekt = dt_Obiekt; DT_Obiekt.Pokazuj(); return 0; } Zaprzyjaźnione są klasy Data1 i TEZ_DATA. Dzięki temu metody zadeklarowane wewnątrz zaprzyjaźnionej klasy Data1 mają dostęp do prywatnych danych obiektów klasy TEZ_DATA. Ponieważ klasa to nowy formalny typ danych, a obiekt to dane takiego nowego typu, nic nie stoi na przeszkodzie, by obiekty przekazywać do funkcji jako argumenty (tak jak wcześniej obiekty typów typowych - int, float itp.). W C++ mamy jeszcze jedną metodę wymiany danych. Możemy nadać elementom klas i obiektów status static (statyczny). WYMIANA INFORMACJI PRZY POMOCY DANYCH STATYCZNYCH. Jeśli element klasy został zadeklarowany jako element statyczny (przy pomocy słowa kluczowego static), to bez względu na to jak wiele obiektów danej klasy utworzymy, w pamięci będzie istnieć TYLKO JEDEN EGZEMPLARZ (kopia) tego elementu. W przykładowym programie z obiektami-licznikami możemy osiągnąc taki efekt nadając zmiennej ile (stan licznika) status static int ile: class Licznik { char moja_litera; static int ile; ... }; Jeśli utworzymy wiele obiektów takiej klasy, to wszystkie te obiekty będą posługiwać się tą samą (wspólną!) zmienną ile. Dla przykładu, jeśli zechcemy zliczać ile razy w strumieniu danych wejściowych pojawiły się np. znaki 'a' , 'b' i 'c', możemy utworzyć trzy obiekty - liczniki: licznik_a, licznik_b i licznik_c. wszystkie te liczniki będą posługiwać się wspólną zmienną statyczną ile: class Licznik

- 307-

{ public: char moja_litera; static int ile; Licznik(char); //Konstruktor ... }; Do zainicjownia obiektów posłużymy się konstruktorem. Deklaracja obiektu spowoduje automatyczne wywołanie kostruktora i zainicjowanie obiektu w pamięci. Przy okazji przekazujemy obiektom znaki do zliczania. Licznik licznik_a('a'), licznik_b('b'), licznik_c('c'); Jeśli teraz w strumieniu wejściowym pojawi się któraś z interesujących nas liter (a, b, bądź c), zostanie wywołana właściwa wersja metody Skok_licznika(): int main(void) { char litera; ... cin >> litera; ... if(litera == licznik_a.moja_litera) licznik_a.Skok_licznika(); if(litera == licznik_b.moja_litera) licznik_b.Skok_licznika(); ... } Zmienna ile jest zmienną statyczną, więc wsztstkie trzy funkcje dokonają inkrementacji zmiennej znajdującej się pod tym samym fizycznym adresem pamięci. Jeśli dla wszystkich obiektów danej klasy jakaś zmienna oznacza zawartość tego samego adresu pamięci, możemy się odwołać do tej zmiennej również tak: nazwa_klasy::nazwa_zmiennej Ten sposób można jednakże stosować wyłącznie wobec statycznych elementów klasy o statusie danych publicznych. Jeśli są to dane prywatne nie można jeszcze dodatkowo zapominać o hermetyzacji i zasadach dostępu. Jeżeli pole danej klasy jest polem statycznym, możemy do niego odwoływać się na dwa sposoby. Za pośrednictwem obiektów w taki sposób: identyfikator_obiektu.identyfikator_pola A za pośrednictwem nazwy klasy (podobnie jak do zmiennych globalnych), taką metodą: identyfikator_klasy::identyfikator_pola

- 308-

Możemy zmodyfikować program przykładowy posługując się (globalną) zmienną statyczną. Zamiast wszystkich liter będziemy zliczać tylko wystąpienia 'a', 'b' i 'c'. [P110.CPP] # include "ctype.h" # include "iostream.h" class Licznik { public: char moja_litera; static int ile; Licznik(char); //Konstruktor void Skok_licznika(); void Pokazuj(); }; void main() { /* inicjujemy liczniki: -------------------------------*/ Licznik licznik_a('a'), licznik_b('b'), licznik_c('c'); /* pracujemy - zliczamy: -------------------------------*/ cout << "Wpisz ciag zankow zakonczony kropka [.]" << '\n'; for(;;) { char znak; cin >> znak; if(znak == '.') break; if (znak == licznik_a.moja_litera) licznik_a.Skok_licznika(); if (znak == licznik_b.moja_litera) licznik_b.Skok_licznika(); if (znak == licznik_c.moja_litera) licznik_c.Skok_licznika(); } /* sprawdzamy: ----------------------------------------*/ cout << "Wyswietlam wyniki zliczania: \n"; licznik_a.Pokazuj(); licznik_b.Pokazuj(); licznik_c.Pokazuj(); } Licznik::Licznik(char z) { moja_litera = z; ile = 0; } void Licznik::Skok_licznika(void) {

- 309-

ile++; } void Licznik::Pokazuj(void) { cout << "Znak " << moja_litera << " wystapil " << ile << " razy" << '\n'; } Tym razem Twój dialog z programem może wyglądać np. tak: C:\>program Wpisz ciag zankow zakonczony kropka [.] aaa bbb cccc qwertyQWERTYPOLIPOLIpijesz? nie ojojojojoj. Wyswietlam wyniki zliczania: Znak a wystapil 10 razy Znak b wystapil 10 razy Znak c wystapil 10 razy Jak widać, program się myli. Wszystkie funkcje wyświetlają (odwołują się do) zawartości tego samego wspólnego pola. Charakter (status) statyczny możemy nadać również funkcji (metodzie) należącej do danej klasy. Jeśli funkcja otrzyma status static, w pamięci będzie istnieć tylko jeden egzemplarz danej funkcji i do takiej funkcji można będzie odwoływać się podobnie jak do zmiennej statycznej posługując się nazwą obiektu lub nazwą klasy: nazwa_obiektu.Funkcja(...); /* lub */ nazwa_klasy::Funkcja(...); Jeżeli funkcja jest tylko jedna, jej działanie nie zależy od tego ile obiektów danej klasy zostało utworzone i jakie nazwy nadamy tym obiektom. W przykładowym programie powyżej "aż się prosi", by nadać status funkcji statycznej metodzie wyświetlającej wyniki zliczania: class Licznik { ... static void Pokazuj(void); ... } Sprawdzenie, czy wtedy program przestanie "robić błędy" pozostawiamy bardziej dociekliwym Czytelnikom jako zadanie domowe.

- 310-

LEKCJA 31. PRZEKAZANIE OBIEKTÓW JAKO ARGUMENTÓW DO FUNKCJI. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji poznasz sposoby manipulowania obiektami przy pomocy funkcji. Poznasz także trochę dokładniej referencje. ________________________________________________________________ Typowy sposób przekazywania argumentów do funkcji w C++ to przekazanie przez wartość (ang. by value). W przypadku obiektów oznacza to w praktyce przekazanie do funkcji kopii obiektu. Jako przykład zastosujemy program zliczający wystąpienia znaków w strumieniu wejściowym. Zmienimy w tym programie sposób wyprowadzenia wyników. Funkcji Pokazuj() przekażemy jako argument obiekt. Obiekt-licznik zawiera w środku tę informację, której potrzebuje funkcja - ilość zliczonych znaków. Zacznijmy od zdefiniowania klasy. class Licznik { public: char moja_litera; int ile; Licznik(char litera); void Skok_licznika(); }; W programie głównym możemy zastosować konstruktor do zainicjowania obiektu np. tak: main() { Licznik licznik_a('a'); ... Zdefiniujmy funkcję. Obiekt licznik_a będzie argumentem funkcji Pokazuj(). Funkcja powinna wyprowadzić na ekran zawartość pola licznik_a.ile. Deklaracja - prototyp takiej pobierającej obiekt funkcji będzie wyglądać tak: wart_zwracana Nazwa_funkcji(nazwa_klasy nazwa_obiektu); Nazwa klasy spełnia dokładnie taką samą rolę jak każdy inny typ danych. W naszym przypadku będzie to wyglądać tak: void Pokazuj(Licznik obiekt); Ponieważ "obiekt" jest parametrem formalnym i jego nazwa nie jest tu istotna, możemy pominąć ją w prototypie funkcji (w definicji już nie!) i skrócić zapis do postaci: void Pokazuj(Licznik); Funkcja Pokazuj() otrzyma w momencie wywołania jako swój argument kopię obiektu, którą jako argument formalny funkcji nazwaliśmy "obiekt". W naszym programie wywołanie tej funkcji

- 311-

będzie wyglądać tak: Pokazuj(licznik_a); Obiekt "licznik_a" jest tu BIEŻĄCYM ARGUMENTEM FAKTYCZNYM. Typ (tzn. tu: klasa) argumentu faktycznego musi być oczywiście zgodny z zadeklarowanym wcześniej typem argumentu formalnego funkcji. Jeśli funkcja dostała własną kopię obiektu, może odwołać się do elementów tego obiektu w taki sposób: void Pokazuj(Licznik obiekt) { cout << obiekt.ile; } albo np. tak: int Pokazuj(Licznik obiekt) { return (obiekt.ile); } Należy podkreślić, że funkcja Pokazuj() NIE MA DOSTĘPU do oryginalnego obiektu i jego danych. Podobnie jak było to w przypadku przekazania zmiennej do funkcji i tu funkcja ma do dyspozycji WYŁĄCZNIE SWOJĄ "PRYWATNĄ" KOPIĘ obiektu. Funkcja nie może zmienić zawartości pól oryginalnego obiektu. Podobnie, jak w przypadku "zwykłych" zmiennych, jeśli chcemy by funkcja działała na polach oryginalnego obiektu, musimy funkcji przekazać nie kopię obiektu a wskaźnik (pointer) do tego obiektu. Oto program przykładowy w całości: [P110.CPP] //UWAGA: Program moze wymagac modelu wiekszego niz SMALL ! # include "ctype.h" # include "iostream.h" class Licznik { public: char moja_litera; int ile; Licznik(char); void Skok_licznika(); }; /* Prototypy funkcji (dwie wersje): ---------------- */ void Pokazuj1(Licznik);

- 312-

int Pokazuj2(Licznik); void main() { /* inicjujemy licznik: -------------------------------*/ Licznik licznik_a('a'); /* pracujemy - zliczamy: -------------------------------*/ cout << "Wpisz ciag zankow zakonczony kropka [.]" << '\n'; for(;;) { char znak; cin >> znak; if(znak == '.') break; if (znak == licznik_a.moja_litera) licznik_a.Skok_licznika(); } /* sprawdzamy: ----------------------------------------*/ cout << "Wyswietlam wyniki zliczania litery a: \n"; Pokazuj1(licznik_a); cout << '\n' << Pokazuj2(licznik_a); } Licznik::Licznik(char z) { moja_litera = z; ile = 0; } void Licznik::Skok_licznika(void) { ile++; } /* ------------ Definicje funkcji: ---------------- */ void Pokazuj1(Licznik Obiekt) { cout << Obiekt.ile; } int Pokazuj2(Licznik Obiekt) { return (Obiekt.ile); } [!!!]UWAGA: ________________________________________________________________

- 313-

Programy manipulujące obiektami w taki sposób mogą wymagać modelu pamięci większego niż przyjmowany domyślnie model SMALL. Typowy komunikat pojawiający się przy zbyt małym modelu pamięci to: Error 43: Type mismatch in parameter to call to Pokazuj1(Licznik)... (Źły typ argumentu przy wywołaniu funkcji Pokazuj(...)...) Programy obiektowe są z reguły szybke, ale niestety dość "pamięciochłonne". W IDE BORLAND C++ masz do dyspozycji opcję: Options | Compiler | Code generation | Model Dokładniejsze informacje o modelach pamięci znajdziesz w dalszej części książki. ________________________________________________________________ O PROBLEMIE REFERENCJI. Typowy (domyślny) sposób przekazywania argumentów do funkcji w C++ polega na tzw. "przekazaniu przez wartość" i jest inny niż Pascalu, czy Basicu. Ponieważ w polskich warunkach do C/C++ większość adeptów "dojrzewa" po przebrnięciu przez Basic i/lub Pascal, programiści ci obciążeni są już pewnymi nawykami i pewnym schematyzmem myślenia, który do C++ niestety nie da się zastosować i jest powodem wielu pomyłek. To, co w Basicu wygląda zrozumiale (uwaga, tu właśnie pojawia się automatyzm myślenia): PRINT X REM Wyprowadź bieżącą wartość zmiennej X INPUT X REM Pobierz wartość zmiennej X a w Pascalu: writeln(X); { Wyprowadź bieżacą wartość zmiennej X } readln(X); { Pobierz wartość zmiennej X } przyjmuje w C/C++ formę zapisu wyraźnie dualnego: printf("%d", X); //Wyprowadź wartość zmiennej X scanf("%d", &X); //Pobierz wartość zmiennej X Na czym polega różnica? Jeśli odrzucimy na chwilę automatyzm i zastanowimy się nad tą sytuacją, zauważymy, że w pierwszym przypadku (wyprowadzanie istniejących już danych - PRINT, wrilteln, printf()) w celu poprawnego działania funkcji powinniśmy przekazać jej BIEŻĄCĄ WARTOŚĆ ARGUMENTU X (adres zmiennej w pamięci nie jest funkcji potrzebny). Dla Basica, Pascala i C++ bieżąca wartość zmiennej kojarzoana jest z jej identyfikatorem - tu: "X". W drugim jednakże przypadku (pobranie danych i umieszczenie ich pod właściwym adresem pamięci) jest

- 314-

inaczej. Funkcji zupełnie nie interesuje bieżąca wartść zmiennej X, jest jej natomiast do poprawnego działania potrzebny adres zarezerwowany dla zmiennej X w pamięci. Ale tu okazuje się, że Basic i Pascal postępują dokładnie tak samo, jak poprzednio: INPUT X i read(X); Oznacza to, że X nie oznacza dla Pascala i Basica bieżącej wartości zmiennej, lecz oznacza (DOMYŚLNIE) przekazanie do funkcji adresu zmiennej X w pamięci. Funkcje oczywiście "wiedzą", co dostały i dalej już one same manipulują danymi we właściwy sposób. W C++ jest inaczej. Zapis: Funkcja(X); oznacza w praktyce, że zostaną wykonane następujące operacje: * spod adresu pamięci przeznaczonego dla zmiennej X zostanie (zgodnie z zadeklarowanym formatem) odczytana bieżąca wartość zmiennej X; * wartość X zostanie zapisana na stos (PUSH X); * zostanie wywołana funkcja Funkcja(); * Funkcja() pobierze sobie wartość argumentu ze stosu (zgodnie z formatem zadeklarowanym w prototypie Funkcji()). * Funkcja() zadziała zgodnie ze swoją definicją i jeśli ma coś do pozostawienia (np. return (wynik); ) pozostawi wynik. Jak widać: * funkcja "nie wie", gdzie w pamięci umieszczony był przekazany jej argument; * funkcja komunikuje się "ze światem zewnętrznym" (czyli własnym programem, bądź funkcją wyższego rzędu - wywołującą) tylko za pośrednictwem stosu; * funkcja dostaje swoją "kopię" argumentu z którym działa; * funkcja nie ma wpływu na "oryginał" argumentu, który pozostaje bez zmian. REFERENCJA - CO TO TAKIEGO ? Zastanówmy się, czym właściwie jest referencja zmiennej w C++. Pewne jest, że jest to alternatywny sposób odwołania się do zmiennej. Zacznijmy od trywialnego przykładu odwołania się do tej samej zmiennej mającej swoją właściwą nazwę "zmienna" i referencję "ksywa". # include "iostream.h" main()

- 315-

{ int zmienna; int& ksywa; ... Aby "ksywa" oznaczała tę samą zmienną, referencję należy zainicjować: int& ksywa = zmienna; Zainicjujemy naszą zmienną "zmienna" i będziemy robić z nią cokolwiek (np. inkrementować). Równocześnie będziemy sprawdzać, czy odwołania do zmiennej przy pomocy nazwy i referencji będą pozostawać równoważne. [P111.CPP] /* UWAGA: Program moze potrzebowac modelu wiekszego niz domyslnie ustawiany MODEL SMALL */ # include "iostream.h" main() { int zmienna = 6666; int& ksywa = zmienna; cout << '\n' << "Zmienna" << " Ksywa"; cout << '\n' << zmienna << '\t' << ksywa; for (register int i = 0; i < 5; i++, zmienna += 100) cout << '\n' << zmienna << '\t' << ksywa; return 0; } Dialog (a właściwie monolog) powinien wyglądać tak: C:\>program Zmienna Ksywa 6666 6666 6666 6666 6766 6766 6866 6866 6966 6966 7066 7066 Referencje i wskaźniki można stosować a C++ niemal wymiennie (dokładniej - nie jest to wymienność wprost, a uzupełnianie na zasadzie odwrotności-komplementarności). [!!!] TO NIE WSZYSTKO JEDNO!. ________________________________________________________________ Mogłoby się wydawać, że operator adresowy & zyskał dwa RÓŻNE

- 316-

zastosowania: określenie adresu w pamęci oraz tworzenie wskazania. Aby rozróżnić te dwie sytuacje zwróć uwagę na "gramatykę" zapisu. Jeśli identyfikator zminnej jest poprzedzony określeniem typu zminnej: int &zmienna; /* lub */ int &zmienna = ... ; to zmienną nazywamy "zmienną referencyjną". Jeśli natomiast identyfikator nie został poprzedzony określeniem typu: p = &zmienna; to mówimy wtedy o adresie zmiennej. Przekazanie argumentu do funkcji poprzez referencję jest w istocie zbliżone do przekazania wskaźnika do argumentu. Zwróć uwagę, że przekazanie wskaźnika do obiektu może zwykle odbyć się szybciej niż sporządzenie kopii obiektu i przekazanie tej kopii do funkcji. Zastosowanie w deklaracji funkcji operatora adresowego & pozwala nam stosować syntaktykę zapisu taką "jak zwykle" - przy przekazaniu przez wartość. Jeśli nie chcemy ryzykować zmian wprowadzonych do oryginalnego parametru przekazanego funkcji poprzez wskazanie, możemy zadeklarować oryginalny parametr jako stałą (kompilator "dopilnuje" i uniemożliwi zmianę wartości): nazwa_funkcji(const &nazwa_obiektu); ________________________________________________________________ Poprosimy C++ by pokazał nam konkretne fizyczne adresy skojarzone z identyfikatorami "zmienna" i "ksywa". Operator & oznacza dla C++ &X --> adres w pamięci zmiennej X [P112.CPP] /* UWAGA: Program moze potrzebowac modelu wiekszego niz domyslnie ustawiany MODEL SMALL */ # include "iostream.h" main() { int zmienna = 6666; int& ksywa = zmienna; cout << "Zmienna (ADR-hex) Ksywa (ADR-hex): \n\n"; cout << hex << &zmienna << "\t\t" << &ksywa; return 0; } Monolog programu powinien wyglądać tak:

- 317-

Zmienna (ADR-hex) Ksywa (ADR-hex): 0x287efff4 0x287efff4 Fizyczny adres pamięci, który "kojarzy się" C++ ze zmienną i ksywą jest identyczny. Referencja nie oznacza zatem ani sporządzania dodatkowej kopii zmiennej, ani wskazania do zmiennej w rozumieniu wskaźnika (pointer). Jest to inna metoda odwołania się do tej samej pojedynczej zmiennej.

- 318-

LEKCJA 32. WSKAŹNIKI DO OBIEKTÓW. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak posługiwać się obiektami za pośrednictwem wskaźników. ________________________________________________________________ Wskaźniki do obiektów funkcjonują podobnie jak wskaźniki do struktur. Operator -> pozwala na dostęp zarówno do danych jak i do funkcji. Dla przykładu wykorzystamy obiekt naszej prywatnej klasy Licznik. class Licznik { public: char moja_litera; int ile; Licznik(char znak) { moja_litera = z; ile = 0; } void Skok_licznika(void) { ile++; } }; Aby w programie można było odwołać się do obiektu nie poprzez nazwę a przy pomocy wskaźnika, zadeklarujemy wskaźnik do obiektów klasy Licznik: Licznik *p; Wskaźnik w programie możemy zastosować np. tak: p->Skok_licznika(); (czytaj: Wywołaj metodę "Skok_licznika()" w stosunku do obiektu wskazywanego w danym momencie przez wskaźnik p) Trzeba pamiętać, że sama deklaracja w przypadku referencji i wskaźników nie wystarcza. Przed użyciem należy jeszcze zainicjować wskaźnik w taki sposób, by wskazywał na nasz obiekt-licznik. Wskaźnik do obiektu inicjujemy w taki sam sposób jak każdy inny pointer: p = &Obiekt; Możemy przystąpić do utworzenia programu przykładowego. [P119.CPP] # include "ctype.h" # include "iostream.h" class Licznik { public: char moja_litera; int ile; Licznik(char z) { moja_litera = z; ile = 0; }

- 319-

void Skok_licznika(void) { ile++; } }; void main() { char znak; cout << "\nPodaj litere do zliczania: "; cin >> znak; Licznik Obiekt1(znak), Obiekt2('a'), *p1, *p2; p1 = &Obiekt1; p2 = &Obiekt2; cout << "\n Wpisz ciag znakow"; cout << "zakonczony kropka [.] i [Enter] \n"; for(;;) { cin >> znak; if(znak == '.') break; if(znak == p1->moja_litera) p1->Skok_licznika(); if(znak == p2->moja_litera) p2->Skok_licznika(); } cout << "\nBylo " << p1->ile; cout << " liter: " << p1->moja_litera; p1 = p2; cout << "\nBylo " << p1->ile; cout << " liter: " << p1->moja_litera; } Możemy oczywiście np. stosować przypisanie, inkrementować i dekrementować pointer oraz realizować arytmetykę na wskaźnikach dokładnie tak samo, jak w przypadku innych zmiennych. this - WSKAŹNIK SPECJALNY. Poświęcimy teraz chwilę uwagi pewnemu specjalnemu wskaźnikowi. Specjalnemu (i ważnemu) na tyle, że aż "dorobił się" w C++ własnego słowa kluczowego "this". Każdej funkcji - metodzie zadeklarowanej wewnątrz klasy zostaje w momencie wywołania w niejawny sposób (ang. implicitly) przekazany wskaźnik do obiektu (w stosunku do którego funkcja ma zadziałać). Pointer wskazuje funkcji w pamięci ten obiekt, którego członkiem jest dana funkcja. Bez istnienia takiego właśnie wskaźnika nie moglibyśmy stosować spokojnie funkcji, nie moglibyśmy odwoływać się do pola obiektu, gdybyśmy nie wiedzieli jednoznacznie, o który obiekt chodzi. Program posługuje się automatycznie niejawnym wskaźnikiem do obiektu (ang. implicit pointer). Możemy wykorzystać ten istniejący, choć do tej pory nie widoczny dla nas pointer posługując się słowem kluczowym this (ten). This pointer wskazuje na obiekt, do którego należy funkcja. Korzystając z tego wskaźnika funkcja może bez cienia

- 320-

wątpliwości zidentyfikować właśnie ten obiekt, z którym pracuje a nie obiekt przypadkowy. [!!!] FUNKCJE KATEGORII static NIE OTRZYMUJĄ POINTERA this. Należy pamiętać, że wskaźnik this istnieje wyłącznie podczas wykonywania metod (ang. class member function execution), za wyjątkiem funkcji statycznych. Jeśli w programie zadeklarujemy klasę Klasa: class Klasa { int dane; ... } a wewnątrz tej klasy metodę Pokazuj(): class Klasa { int dane; public: void Pokazuj(); ... } void Klasa::Pokazuj(void) { cout << dane; } To zdefiniowanie funkcji Pokazuj() z zastosowaniem pointera this i notacji wskaźnikowej (p->), jak poniżej, będzie równoważne: void Klasa::Pokazuj(void) { cout << this->dane; } Przypomnijmy, że taka notacja wskaźnikowa oznacza: "Wyprowadź zawartość pola "dane" obiektu, na który wskazuje wskaźnik" (ponieważ jest to wskaźnik this, więc chodzi o własny obiekt).

- 321-

LEKCJA 33. OVERLOADING OPERATORÓW. ________________________________________________________________ Podczas tej lekcji poznasz możliwości dostosowania operatorów C++ do własnego "widzimisię" i do potrzeb własnych obiektów. ________________________________________________________________ Niemal od początku niniejszej książki korzystamy z operatorów poddanych overloadingowi. Są to operatory << i >> , które pierwotnie wykonywały bitowe przesunięcie w lewo i w prawo. Owerloading tych operatorów "załatwił" za nas producent (Borland, Microsoft, czy inny). Jak widzisz, nie powoduje to w dalszym użytkowaniu tych operatorów żadnych zauważalnych komplikacji, a często ułatwia tworzenie programów. Zwróć uwagę, że overloading operatorów (jak i definicje klas) może znajdować się w dołączonych plikach nagłówkowych i po jednorazowym wykonaniu może być "niewidoczny" dla programistów tworzących programy aplikacyjne. Jeśli projektujemy (definiujemy) nową klasę, dodajemy do C++ nowy, lecz pełnoprawny typ danych. Autorzy C++ nie byli w stanie przewidzieć jakie klasy i jakie obiekty mogą wymyślić kolejne pokolenia programistów w ramach swojej radosnej twórczości. Wprowadzili zatem do C++ jasne i jednoznaczne algorytmy postępowania z typami "typowymi". C++ doskonale wie jak dodawać, mnożyć, czy odejmować np. liczby int, long, float itp., nie wie jednak jak dodać do siebie obiekty klas CString (CString = Class String = klasa "łańcuch znaków"), TOdcinek (to taki kawałek prostej) itp.. A przecież miło byłoby, gdyby rozbudować działanie operatorów tak, by było możliwe ich typowe zastosowanie w stosunku do naszych własnych, "nietypowych" obiektów: int x, y; int z = x + y; //To operator + załatwia sam float x, y; float z = x + y; Zanim jednak stanie się możliwe postępowanie takie: class CString x, y, z; z = x + y; class Nasza_Klasa obiekt1, obiekt2, obiekt3; obiekt3 = obiekt1 + obiekt2; itp., itd. ... musimy "uzupełnić" C++ i "wyjaśnić" operatorom, co właściwie ma w praktyce oznaczać operacja obiekt1 = obiekt2 + obiekt3; . Jest wyczuwalne intuicyjnie, że działanie operatorów w stosunku do różnych obiektów może być różne. Dla przykładu - wiesz zapewne, że inaczej wygląda algorytm mnożenia liczb zespolonych, a inaczej liczb całkowitych rzeczywistych. Dlatego też wykonanie

- 322-

operacji mnożenia wymaga od operatora * podjęcia różnych działań: class Liczba_zespolona x, y, z; z = x * y; int x, y, z; z = x * y; Czasem może się zdarzyć, że dla dwu różnych klas działanie jakiegoś operatora jest identyczne, częściej jednak (i tak należy się spodziewać) działanie operatora dla każdej klasy będzie odrębne i unikalne. Pójdźmy w tym rozumowaniu o krok dalej. Skoro rozszerzenie obszaru zastosowań jakiegoś operatora na obiekty nowej (nieznanej wcześniej klasy) wymaga zdefiniowania nowego algorytmu działania operatora, C++ będzie potrzebował do tego celu specjalnych środków, które powinny być łatwo rozpoznawalne. Do opisu algorytmów służą generalnie w C++ funkcje i tu Autorzy nie wprowadzili wyjątku. Zastrzegli jednak dla tych specjalnych funkcji specjalną nazwę: operator ...(); I tak funkcja precyzująca nowy algorytm dodawania (nowy sposób działania operatora + ) będzie się nazywać: operator+(); a np. funkcja określająca nowy algorytm mnożenia (nowy sposób działania operatora * ) będzie się nazywać: operator*(); Spróbujmy zastosować taką filozofię w praktyce programowania. [!!!] NIESTETY NIE WSZYSTKIE OPERATORY MOŻNA ROZBUDOWAĆ. ________________________________________________________________ Są w C++ operatory, których nie możemy poddać overloadingowi. Są to: . :: .* ?: . operator kropki umożliwia dostęp do pól struktur i obiektów; :: operator "widoczności-przesłaniania" (ang. scope); .* wskazanie członka klasy (ang. pointer-to-member); ?: operator warunkowy. ________________________________________________________________ Wszystkie pozostałe operatory możemy poddać overloadingowi i przypisywać im potrzebne nam działanie. OVERLOADING OPERATORA [+] (DWUARGUMENTOWEGO).

- 323-

Zaczniemy od operatora + należącego do grupy "dwuargumentowych operatorów arytmetycznych" (ang. binary arithmetic operator). Zwracamy tu już na początku rozważań uwagę na przynależność operatora do określonej grupy, ponieważ overloading różnych opertorów należących do tej samej grupy przebiega podobnie. Ponieważ znak + może być także operatorem jednoargumentowym (ang. unary plus, o czym za chwilę), podkreślamy, że tym razem chodzi o plus jako operator dodawania. Overloading operatora przeprowadzimy w stosunku do obiektów prostej, znanej Ci już z poprzednich przykładów klasy Data, którą (w celu upodobnienia się do maniery stosowanej w Windows i bibliotekach klas) nazwiemy tym razem CData. "Namówimy" operator + do przeprowadzenia operacji na obiektach (dokładniej na polach obiektów): CData nowadata = staradata + 7; // W tydzien pozniej Operator + musi oczywiście "wiedzieć", na którym polu obiekty klasy CData przechowują liczbę dni i jak związane są (logicznie) pola obiektu dz, mc, rok. Jest rzeczą zrozumiałą, że samo dodanie dni do pola dz może nie wystarczyć, ponieważ data 37.11.93 jest niedopuszczalna. Jeśli staradata jest obiektem klasy CData z zawartymi wewnątrz danymi, to w wyniku działania "nowego" operatora + powinien powstać obiekt nowadata klasy CData, którego pola zostaną w sensowny sposób powiększone o dodaną liczbę dni. Rozważ działanie programu (najlepiej skompiluj i uruchom). [P120.CPP] /* Overloading operatora dwuargumentowego + */ # include <iostream.h> class CData { int dz, mc, rok; public: CData() {} //Konstruktor domyslny (pusty) CData(int d, int m, int y) { mc = m; dz = d; rok = y; } void Pokazuj() { cout << dz << '.' << mc << '.' << rok; } CData operator+(int); //TU! overloading operatora + }; static int TAB[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; /* Definicja funkcji operatorowej: ------------------------ */ CData CData::operator+(int n) { CData kopia_obiektu = *this; n += kopia_obiektu.dz; while (n > TAB[kopia_obiektu.mc-1])

- 324-

{ n -= TAB[kopia_obiektu.mc-1]; if (++kopia_obiektu.mc == 13) { kopia_obiektu.mc = 1; kopia_obiektu.rok++; } } kopia_obiektu.dz = n; return (kopia_obiektu); } main() { CData staradata(31, 1, 94); //Kostruktor z argumentami CData nowadata; //Pusty konstruktor cout << "\n Stara data: "; staradata.Pokazuj(); cout << "\n Podaj ile minelo dni --> "; int n; cin >> n; nowadata = staradata + n; cout << "\n Jest zatem --> "; nowadata.Pokazuj(); return 0; } Do tej pory do danych prywatnych obiektu mogliśmy sięgnąć wyłącznie przy pomocy zdefiniowanej wewnątrz klasy funkcji-metody. Metodą umożliwiającą nam dostęp do prywatnych danych obiektu jest tu zadeklarowana wewnątrz klasy (a więc mająca "status prawny" metody) funkcja operatorowa. Przyjrzyjmy się tej funkcji dokładniej: CData CData::operator+(int n) { CData kopia_obiektu = *this; ... return (kopia_obiektu); } Funkcja * została zdefiniowana dla obiektów klasy CData (z innymi postępować nie potrafi); Jeśli operator + zostanie umieszczony pomiędzy obiektem klasy CData, a liczbą typu int: .... staradata + n; * funkcja pobiera liczbę n jako argument (jawnie); * funkcja pobiera obiekt klasy CData jako swój drugi argument (niejawnie, dzięki pointerowi this); * funkcja zwróci obiekt klasy CData (ze zmodyfikowanym polem); Nowy obiekt zwrócony przez funkcję zostanie przypisany nowadata = ... ; // <-- return(kopia_obiektu); W prawym polu operatora (operator jest dwuargumentowy, ma więc swoje lewe i prawe pole) może pojawić także stała. Operacja:

- 325-

nowadata = staradata + 14; zostanie wykonana poprawnie. Ale to nie wszystko. Jeśli wystąpi układ odwrotny - np.: nowadata = 14 + staradata; nasz operator "zgłupieje". Doszedłszy do operatora + C++ "nie będzie jeszcze wiedział" (analizuje wyrażenia arytmetyczne od lewej do prawej), KTÓRY obiekt wystąpi za chwilę. Jedno jest pewne, nie zawsze musi być to "własny" obiekt funkcji, do którego mamy pointer this. Aby uzyskać jednoznaczność sytuacji, funkcja operatorowa powinna tu w jawny sposób pobierać przed zadziałaniem dwa argumenty: CData operator+(int n, CData obiekt); aby działanie: CData obiekt_wynik; obiekt_wynik = n + obiekt; stało się wykonalne. Pojawia się tu wszakże pewien problem. Wskaźnik this wskazuje własny obiekt funkcji-metody, a tym razem funkcja potrzebuje dostępu nie do pola własnego obiektu, lecz do pola "obcego" obiektu przekazanego jej jako argument. Ale w C++ możemy: * zdefiniować dwie (i więcej) funkcji o tej samej nazwie (każda na inną ewentualność); * możemy nadać funkcji status friend (wtedy nie będąc metodą też uzyska dostęp do danych obiektu). Definicja naszej klasy CData zawierająca deklaracje dwu funkcji operatorowych operator+() różniących się zastosowaniem i (po czym rozpozna je C++) liczbą argumentów, będzie wyglądać tak: class CData { int dz, mc, rok; public: CData() {} CData(int d, int m, int y) { mc = m; dz = d; rok = y; } void Pokazuj() { cout << dz << '.' << mc << '.' << rok; } /* Dwie funkcje operatorowe: ------------------------------ */ CData operator+(int); friend CData operator+(int, CData&); }; Zastosowaliśmy zamiast kopii obiektu bezpośrednio przekazywanej funkcji - referencję do obiektu klasy CData - CData&. Klasa

- 326-

zawiera: * prywatne dane; * dwa konstruktory; * własną metodę - funkcję operatorową operator+(); * deklarację zaprzyjaźnionej z klasą funkcji kategorii friend (choć jest to funkcja o tej samej nazwie, jej status i uprawnienia są nieco inne). [!!!] NIE WSZYSTKO, CO WEWNĄTRZ JEST METODĄ. ________________________________________________________________ Nawet, jeśli wewnątrz definicji klasy zdefiniujemy w pełni funkcję (nadając jej status inline), nie stanie się ona metodą! Słowo kluczowe friend określa status funkcji jednoznacznie, bez względu na to, w którym miejscu w tekście programu umieścimy definicję ciała funkcji. ________________________________________________________________ W zasadzie ciało funkcji jest na tyle proste (wymagamy od niej tylko zwrotu obiektu ze zmodyfikowanym polem danych), że możemy skorzystać z rozbudowanego wcześniej operatora + i całe ciało zdefiniować tak: class CData { int dz, mc, rok; public: ... CData operator+(int); friend CData operator+(int n, CData& x) { return (x + n); } }; Jeśli w operacji dodawania argumenty zastosujemy we wcześniejszej kolejności: return (obiekt + liczba); to zostanie tu wykorzystany operator + rozbudowany poprzednio przez metodę CData::operator+(int). Program w całości może zatem wyglądać tak: [P121.CPP] # include "iostream.h" class CData { int dz, mc, rok; public: CData() {} CData(int d, int m, int y) { mc = m; dz = d; rok = y; } void Pokazuj() { cout << dz << '.' << mc << '.' << rok; } CData operator+(int); friend CData operator+(int n, CData& x) { return (x + n); } };

- 327-

static int TAB[] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; CData CData::operator+(int n) { CData kopia_obiektu = *this; n += kopia_obiektu.dz; while (n > TAB[kopia_obiektu.mc-1]) { n -= TAB[kopia_obiektu.mc-1]; if (++kopia_obiektu.mc == 13) { kopia_obiektu.mc = 1; kopia_obiektu.rok++; } } kopia_obiektu.dz = n; return (kopia_obiektu); } main() { CData staradata(31, 1, 94); //Kostruktor z argumentami CData nowadata, jeszczejednadata; cout << "\n Stara data: "; staradata.Pokazuj(); cout << "\n Podaj ile minelo dni --> "; int n; cin >> n; nowadata = staradata + n; cout << "\n Jest zatem --> "; nowadata.Pokazuj(); cout << "\n Testuje nowy operator: "; jeszczejednadata = (1+n) + staradata; jeszczejednadata.Pokazuj(); return 0; } Operator + w obu sytuacjach działa poprawnie. Być może wpadłeś na pomysł, że operator - (minus) też mamy już z głowy. Niby tak, ale tylko w takim zakresie, w jakim nasza funkcja operatorowa poprawnie będzie obsługiwać ujemne liczby dni. Jeśli zechcesz podać ujemną liczbę dni (zmuszając funkcję do odejmowania zamiast dodawania), twój dialog z programem będzie wyglądał np. tak: C:\>program Stara data: 31.1.94 Podaj ile minelo dni --> -10 Jest zatem --> 21.1.94 Testuje nowy operator: 22.1.94 lub tak: C:\>program Stara data: 31.1.94 Podaj ile minelo dni --> -150

- 328-

Jest zatem --> -119.1.94 Testuje nowy operator: -118.1.94 Funkcja operatorowa została napisana w taki sposób, że po przekroczeniu wartości -31 program będzie wypisywał bzdury. Jako zadanie domowe - spróbuj zmodyfikować algorytm w taki sposób, by rozszerzyć zakres poprawnych wartości. [!!!] Możesz dodawać obiekty minusem. ________________________________________________________________ * Należy tu zwrócić uwagę, że dodawanie obiektów może wykonywać nie tylko i nie koniecznie operator + . Jeśli zechcesz, możesz do tego celu zastosować dowolnie wybrany operator (np. -, * itp.). W celu ułatwienia zrozumienia zapisu (i tylko dlatego) większość programistów rozbudowuje działanie operatorów zgodnie z ich pierwotnym zastosowaniem. * DOWOLNOŚĆ, ALE NIE PEŁNA! O tyle, o ile działanie operatora może być zmienione, to ilość argumentów potrzebnych operatorowi pozostaje w C++ "sztywna" (patrz przykład z n!). ________________________________________________________________ W bardzo podobny sposób możesz rozbudowywać inne arytmetyczne operatory dwuargumentowe (*, /, -, itp.) w stosunku także do innych klas. OVERLOADING OPERATORÓW JEDNOARGUMENTOWYCH ++ I -- . Typowe operatory jednoargumentowe to ++ i --. Jako przykładem posłużymy się problemem zlicznia znaków pobieranych ze strumienia wejściowego. Zaczniemy od redefinicji postinkrementacji licznika. Musimy zastosować funkcję operatorową. Funkcja, chcąc operować na obiektach musi w stosunku do tych obiektów posiadać status friend, lub być metodą. Prototyp funkcji operatorowej potrzebnej do wykonania overloadingu operatora jednoargumentowego ++ wygląda w postaci ogólnej tak: typ_zwracany nazwa_klasy::operator++(lista argumentów); Funkcje operatorowe zwracają zwykle wartość zgodną co do typu z typem obiektów z którymi współpracują. Jeśli identyfikatory b, c i d reprezentują obiekty, nic nie stoi na przeszkodzie, by stał się możliwy zapis: class Klasa { ... } x, y, z; ...

- 329-

z = x + y; Dodajemy dwa obiekty x i y tego samego typu (tej samej klasy), a wynik przypisujemy obiektowi z, który także jest obiektem tego samego typu. Jeśli możnaby jeszcze zastosować operator przypisania tak: z = q = x + y; operator przypisania = zwracałby nam w efekcie obiekt tego samego typu. Funkcje operatorowe muszą przestrzegać tych samych zasad, które obowiązują wyrażenia: typ argumentów x, y, z, q, ... powinien być zgodny, rezultat operacji (x + y) powinien być obiektem tego samego typu, co obiekty x, y, z, q. Dokonując overloadingu operatorów powinniśmy precyzyjnie określić typ wartości zwracanej w wyniku działania operatora. Stosowaną poprzednio do inkrementacji liczników metodę Skok_licznika() zastąpimy w definicji klasy funkcją operatorową: class Licznik { public: char moja_litera; int ile; Licznik(char); Licznik operator++(); }; Powinniśmy teraz zdefiniować funkcję operatorową. Ponieważ pole obiektu, które zamierzamy inkrementować nazywa się: obiekt.ile // Licznik::ile; funkcja powinna zadziałać tak: Licznik Licznik::operator++(void) { this->ile++; return (*this); } Przetłumaczmy tę notację na "ludzki język". Funkcja operatorowa: * nie pobiera żadnych jawnych argumentów (void); * jest metodą, zatem w momencie wywołania otrzymuje w niejawny sposób wskaźnik *this do "własnego" obiektu; * posługując się wsakźnikiem this inkrementuje zawartość pola int ile własnego obiektu; * zwraca obiekt (zmodyfikowany) klasy Licznik (tj. dokładniej - zwraca wskaźnik this do własnego-zmodyfikowanego obiektu.

- 330-

Ponieważ funkcja operatorowa jest metodą zadeklarowaną wewnątrz klasy, bez problemu uzyska dostęp do wewnętrznych pól obiektów tej klasy i wykona inkrementację licznika. Możemy zatem zastosować wyrażenie typu: Licznik licznik_a; licznik_a++; Funkcja jest metodą wraz ze wszystkimi właściwymi metodom przywilejami. Zapis możemy zatem uprościć do postaci: Licznik Licznik::operator++(void) { ile++; return (*this); } a tak skrócone ciało funkcji umieścić w definicji klasy obok definicji konstruktora: class Licznik { public: char moja_litera; int ile; Licznik(char z) { ile = 0; moja_litera = z; } Licznik operator++() { ile++; return (this); } }; Aby nie zaciemniać obrazu, przy pomocy licznika będziemy tym razem zliczać wszystkie znaki za wyjątkiem kropki. Ponieważ licznik nie będzie miał swojej ulubionej litery, możemy zastosować pusty konstruktor. [P121.CPP] /* --------------------- POST - inkrementacja ----------- */ # include "iostream.h" class Licznik { public: int ile; Licznik() { ile = 0;} Licznik operator++() { ile++; return (*this); } } obiekt; void main() { cout << "\n Wpisz kilka znakow: "; char znak; for(;;) { cin >> znak; if(znak == '.') break; obiekt++; }

- 331-

cout << "\n Wpisales " << obiekt.ile << " znakow"; } Podobnie jak wcześniej, preinkrementacja i postinkrementacja wymagają odrębnego overloadingu. Dokładnie rzecz ujmując, zgodnie ze standardem ANSI C, odrębny overloading nie jest już niezbędny, wykorzystamy to jednak jako pretekst do wykonania go dwiema różnymi technikami. Ponieważ logika jest bardzo podobna, pomijamy tu (chyba już zbędny) komemtarz. Dla ułatwienia Ci porównania, zestawiliśmy obok siebie różne funkcje operatorowe napisane różnymi technikami (notacja wskaźnikowa i referencyjna). [P122.CPP] /* -------- PRE - inkrementacja ------------------------- */ # include "iostream.h" class Licznik { public: int ile; Licznik() { ile = 0;} Licznik operator+(int n = 1) { this->ile += n; return (*this); } Licznik friend operator++(Licznik& x) { x + 1; return (x); } } obiekt; void main() { cout << "\n Wpisz kilka znakow: "; char znak; for(;;) { cin >> znak; if(znak == '.') break; ++obiekt; } cout << "\n Wpisales " << obiekt.ile << " znakow"; cout << "\n I dodamy jeszcze sto! --> "; obiekt + 100; cout << obiekt.ile; } Poniżej inny przykład tego samego overloadingu odnośnie tej samej klasy Licznik (w trochę inny sposób). [P123.CPP] # include "conio.h" # include "iostream.h"

- 332-

class Licznik { public: char moja_litera; int ile; Licznik() { ile = 0; } //Pusty konstruktor Licznik(char); Licznik operator++(); //Funkcja pre/post-inkrementacji Licznik operator--(); //Funkcja pre/post-dekrementacji }; Licznik::Licznik(char z) { moja_litera = z; ile = 10; } Licznik Licznik::operator++(void) { ile++; return *this; } Licznik Licznik::operator--(void) { ile--; return *this; } void main() { Licznik obiekt1('A'), obiekt2; //obiekt2 - "pusty" cout << "\n Wpisz napis z max. 10 literami [A]: \n "; for(;;) { char litera = getch(); cout << litera; if(obiekt1.ile == 0) break; if(litera == obiekt1.moja_litera) obiekt1--; ++obiekt2; //Ten zlicza wszystkie znaki //metoda PRE - inkrementacji if(obiekt2.ile > 30) cout << "\n NIE PRZESADZAJ \n"; } cout << "\n Koniec: " << obiekt1.ile; cout << " liter " << obiekt1.moja_litera; cout << "\n Wszystkich znakow bylo: " << obiekt2.ile; } Overloading "siostrzanych" operatorów ++ i -- jest bliźniaczo podobny. OVERLOADING OPERATORA ! Z matematyki jesteśmy przyzwyczajenu do zapisu silni n! i wydawałoby się, że mając w C++ do dyspozycji operator ! nie powinniśmy mieć z tym zadaniem najmniejszego kłopotu. Operując znaną Ci klasą Liczba i wyposażając program w funkcję operatorową możemy załatwić ten problem np. tak: [P124.CPP] # include <iostream.h> class Liczba

- 333-

{ public: long wartosc; Liczba(int x) { wartosc = (long) x; } friend void operator!(Liczba&); }; void operator!(Liczba& obiekt) { long wynik = 1; for(int i = 1; i <= obiekt.wartosc; i++) { wynik *= i; } cout << '\n' << wynik; } int x; main() { for(int k = 0; k < 5; k++) { cout << "\n Podaj liczbe --> "; cin >> x; Liczba a(x); cout << "\n Silnia wynosi: "; !a; } return 0; } Program działa, wyniki kolejnych kilku silni są poprawne. Gdy jednak spróbujemy zastosować operator ! zgodnie z tradycyjnym matematycznym zapisem: a!; okaże się, że C++ zacznie mieć wątpliwości. Komunikaty o błędzie spowodują wątpliwości kompilatora, czy chodzi nam o operator "!=", w którym zapomnięliśmy znaku "=". Jeśli w funkcji operatorowej spróbujemy zmienić operator ! na != , a zapis w programie: z !a; na a!=a; C++ zarząda dwuargumentowej funkcji operatorowej (bo taki operator jest tradycyjnie dwuargumentowy). Możemy oczywiście próbować oszukać C++ przy pomocy argumentu pozornego. Jeśli podamy w funkcji operatorowej dwa argumenty void operator!=(Liczba& obiekt1, Liczba& obiekt2) { long wynik = 1; for(int i = 1; i <= obiekt.wartosc; i++) { wynik *= i; }

- 334-

cout << '\n' << wynik; } program uda się skompilować i kod wynikowy będzie działał poprawnie, C++ zaprotestuje jedynie przy pomocy ostrzeżenia Warning: obiekt2 is never used... Chcąc uniknąć ostrzeżeń należy użyć argument pozorny w dowolny sposób. Zwracamy na to uwagę, ponieważ C++ jest pedantem i: [!!!] DZIAŁANIE OPERATORÓW MOŻE BYĆ DALECE DOWOLNE, ALE LICZBA ARGUMENTÓW MUSI POZOSTAĆ ZGODNA Z "TRADYCJAMI" C++. Stosowanie podczas overloadingu operatorów argumentów pozornych jest techniką często stosowaną przez programistów. Aby wykazać, że korzystanie z gotowych "fabrycznych" zasobów ułatwia życie programiście czasami w zaskakująco skuteczny sposób, przytoczę przykładowy program, który posługując się "fabryczną" klasą ofstream (obiekty - strumień danych do pliku wyjściowego - Output File STREAM): * zakłada w bieżącym katalogu plik dyskowy DANE.TST; * otwiera plik dla zapisu; * zapisuje do pliku tekst "to jest zawartosc pliku"; * zamyka plik; [P125.CPP] # include "fstream.h" void main() { ofstream plik("dane.tst"); plik << "To jest zawartosc pliku"; } I już. O wszystkie szczegóły techniczne tych (wcale przecież nie najprostszych) operacji zadbał producent w bibliotekach klas Wejścia/Wyjścia. Jeśli zechcemy do pliku dopisać coś jeszcze, wystarczy dodać: [P126.CPP] # include "fstream.h" void main() { ofstream plik("dane.tst"); plik << "To jest zawartosc pliku" << " i jeszcze cosik."; } Urzekająca prostota, nieprawdaż? I to wszystko załatwia poddany

- 335-

overloadingowi operator << . Niedowiarek mógłby w tym momencie zapytać "a jeśli plik już istnieje, to chyba nie jest takie proste?". Rzeczywiście, należałoby tu rozbudować program w C++ do postaci: # include "fstream.h" void main() { ofstream plik("dane.tst", ios::app); plik << " Dopiszemy do pliku jeszcze i to..."; } Korzystamy tu dodatkowo z globalnej zmiennej ios::app (ang. append - dołącz) określającej inny niż typowy tryb dostępu do pliku dyskowego i w dalszym ciągu z operatora << . Tworzenie obiektu - pliku dyskowego jest takie proste, dzięki istnieniu konstruktora, który jest tu automatycznie wywoływany po deklaracji: ofstream plik( ... ); [Z] ________________________________________________________________ 1. Wykonaj samodzielnie overloading dowolnego operatora. ________________________________________________________________

- 336-

LEKCJA 34. O ZASTOSOWANIU DZIEDZICZENIA. ________________________________________________________________ Z tej lekcji dowiesz się, do czego w praktyce programowania szczególnie przydaje się dziedziczenie. ________________________________________________________________ Dzięki dziedziczeniu programista może w pełni wykorzystać gotowe biblioteki klas, tworząc własne klasy i obiekty, jako klasy pochodne wazględem "fabrycznych" klas bazowych. Jeśli bazowy zestw danych i funkcji nie jest adekwatny do potrzeb, można np. przesłonić, rozbudować, bądź przebudować bazową metodę dzięki elastyczności C++. Zdecydowana większość standardowych klas bazowych wyposażana jest w konstruktory. Tworząc klasę pochodną powinniśmy pamiętać o istnieniu konstruktorów i rozumieć sposoby przekazywania argumentów obowiązujące konstruktory w przypadku bardziej złożonej struktury klas bazowych-pochodnych. PRZEKAZANIE PARAMETRÓW DO WIELU KONSTRUKTORÓW. Klasy bazowe mogą być wyposażone w kilka wersji konstruktora. Dopóki nie przekażemy konstruktorowi klasy bazowej żadnych argumentów - zostanie wywołany (domyślny) pusty konstruktor i klasa bazowa będzie utworzona z parametrami domyślnymi. Nie zawsze jest to dla nas najwygodniejsza sytuacja. Jeżeli wszystkie, bądź choćby niektóre z parametrów, które przekazujemy konstruktorowi obiektu klasy pochodnej powinny zostać przekazane także konstruktorowi (konstruktorom) klas bazowych, powinniśmy wytłumaczyć to C++. Z tego też powodu, jeśli konstruktor jakiejś klasy ma jeden, bądź więcej parametrów, to wszystkie klasy pochodne względem tej klasy bazowej muszą posiadać konstruktory. Dla przykładu dodajmy konstruktor do naszej klasy pochodnej Cpochodna: class CBazowa1 { public: CBazowa1(...); //Konstruktor }; class CBazowa2 { public: CBazowa2(...); //Konstruktor }; class Cpochodna : public CBazowa1, CBazowa2 //Lista klas { public: Cpochodna(...); //Konstruktor };

- 337-

main() { Cpochodna Obiekt(...); //Wywolanie konstruktora ... W momencie wywołania kostruktora obiektu klasy pochodnej Cpochodna() przekazujemy kostruktorowi argumenty. Możemy (jeśli chcemy, nie koniecznie) przekazać te argumenty konstruktorom "wcześniejszym" - konstruktorom klas bazowych. Ta możliwość okazuje się bardzo przydatna (niezbędna) w środowisku obiektowym - np. OWL i TVL. Oto prosty przykład definiowania konstruktora w przypadku dziedziczenia. Rola konstruktorów będzie polegać na trywialnej operacji przekazania pojedynczego znaku. class CBazowa1 { public: CBazowa1(char znak) { cout << znak; } }; class CBazowa2 { public: CBazowa2(char znak) { cout << znak; } }; class Cpochodna : public CBazowa1, CBazowa2 { public: Cpochodna(char c1, char c2, char c3); }; Cpochodna::Cpochodna(char c1,char c2,char c3) : CBazowa1(c2), CBazowa2(c3) { cout << c1; } Konstruktor klasy pochodnej pobiera trzy argumenty i dwa z nich: c2 --> przekazuje do konstruktora klasy CBazowa1 c3 --> przekazuje do konstruktora klasy CBazowa2 Sposób zapisu w C++ wygląda tak: Cpochodna::Cpochodna(char c1,char c2,char c3) : CBazowa1(c2), CBazowa2(c3) Możemy zatem przekazać parametry "w tył" do konstruktorów klas bazowych w taki sposób: kl_pochodna::kl_pochodna(lista):baza1(lista), baza2(lista), ...

- 338-

gdzie: lista - oznacza listę parametrów odpowiedniego konstruktora. W takiej sytuacji na liście argumentów konstruktorów klas bazowych mogą znajdować się także wyrażenia, przy założeniu, że elementy tych wyrażeń są widoczne i dostępne (np. globalne stałe, globalne zmienne, dynamicznie inicjowane zmienne globalne itp.). Konstruktory będą wykonywane w kolejności: CBazowa1 --> CBazowa2 --> Cpochodna Dzięki tym mechanizmom możemy łatwo przekazywać argumenty "wstecz" od konstruktorów klas pochodnych do konstruktorów klas bazowych. FUNKCJE WIRTUALNE. Działanie funkcji wirtualnych przypomina rozbudowę funkcji dzięki mechanizmowi overloadingu. Jeśli, zdefiniowaliśmy w klasie bazowej funkcję wirtualną, to w klasie pochodnej możemy definicję tej funkcji zastąpić nową definicją. Przekonajmy się o tym na przykładzie. Zacznijmy od zadeklarowania funkcji wirtualnej (przy pomocy słowa kluczowego virtual) w klasie bazowej. Zadeklarujemy jako funkcję wirtualną funkcję oddychaj() w klasie CZwierzak: class CZwierzak { public: void Jedz(); virtual void Oddychaj(); }; Wyobraźmy sobie, że chcemy zdefiniować klasę pochodną CRybka Rybki nie oddychają w taki sam sposób, jak inne obiekty klasy CZwierzak. Funkcję Oddychaj() trzeba zatem będzie napisać w dwu różnych wariantach. Obiekt Ciapek może tę funkcję odziedziczyć bez zmian i sapać spokojnie, z Sardynką gorzej: class CZwierzak { public: void Jedz(); virtual void Oddychaj() { cout << "Sapie..."; } }; class CPiesek : public CZwierzak { char imie[30]; } Ciapek; class CRybka

- 339-

char imie[30]; public: void Oddychaj() { cout << "Nie moge sapac..."; } } Sardynka; Zwróć uwagę, że w klasie pochodnej w deklaracji funkcji słowo kluczowe virtual już nie występuje. W klasie pochodnej funkcja CRybka::Oddychaj() robi więcej niż w przypadku "zwykłego" overloadingu funkcji. Funkcja CZwierzak::Oddychaj() zostaje "przesłonięta" (ang. overwrite), mimo, że ilość i typ argumentów. pozostaje bez zmian. Taki proces - bardziej drastyczny, niż overloading nazywany jest przesłanianiem lub nadpisywaniem funkcji (ang. function overriding). W programie przykładowym Ciapek będzie oddychał a Sardynka nie. [P127.CPP] # include <iostream.h> class CZwierzak { public: void Jedz(); virtual void Oddychaj() {cout << "\nSapie...";} }; class CPiesek : public CZwierzak { char imie[30]; } Ciapek; class CRybka char imie[30]; public: void Oddychaj() {cout << "\nSardynka: A ja nie oddycham.";} } Sardynka; void main() { Ciapek.Oddychaj(); Sardynka.Oddychaj(); } Funkcja CZwierzak::Oddychaj() została w obiekcie Sardynka przesłonięta przez funkcję CRybka::Oddychaj() - nowszą wersję funkcji-metody pochodzącą z klasy pochodnej. Overloading funkcji zasadzał się na "typologicznym pedantyźmie" C++ i na dodatkowych informacjach, które C++ dołącza przy kompilacji do funkcji, a które dotyczą licznby i typów argumentów danej wersji funkcji. W przypadku funkcji wirtualnych jest inaczej. Aby wykonać przesłanianie kolejnych wersji funkcji

- 340-

wirtualnej w taki sposób, funkcja we wszystkich "pokoleniach" musi mieć taki sam prototyp, tj. pobierać taką samą liczbę parametrów tych samych typów oraz zwracać wartość tego samego typu. Jeśli tak się nie stanie, C++ potraktuje różne prototypy tej samej funkcji w kolejnych pokoleniach zgodnie z zasadami overloadingu funkcji. Zwróćmy tu uwagę, że w przypadku funkcji wirtualnych o wyborze wersji funkcji decyduje to, wobec którego obiektu (której klasy) funkcja została wywołana. Jeśli wywołamy funkcję dla obiektu Ciapek, C++ wybierze wersję CZwierzak::Oddychaj(), natomiast wobec obiektu Sardynka zostanie zastosowana wersja CRybka::Oddychaj(). W C++ wskaźnik do klasy bazowej może także wskazywać na klasy pochodne, więc zastosowanie funkcji wirtualnych może dać pewne ciekawe efekty "uboczne". Jeśli zadeklarujemy wskaźnik *p do obiektów klasy bazowej CZwierzak *p; a następnie zastosujemy ten sam wskaźnik do wskazania na obiekt klasy pochodnej: p = &Ciapek; p->Oddychaj(); ... p = &Sardynka; p->Oddychaj(); zarządamy w taki sposób od C++ rozpoznania właściwej wersji wirtualnej metody Oddychaj() i jej wywołania we właściwym momencie. C++ może rozpoznać, którą wersję funkcji należałoby zastosować tylko na podstawie typu obiektu, wobec którego funkcja została wywołana. I tu pojawia się pewien problem. Kompilator wykonując kompilcję programu nie wie, co będzie wskazywał pointer. Ustawienie pointera na konkretny adres nastąpi dopiero w czasie wykonania programu (run-time). Kompilator "wie" zatem tylko tyle: p->Oddychaj()(); //która wersja Oddychaj() ??? Aby mieć pewność, co w tym momencie będzie wskazywał pointer, kompilator musiałby wiedzieć w jaki sposób będzie przebiegać wykonanie programu. Takie wyrażenie może zostać wykonane "w ruchu programu" dwojako: raz, gdy pointer będzie wskazywał Ciapka (inaczej), a drugi raz - Sardynkę (inaczej): CZwierzak *p; ... for(p = &Ciapek, int i = 0; i < 2; i++) { p->Oddychaj(); p = &Sardynka; } lub inaczej: if(p == &Ciapek) CZwierzak::Oddychaj(); else CRybka::Oddychaj();

- 341-

Taki efekt nazywa się polimorfizmem uruchomieniowym (ang. run-time polymorphism). Overloading funkcji i operatorów daje efekt tzw. polimorfizmu kompilacji (ang. compile-time), to funkcje wirtualne dają efekt polimorfizmu uruchomieniowego (run-time). Ponieważ wszystkie wersje funkcji wirtualnej mają taki sam prototyp, nie ma innej metody stwierdzenia, którą wersję funkcji należy zastosować. Wybór właściwej wersji funkcji może być dokonany tylko na podstawie typu obiektu, do którego należy wersja funkcji-metody. Różnica pomiędzy polimorfizmem przejawiającym się na etapie kompilacji i poliformizmem przejawiającym się na etapie uruchomienia programu jest nazywana również wszesnym albo póżnym polimorfizmem (ang. early/late binding). W przypadku wystąpienia wczesnego polimorfizmu (compile-time, early binding) C++ wybiera wersję funkcji (poddanej overloadingowi) do zastosowania już tworząc plik .OBJ. W przypadku późnego polimorfizmu (run-time, late binding) C++ wybiera wersję funkcji (poddanej przesłanianiu - overriding) do zastosowania po sprawdzeniu bieżącego kontekstu i zgodnie z bieżącym wskazaniem pointera. Przyjrzyjmy się dokładniej zastosowaniu wskaźników do obiektów w przykładowym programie. Utworzymy hierarchię złożoną z klasy bazowej i pochodnej w taki sposób, by klasa pochodna zawierała jakiś unikalny element - np. nie występującą w klasie bazowej funkcję. class CZwierzak { public: void Jedz(); virtual void Oddychaj() {cout << "\nSapie...";} }; class CPiesek : public CZwierzak { char imie[20]; void Szczekaj() { cout << "Szczekam !!!"; } } Ciapek; Jeśli teraz zadeklarujemy wskaźnik do obiektów klasy bazowej: CZwierzak *p; to przy pomocy tego wskaźnika możemy odwołać się także do obiektów klasy pochodnej oraz do elementów obiektu klasy pochodnej - np. do funkcji p->Oddychaj(). Ale pojawia się tu pewien problem. Jeśli zechcelibyśmy wskazać przy pomocy pointera

- 342-

taki element klasy pochodnej, który nie został odziedziczony i którego nie ma w klasie bazowej? Rozwiązanie jest proste - wystarczy zarządać od C++, by chwilowo zmienił typ wskaźnika z obiektów klasy bazowej na obiekty klasy pochodnej. W przypadku funkcji Szczekaj() w naszym programie wyglądałoby to tak: CZwierzak *p; ... p->Oddychaj(); p->Szczekaj(); //ŹLE ! (CPiesek*)p->Szczekaj(); //Poprawnie ... Dzięki funkcjom wirtualnym tworząc klasy bazowe pozwalamy późniejszym użytkownikom na rozbudowę funkcji-metod w najwłaściwszy ich zdaniem sposób. Dzięki tej "nieokreśloności" dziedzicząc możemy przejmować z klasy bazowej tylko to, co nam odpowiada. Funkcje w C++ mogą być jeszcze bardziej "nieokreślone" i rozbudowywalne. Nazywają się wtedy funkcjami w pełni wirtualnymi.

- 343-

LEKCJA 35. FUNKCJE WIRTUALNE i KLASY ABSTRAKCYJNE. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, co mawia żona programisty, gdy nie chce być obiektem klasy abstrakcyjnej. ________________________________________________________________ FUNKCJE W PEŁNI WIRTUALNE (PURE VIRTUAL). W skrajnych przypadkach wolno nam umieścić funkcję wirtualną w klasie bazowej nie definiując jej wcale. W klasie bazowej umieszczamy wtedy tylko deklarację-prototyp funkcji. W następnych pokoleniach klas pochodnych mamy wtedy pełną swobodę i możemy zdefiniować funkcję wirtualną w dowolny sposób - adekwatny dla potrzeb danej klasy pochodnej. Możemy np. do klasy bazowej (ang. generic class) dodać prototyp funkcji wirtualnej funkcja_eksperymentalna() nie definiując jej w (ani wobec) klasie bazowej. Sens umieszczenia takiej funkcji w klasie bazowej polege na uzyskaniu pewności, iż wszystkie klasy pochodne odziedziczą funkcję funkcja_eksperymentalna(), ale każda z klas pochodnych wyposaży tę funkcję we własną definicję. Takie postępowanie może okazać się szczególnie uzasadnione przy tworzeniu biblioteki klas (class library) przeznaczonej dla innych użytkowników. C++ w wersji instalacyjnej posiada już kilka gotowych bibliotek klas. Funkcje wirtuale, które nie zostają zdefiniowane - nie posiadają zatem ciała funkcji - nazywane są funkcjami w pełni wirtualnymi (ang. pure virtual function). O KLASACH ABSTRAKCYJNYCH. Jeśli zadeklarujemy funkcję CZwierzak::Oddychaj() jako funkcję w pełni wirtualną, oprócz słowa kluczowego virtual, trzeba tę informację w jakiś sposób przekazać kompilatorowi C++. Aby C++ wiedział, że naszą intencją jest funkcja w pełni wirtalna, nie możemy zadeklarować jej tak: class CZwierzak { ... public: virtual void Oddychaj(); ... }; a następnie pominąć definicję (ciało) funkcji. Takie postępowanie C++ uznałby za błąd, a funkcję - za zwykłą funkcję wirtualną, tyle, że "niedorobioną" przez programistę. Naszą intencję musimy zaznaczyć już w definicji klasy w taki sposób: class CZwierzak {

- 344-

... public: virtual void Oddychaj() = 0; ... }; Informacją dla kompilatora, że chodzi nam o funkcję w pełni wirtualną, jest dodanie po prototypie funkcji "= 0". Definiując klasę pochodną możemy rozbudować funkcję wirtualną np.: class CZwierzak { ... public: virtual void Oddychaj() = 0; ... }; class CPiesek : public CZwierzak { ... public: void Oddychaj() { cout << "Oddycham..."; } ... }; Przykładem takiej funkcji jest funkcja Mów() z przedstawionego poniżej programu. Zostawiamy ją w pełni wirtualną, ponieważ różne obiekty klasy CZLOWIEK i klas pochodnych class CZLOWIEK { public: void Jedz(void); virtual void Mow(void) = 0; //funkcja WIRTUALNA }; class NIEMOWLE : public CZLOWIEK { public: void Mow(void); // Tym razem BEZ slowa virtual }; /* Tu definiujemy metodę wirtualną: -------------------- */ void NIEMOWLE::Mow(void) { cout << "Nie Umiem Mowic! \n"; }; mogą mówić na różne sposoby... Obiekt Niemowle, dla przykładu, nie chce mówić wcale, ale z innymi obiektami może być inaczej. Wyobraź sobie np. obiekt klasy Żona (żona to przecież też człowiek !). class Zona : public CZLOWIEK { public: void Mow(void);

- 345-

} W tym pokoleniu definicja wirtualnej metody Mow() mogłaby wyglądać np. tak: void Zona::Mow(void) { cout << "JA NIE MAM CO NA SIEBIE WLOZYC !!! "; cout << "DLACZEGO KOWALSKI ZARABIA ZAWSZE WIECEJ NIZ TY ?!!!"; //... itd., itd., itd... } [P128.CPP] #include "iostream.h" class CZLOWIEK { public: void Jedz(void); virtual void Mow(void) = 0; }; void CZLOWIEK::Jedz(void) { cout << "MNIAM, MNIAM..."; }; class Zona : public CZLOWIEK { public: void Mow(void); //Zona mowi swoje }; //bez wzgledu na argumenty (typ void) void Zona::Mow(void) { cout << "JA NIE MAM CO NA SIEBIE WLOZYC !!!"; cout << "DLACZEGO KOWALSKI ZARABIA ZAWSZE WIECEJ NIZ TY ?!!!"; } class NIEMOWLE : public CZLOWIEK { public: void Mow(void); }; void NIEMOWLE::Mow(void) { cout << "Nie Umiem Mowic! \n"; }; main() { NIEMOWLE Dziecko; Zona Moja_Zona; Dziecko.Jedz(); Dziecko.Mow(); Moja_Zona.Mow()

- 346-

return 0; } Przykładowa klasa CZŁOWIEK jest klasą ABSTRAKCYJNĄ. Jeśli spróbujesz dodać do powyższego programu np.: CZLOWIEK Facet; Facet.Jedz(); uzyskasz komunikat o błędzie: Cannot create a variable for abstract class "CZLOWIEK" (Nie mogę utworzyć zmiennych dla klasy abstrakcyjnej "CZLOWIEK" [???] KLASY ABSTRAKCYJNE. ________________________________________________________________ * Po klasach abstrakcyjnych MOŻNA dziedziczyć! * Obiektów klas abstrakcyjnych NIE MOŻNA stosować bezpośrednio! ________________________________________________________________ Ponieważ wyjaśniliśmy, dlaczego klasy są nowymi typami danych, więc logika (i sens) innej rozpowszechnionej nazwy klas abstrakcyjnych - ADT - Abstract Data Type (Abstrakcyjne Typy Danych) jest chyba zrozumiała i oczywista. ZAGNIEŻDŻANIE KLAS I OBIEKTÓW. Może się np. zdarzyć, że klasa stanie się wewnętrznym elementem (ang. member) innej klasy i odpowiednio - obiekt - elementem innego obiektu. Nazywa się to fachowo "zagnieżdżaniem" (ang. nesting). Jeśli, dla przykładu klasa CB będzie zawierać obiekt klasy CA: class CA { int liczba; public: CA() { liczba = 0; } //Konstruktor domyslny CA(int x) { liczba = x; } void operator=(int n) { liczba = n } }; class CB { CA obiekt; public: CB() { obiekt = 1; } }; Nasze klasy wyposażyliśmy w konstruktory i od razu poddaliśmy overloadingowi operator przypisania = . Aby prześledzić kolejność wywoływania funkcji i sposób przekazywania parametrów pomiędzy tak powiązanymi obiektami rozbudujemy każdą funkcję o

- 347-

zgłoszenie na ekranie. class CA { int liczba; public: CA() { liczba = 0; cout << "-> CA(), CA_O::liczba = 0 "; } CA(int x) { liczba = x; cout << "->CA(int) "; } void operator=(int n) { liczba = n; cout << "->operator "; } }; class CB { CA obiekt; public: CB() { obiekt = 1; cout << "->Konstruktor CB() "; } }; Możemy teraz sprawdzić, co stanie się w programie po zadeklarowaniu obiektu klasy CB: [P129.CPP] # include "iostream.h" class CA { int liczba; public: CA() { liczba = 0; cout << "-> CA(), CA_O::liczba = 0 "; } CA(int x) { liczba = x; cout << "->CA(int) "; } void operator=(int n) { liczba = n; cout << "->operator "; } }; class CB { CA obiekt; public: CB() { obiekt = 1; cout << "->Konstruktor CB() "; } }; main() { CB Obiekt; return 0; } Po uruchomieniu programu możesz przekonać się, że kolejność działań będzie następująca: C:\>program -> CA(), CA_O::liczba = 0 ->operator ->Konstruktor CB() Skoro oprócz zainicjowania obiektu klasy pochodnej nie robimy w programie dokładnie nic, nie dziwmy się ostrzeżeniu

- 348-

Warning: Obiekt is never used... Jest to sytuacja trochę podobna do komunikacji pomiędzy konstruktorami klas bazowych i pochodnych. Jeśli zaprojektujemy prostą strukturę klas: class CBazowa { private: int liczba; public: CBazowa() { liczba = 0} CBazowa(int n) { liczba = n; } }; class CPochodna : public CBazowa { public: CPochodna() { liczba = 0; } CPochodna(int x) { liczba = x; } }; problem przekazywania parametrów między konstruktorami klas możemy w C++ rozstrzygnąć i tak: class CPochodna : public CBazowa { public: CPochodna() : CBazowa(0) { liczba = 0; } CPochodna(int x) { liczba = x; } }; Będzie to w praktyce oznaczać wywołanie konstruktora klasy bazowej z przekazanym mu argumentem 0. Podobnie możemy postąpić w stosunku do klas zagnieżdżonych: [P130.CPP] #include "iostream.h" class CA { int liczba; public: CA() { liczba = 0; cout << "-> CA(), CA_O::liczba = 0 "; } CA(int x) { liczba = x; cout << "->CA(int) "; } void operator=(int n) { liczba = n; cout << "->operator "; } }; class CB { CA obiekt; public: CB() : CA(1) {}

- 349-

}; main() { CB Obiekt; return 0; } Eksperymentując z dwoma powyższymi programami możesz przekonać się, jak przebiega przekazywanie parametrów pomiędzy konstruktorami i obiektami klas bazowych i pochodnych. JESZCZE RAZ O WSKAŹNIKU *this. Szczególnie ważnym wskaźnikiem przy tworzeniu klas pochodnych i funkcji operatorowych może okazać się pointer *this. Oto przykład listy. [P131.CPP] # include "string.h" # include "iostream.h" class CLista { private: char *poz_listy; CLista *poprzednia; public: CLista(char*); CLista* Poprzednia() { return (poprzednia); }; void Pokazuj() { cout << '\n' << poz_listy; } void Dodaj(CLista&); ~CLista() { delete poz_listy; } }; CLista::CLista(char *s) { poz_listy = new char[strlen(s)+1]; strcpy(poz_listy, s); poprzednia = NULL; } void CLista::Dodaj(CLista& obiekt) { obiekt.poprzednia = this; } main() { CLista *ostatni = NULL; cout << '\n' << "Wpisanie kropki [.]+[Enter] = Quit \n"; for(;;) { cout << "\n Wpisz nazwe (bez spacji): ";

- 350-

char TAB[70]; cin >> TAB; if (strncmp(TAB, ".", 1) == 0) break; CLista *lista = new CLista(TAB); if (ostatni != NULL) ostatni->Dodaj(*lista); ostatni = lista; } for(; ostatni != NULL;) { ostatni->Pokazuj(); CLista *temp = ostatni; ostatni = ostatni->Poprzednia(); delete (temp); } return 0; } Z reguły to kompilator nadaje wartość wskaźnikowi this i to on automatycznie dba o przyporządkowanie pamięci obiektom. Pointer this jest zwykle inicjowany w trakcie działania konstruktora obiektu.

- 351-

LEKCJA 36. KAŹDY DYSK JEST ZA MAŁY, A KAŹDY PROCESOR ZBYT WOLNY... ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak komputer dysponuje swoimi zasobami w środowisku tekstowym (DOS). ________________________________________________________________ Truizmy użyte w tytule mają znaczyć, że "zasoby najlepszego nawet komputera są ograniczone" i zwykle okazują się wystarczające tylko do pewnego momentu. Najbardziej newralgiczne zasoby to: * czas mikroprocesora i * miejsce w pamięci operacyjnej. Tworzone przez nas programy powinny wystrzegać się zatem najcięższych grzechów: * nie pozwalać mikroprocesorowi na słodkie nieróbstwo; Rzadko uzmysławiamy sobie, że oczekiwanie na naciśnięcie klawisza przez użytkownika (czasem po przeczytaniu napisu na ekranie) trwa sekundy (1, 2, .... czasem 20), a każda sekunda lenistwa PC to stracone miliony cykli mikroprocesora. * oszczędnie korzystać z pamięci dyskowej, a szczególnie oszczędnie z pamięci operacyjnej RAM. MODELE PAMIĘCI IBM PC. Jak zapewne wiesz, Twój PC może mieć: * pamięć ROM (tylko do odczytu), * konwencjonalną pamięć RAM (640 KB), * pamięć rozszerzoną EMS i XMS, * pamięć karty sterownika graficznego ekranu (np. SVGA-RAM), * pamięć Cache dla buforowania operacji dyskowych. Najczęściej stosowane modele pamięci to: * Small - mały, * Medium - średni, * Compact - niewielki (tu mam wątpliwość, może "taki sobie" ?), * Large - duży, * Huge - jeszcze większy, odległy. Dodatkowo może wystąpić * Tiny - najmniejszy. Taki podział został spowodowany segmentacją pamięci komputera przez procesory Intel 8086 i podziałem pamięci na bloki o wielkości 64 KB. Model Small (Tiny, jeśli jest) jest najszybszy,

- 352-

ale najmniej pojemny. Model Huge - odwrotnie - najpojemniejszy, za to najwolniejszy. Model Tiny powoduje ustawienia wszystkich rejestrów segmentowych mikroprocesora na tę samą wartość (początek tej samej stronicy pamięci) i umieszczenie wszystkich zasobów programu wewnątrz wspólnego obszaru pamięci o wielkości nie przekraczającej 64 KB. Wszystkie skoki są wtedy "krótkie", a wszystkie pointery (adresy) 16-bitowe. Kompilacja z zastosowaniem modelu Tiny pozwala uzyskać program wykonywalny w wersji *.COM (a nie *.EXE). Ale niestety nie wszystkie programy mieszczą się w 64 KB. W modelu Small segment kodu jest jeden (kod max. 64 K) i segment danych też tylko jeden (dane max. 64 K), ale są to już dwa różne segmenty. Zestawienia najważniejszych parametrów poszczególnych modeli pamięci przedstawia tabelka poniżej: Modele pamięci komputera IBM PC. ________________________________________________________________ Model Segment kodu Segment danych *dp *cp ________________________________________________________________ Tiny 1 1 (CS = DS) 16 bit 16 bit Small 1 1 16 bit 16 bit Medium wiele 1 16 bit 32 bit Compact 1 wiele 32 bit 16 bit Large wiele wiele 32 bit 32 bit Huge wiele wiele 32 bit 32 bit ________________________________________________________________ *dp - data pointer - wskaźnik do danych (near/far) *cp - code pointer - wskaźnik do kodu. Large - kod + dane = max. 1 MB. Huge - kod = max. 1 MB, wiele segmentów danych po 64 K każdy. Wynikające z takich modeli pamięci kwalifikatory near, far, huge dotyczące pointerów w C++ nie są akceptowane przez standard ANSI C (ponieważ odnoszą się tylko do IBM PC i nie mają charakteru uniwersalnego). Trzeba tu zaznaczyć, że typ wskaźnika jest przez kompilator przyjmowany domyślnie (automatycznie) zgodnie z wybranym do kompilacji modelem pamięci. Jeśli poruszamy się wewnątrz niewielkiego obszaru pamięci, możesz "forsować" bliższy typ pointera, przyspieszając tym samym działanie programów: huge *p; ... near *ptr; //Bliski pointer ... near int Funkcja(...) //Bliska funkcja { ...

- 353-

} #define ILE (1024*640) near unsigned int Funkcja(void) { huge char *ptr; // tu długi pointer jest niezbędny long suma = 0; for (p = 0; p < ILE; p++) suma += *p; return (suma); } Zarówno zadeklarowanie funkcji jako bliskiej (near), jak i jako statycznej (static) powoduje wygenerowanie uproszczonej sekwencji wywołania funkcji przez kompilator. Daje to w efekcie mniejszy i szybszy kod wynikowy. IDENTYFIKACJA KLAWISZY. Znane Ci z pliku <stdio.h> i <conio.h> "klasyczne" funkcje obsługi konsoli mają pewne zalety. Korzystanie z klasycznych, nieobiektowych mechanizmów powoduje z reguły wygenerowanie znacznie krótszego kodu wynikowego. Funkcje scanf() i gets() wymagają wciśnięcia klawisza [Enter]. Dla szybkiego dialogu z komputerem znacznie bardziej nadają się szybsze getch() i kbhit(). Ponieważ klawiatura zawiera także klawisze specjalne (F1 ... F10, [Shift], [Del], itp.), pełną informację o stanie klawiatury można uzyskać za pośrednictwem funkcji bioskey(), korzystającej z przerywania BIOS Nr 16. Oto krótki przykład zastosowania funkcji bioskey(): #include "bios.h" #include "ctype.h" #include "stdio.h" #include "conio.h" # define CTRL 0x04 # define ALT 0x08 # define RIGHT 0x01 # define LEFT 0x02 int klawisz, modyfikatory; void main() { clrscr(); printf("Funkcja zwraca : %d", bioskey(1)); printf("\n Nacisnij klawisz ! \n"); while (!bioskey(1)); printf("Funkcja zwrocila: %c", bioskey(1)); printf("\nKod: %d", (char)bioskey(1)); ... A to jeszcze inny sposób korzystania z tej bardzo przydatnej funkcji, tym razem z innymi parametrami: /* Funkcja z parametrem (0) zwraca kod klawisza: ------ */

- 354-

klawisz = bioskey(0); /* Funkcja sprawdza stan klawiszy specjalnych --------- */ modyfikatory = bioskey(2); if (modyfikatory) { printf("\n"); if (modyfikatory & RIGHT) printf("RIGHT"); if (modyfikatory & LEFT) printf("LEFT"); if (modyfikatory & CTRL) printf("CTRL"); if (modyfikatory & ALT) printf("ALT"); printf("\n"); } /* drukujemy pobrany klawisz */ if (isalnum(klawisz & 0xFF)) printf("'%c'\n", klawisz); else printf("%#02x\n", klawisz); } Należy tu zwrócić uwagę, że funkcje kbhit() i bioskey() nie dokonują czyszczenia bufora klawiatury. Identyfikują znak (znaki) w buforze, ale pozostawiają bufor w stanie niezmienionym do dalszej obróbki. Zwróć uwagę, że funkcja getch() może oczekiwać na klawisz w nieskończoność. Sprawdzić szybciej, czy użytkownik nacisnął już cokolwiek możesz np. tak: if (kbhit()) ...; if (!kbhit()) ...; while (!bioskey(1)) ... if (bioskey(1)) ...; Inną wielce przydatną "szybką" funkcją jest getch(). Oto praktyczny przykład pobierania i testowania naciśniętych klawiszy klawiatury. [P131.CPP] # include "stdio.h" # include "conio.h" char z1, z2; void Odczyt(void) { z2 = '\0'; z1 = getch(); if (z1 == '\0') z2 = getch(); } main() { clrscr();

- 355-

printf("\nKropka [.] = Quit"); printf("\nRozpoznaje klawisze [F1] ... [F3] \n\n"); for (;;) { while(!kbhit()); Odczyt(); if (z1 == '.') break; if (z1 != '\0') printf("\nZnak: %c", z1); else switch (z2) { case ';' : printf("\n F1"); break; case '<' : printf("\n F2"); break; case '=' : printf("\n F3"); break; default : printf("\n Inny klawisz specjalny!"); } } return 0; } Klawisze specjalne powodują wygenerowanie dwubajtowego kodu (widzianego w powyższym przykładowym programie jako dwa jednobajtowe znaki z1 i z2). Funkcja getch() pobiera te bajty z bufora klawiatury kolejno jednocześnie czyszcząc bufor. W przypadku klawiszy specjalnych pierwszy bajt jest zerowy (NULL, '\0', 00h), co jest sprawdzane w programie. A oto tabela kodów poszczególnych klawiszy: Kody klawiszy klawiatury IBM PC. ________________________________________________________________ Klawisze Kody ASCII (dec) ________________________________________________________________ Home G 71 (00:47h) '\0', 'G' End O 79 (00:4Fh) '\0', 'O' PgUp I 73 PgDn Q 81 Ins R 82 Del S 83 F1 ; 59 F2 ... F10 <, ... D 60, ... 68 Shift + F1 T 84 ... Shift + F10 ] 93 Ctrl + F1 ^ 94 ... Ctrl + F10 f 103 Alt + F1...F10 h, ... q 104, ... 113 Alt + 1...9 x, ... Ą (?) 120, ... 128 Alt + 0 Ć (?) 129 Strzałki kursora: LeftArrow K 75

- 356-

RightArrow M 77 UpArrow H 72 DownArrow P 80 Ctrl + PgDn v 118 Ctrl + PgUp Ń (?) 132 Ctrl + Home w 119 Ctrl + End u 117 ________________________________________________________________ Wyprowadzanie znaków na ekran można przeprowadzić szybciej posługując się przerywaniem DOS INT 29H. Drukowanie na ekranie w trybie tekstowym przebiega wtedy szybciej niż robią to standardowe funkcje <stdio.h>, <conio.h>, czy <iostream.h>. Poniżej prosty przykład praktyczny wykorzystania przerywania 29H: [P132.CPP] # include <stdlib.h> # include <conio.h> # pragma inline void SpeedBox(int, int, int, int, char); main() { clrscr(); for (; !kbhit(); ) { int x = rand() % 40; int y = rand() % 12; SpeedBox(x, y, (80 - x), (24 - y), ('€' + x % 50)); } return 0; } void SpeedBox(int x1, int y1, int x2, int y2, char znak) { int k; for (; y1 < y2; y1++) { gotoxy(x1, y1); for (k = x1; k < x2; k++) { asm MOV AL, znak asm INT 29H } } } [Z] ________________________________________________________________ 1. Opracuj program pozwalający porównać szybkość wyprowadzania

- 357-

danych na ekran monitora różnymi technikami (cout, puts(), printf(), asm). 2. Porównaj wielkość plików wynikowych .EXE powstających w różnych wariantach z poprzedniego zadania. ________________________________________________________________

- 358-

LEKCJA 37. O C++, Windows i małym Chińczyku. czyli: KTO POWIEDZIAŁ, ŻE PROGRAMOWANIE DLA WINDOWS JEST TRUDNE?!!! Jak świat światem ludzie przekazują sobie sądy, opinie, poglądy... W ciągu naszej nowożytnej ery wymyślono już wiele opinii, które krążyły przez dziesięcio- i stulecia gwarantując jednym komfort psychiczny (- Ja przecież mam swoje zdanie na ten temat!), innym dając pozory wiedzy (- Tak, ja coś o tym wiem, słyszałem, że...). Żywotność takich ćwierćprawd, uproszczeń, uogólnień, czy wręcz kompletnie bzdurnych mitów była i jest zadziwiająca. Podejmę tu próbę obalenia funkcjonującego powszechnie przesądu, że - Programowanie dla Windows jest trudne. (BZDURA!!!) Aby nie zostać całkowicie posądzonym o herezję, przyznaję na wstępie dwa bezsporne fakty. Po pierwsze, wielu powszechnie szanowanych ludzi zrobiło wiele, by już pierwszymi przykładami (zwykle na co najmniej dwie strony) skutecznie odstraszyć adeptów programowania dla Windows. No bo jak tu nie stracić zapału, gdy program piszący tradycyjne "Hello World." w okienku ma 2 - 3 stronice i jeszcze zawiera kilkadziesiąt zupełnie nieznanych i niezrozumiałych słów (skrótów? szyfrów?). Po drugie, wszystko jest trudne, gdy brak odpowiednich narzędzi. Nawet odkręcenie małej śrubki bywa niezwykle trudne, gdy do dyspozycji mamy tylko młotek... Napisanie aplikacji okienkowej przy pomocy Turbo Pascal 6, Turbo C, Quick C, czy QBASIC rzeczywiście BYŁO nadwyraz trudne. I tu właśnie dochodzimy do sedna sprawy: (!!!) Programowanie dla Windows BYŁO trudne (!!!) UWAGA! Pierwsza typowa aplikacja dla Windows napisana w BORLAND C++ 3/4 może wyglądać np. tak: #include <iostream.h> void main() { cout <<"Pierwsza Aplikacja dla Windows"; } I już! Niedowiarek zapyta: - I TAKIE COŚ CHODZI POD Windows???

- 359-

TAK!. W BORLAND C++ 3+ ... 4+ wystarczy dobrać parametry pracy kompilatora i zamiast aplikacji DOS-owskiej otrzymamy program wyposażony we własne okienko, paski przewijania w okienku, klawisze, menu, ikonkę, itp., itd.! O MAŁYM CHIŃCZYKU, czyli - NAJLEPIEJ ZACZĄĆ OD POCZĄTKU... Istnieje jedyny sprawdzony sposób rozwiązywania zagadnień takiego typu - tzw. METODA MAŁEGO CHIŃCZYKA. WSZYSCY DOSKONALE WIEDZĄ, że język chiński jest szalenie trudny. Dlatego też mimo ogromnego wysiłku prawie NIKOMU nie udaje się biegle nauczyć chińskiego - z jednym wyjątkiem - wyjątkiem małego Chińczyka. Dlaczego? To proste. Mały Chińczyk po prostu o tym nie wie! I dlatego już po kilku latach doskonale swobodnie włada tym bodaj najtrudniejszym językiem świata! Jeśli zatem komuś udało się przekonać Cię, szanowny Czytelniku, że programowanie dla Windows jest trudne, namawiam Cię na dokonanie pewnego eksperymentu intelektualnego. Spróbuj zapomnieć, że masz już na ten temat jakieś zdanie i wczuj się w rolę małego Chińczyka. Co roku udaje się to wielu milionom przyszłych ekspertów od wszystkich możliwych języków świata (C++ jest chyba znacznie łatwiejszy do chińskiego). BORLAND C++ aby dopomóc programiście w jego ciężkiej pracy tworzy (często automatycznie) wiele plików pomocniczych. Krótkie zestawienie plików pomocniczych zawiera tabela poniżej. Najważniejsze pliki pomocnicze w kompilatorach Borland/Turbo C++. ________________________________________________________________ Rozszerzenie Przeznaczenie Gdzie/Uwagi ________________________________________________________________ .C .CPP Teksty żródłowe \EXAMPLES \SOURCE (ASCII) (przykłady) (kod żródł.) .H .HPP .CAS Pliki nagłówkowe \INCLUDE (ASCII) .PRJ .DPR .IDE Projekty \EXAMPLES \SOURCE .TAH .TCH .TDH Help .TFH .HLP .HPJ .RTF .DSK .TC .CFG Konfiguracyjne .DSW .BCW .DEF .RC .RES Zasoby i definicje

- 360-

.RH .ICO .BMP .BGI .CHR .RTF Grafika DOS, fonty .MAK .NMK .GEN Pliki instruktażowe dla MAKEFILE MAKE.EXE .ASM .INC .ASI Do asemblacji (ASCII) .RSP Instruktażowy dla TLINK .LIB .DLL Biblioteki .TOK Lista słów zastrzeżonych (reserved words) (ASCII) .DRV Sterowniki (drivery) .OVL Nakładki (overlay) .SYM Plik ze skompilowanymi (Pre - compiled) plikami nagłówkowymi. ________________________________________________________________ Świadome i umiejętne wykorzystanie tych plików może znacznie ułatwić i przyspieszyć pracę. Po wprowadzeniu na rynek polskiej wersji Windows 3.1 okienka zaczęły coraz częściej pojawiać się w biurach i domach, i stanowią coraz częściej naturalne (właśnie tak, jak chiński dla Chińczyków) środowisko pracy dla polskich użytkowników PC. Nie pozostaje nam nic innego, jak po prostu zauważyć i uznać ten fakt. Po uruchomieniu Borland C++ (2 * klik myszką, lub rozkaz Uruchom z menu Plik) zobaczymy tradycyjny pulpit (desktop) zintegrowanego środowiska IDE - podobny do Turbo Pascala, z tradycyjnym układem głównego menu i okien roboczych. Skoro mamy zająć się tworzeniem aplikacji dla Windows- zaczynamy od rozwinięcia menu Options i wybieramy z menu rozkaz Application... . Rozwinie się okienko dialogowe. Przy pomocy klawiszy możemy wybrać sposób generowania aplikacji - dla DOS, dla Windows lub tworzenie bibliotek statycznych .LIB, czy też dynamicznych .DLL. Wybieramy oczywiście wariant [Windows EXE]. [!!!]UWAGA! ________________________________________________________________ Struktura podkatalogów i wewnętrzna organizacja pakietów 3.0, 3.1, 4 i 4.5 ZNACZNIE SIĘ RÓŻNI. ________________________________________________________________

- 361-

Skoro ustawiliśmy już poprawnie najważniejsze dla nas parametry konfiguracyjne - możemy przystąpić do uruchomienia pierwszej aplikacji dla Windows. PIERWSZA APLIKACJA "specjalnie dla Windows". Tryb postępowania z kompilatorem BORLAND C++ 3.0/3.1 będzie w tym przypadku dokładnie taki sam, jak np. z Turbo Pascalem. Wszystkich niezbędnych zmian w konfiguracji kompilatora już dokonaliśmy. Kompilator "wie" już, że chcemy uzyskać w efekcie aplikację dla Windows w postaci programu .EXE. Możemy zatem * Wydać rozkaz File | New Pojawi się nowe okienko robocze. Zwróć uwagę, że domyślne rozszerzenie jest .CPP, co powoduje domyślne zastosowanie kompilatora C++ (a nie kompilatora C - jak w przypadku plików z rozszerzeniem .C). Możesz to oczywiście zmienić, jeśli zechcesz, posługując się menu Options | Compiler | C++ options... (Opcje | Kompilator | Kompilator C albo C++). W tym okienku dialogowym masz sekcję: Use C++ Compiler: Zastosuj Kompilator C++ (zamiast kompilatora C) (.) CPP extention - tylko dla rozszerzenia .CPP ( ) C++ always - zawsze * Wybierz rozkaz Save as... z menu File Pojawi się okienko dialogowe "Save File As" (zapis pliku pod wybraną nazwą i w wybranym miejscu). * Do okienka edycyjnego wpisz nazwę pliku i pełną ścieżkę dostępu - np. A:\WIN1.CPP lub C:\C-BELFER\WIN1.CPP Zmieni się tytuł roboczego okna z NONAME00 na wybraną nazwę Możemy wpisać tekst pierwszego programu: [P133.CPP] #include <iostream.h> void main() { cout << " Pierwsza Aplikacja " << " Dla MS Windows "; } Po wpisaniu tekstu dokonujemy kompilacji. * Wybierz rozkaz Compile to OBJ z menu Compile. * Wybierz rozkaz Link lub Make z menu Compile.

- 362-

W okienku komunikatów (Messages) powinien pojawić się w trakcie konsolidacji komunikat ostrzegawczy: *Linker Warning: No module definition file specified: using defaults Oznacza to: Konsolidator ostrzega, że brak specjalnego stowarzyszonego z plikiem .CPP tzw. pliku definicji sposobu wykorzystania zasobów Windows - .DEF. Program linkujący zastosuje wartości domyślne. Jeśli w IDE wersji kompilatora przeznaczonej dla środowiska DOS spróbujesz uruchomić program WIN1.EXE w tradycyjny sposób - rozkazem Run z menu Run - na ekranie pojawi się okienko z komunikatem o błędzie (Error message box): Can't run a Windows EXE file D:\WIN1.EXE [ OK ] czyli: "Nie mogę uruchomić pliku EXE dla Windows". Jak już napisałem wcześniej, kompilatory C++ w pakietach 3.0/3.1 mają swoje ulubione specjalności: Borland C++ - jest zorientowany na współpracę z DOS Turbo C++ - jest zorientowany na współpracę z Windows w wersji 3.1: BCW - dla Windows BC - dla DOS nie oznacza to jednak, że będą kłopoty z pracą naszego programu! Wyjdź z IDE BC/BCW. Z poziomu Menedżera Programów możesz uruchomić swój program rozkazem Plik | Uruchom. Do okienka musisz oczywiście wpisać poprawną ścieżkę do pliku WIN1.EXE (czyli katalog wyjściowy kompilatora Borland C++). *** Wybierz z menu głównego Menedżera Programów (pasek w górnej części ekranu) rozkaz Plik. Rozwinie się menu Plik. *** Wybierz z menu Plik rozkaz Uruchom. Pojawi się okienko dialogowe uruchamiania programów. Wpisz pełną ścieżkę dostępu do programu - np.: D:\KATALOG\WIN1.EXE i "kliknij" myszką na klawiszu [OK] w okienku. Na ekranie pojawi się okno naszej aplikacji. Okno jest

- 363-

wyposażone w: - Pasek z tytułem (Caption) - np.: A:\WIN1.EXE ; - Klawisz zamykania okna i rozwinięcia standardowego menu (tzw. menu systemowego Windows) - [-] ; - Paski przewijania poziomego i pionowego; - Klawisze MINIMIZE i MAXIMIZE (zmniejsz do ikonki | powiększ na cały ekran) w prawym górnym narożniku okna; Program znajduje się w wersji .EXE na dyskietce dołączonej do książki. Możesz uruchomić go z poziomu Menedżera Plików (Windows File Manager), Menedżera Programów (Windows Program Manager) lub z DOS-owskiego wiersza rozkazów (DOS Command Line): C\>WIN A:\WIN1.EXE[Enter] Co może nasza pierwsza aplikacja? - Typową dla Windows techniką drag and drop - pociągnij i upuść możesz przy pomocy myszki przesuwać okno naszej pierwszej aplikacji po ekranie ("ciągnąc" okno za pasek tytułowy). - Ciągnąc ramki bądź narożniki możesz zmieniać wymiary okna w sposób dowolny. - Posługując się paskami przewijania możesz przewijać tekst w oknie w pionie i w poziomie. - Miżesz zredukować okno do ikonki. - Możesz uruchomić naszą aplikację wielokrotnie i mieć na ekranie kilka okien programu WIN1.EXE. - Nasza aplikacja wyposażona jest w menu systemowe. Możesz rozwinąć menu i wybrać z menu jeden z kilku rozkazów. Jeśli nie pisałeś jeszcze programów dla Windows - możesz być trochę zaskoczony. Gdzie w naszym programie jest napisane np. - co powinno znaleść się w menu??? Odpowiedź jest prosta - nigdzie. Podobnie jak programy tworzone dla DOS korzystają w niejawny sposób z zasobów systemu - standardowych funkcji DOS, standardowych funkcji BIOS, przerywań, itp - tak programy tworzone dla Windows mogą w niejawny sposób korzystać z zasobów środowiska Windows - standardowego menu, standardowych okien, standardowych klawiszy, itp.. Takie zasoby udostępniane przez środowisko programom aplikacyjnym nazywają się interfejsem API (Application Program Interface). Poznałeś już API DOS'a - jego przerywania i funkcje. Interfejs Windows nazywa się "Windows API" i to z jego gotowych funkcji właśnie korzystamy. Uruchom program wielokrotnie (min. 4 razy). Wykonaj 4 - 6 razy czynności oznaczone powyżej trzema gwiazdkami *** . Ponieważ nie

- 364-

zażądaliśmy, by okno programu było zawsze "na wierzchu" (on top) - po każdym kolejnym uruchomieniu (nie musisz nic robić - nastąpi to automatycznie - zadba o to Menedżer Windows) poprzednie okno programu zniknie. Jeśli po czwartym (piątym) uruchomieniu programu zredukujesz okno Menedżera Programów do ikony (np. [-] i "do ikony" z menu systemowego) - okaże się, że "pod spodem" stale widać kaskadę okien naszej aplikacji WIN1.EXE (patrz rys. poniżej). Na rysunkach poniżej przedstawiono kolejne stadia pracy z naszą PIERWSZĄ APLIKACJĄ. Aplikacja WIN1.EXE została wyposażona w ikonkę systemową (znane Ci okienko). Ikonka jest transparentna (półprzezroczysta) i możemy ją także metodą drag and drop przenieść w dowolne miejsce - np. do roboczego okna naszej aplikacji. Zwróć uwagę także na towarzyszący nazwie programu napis "inactive" (nieaktywna). Chodzi o to, że program zrobił już wszystko, co miał do zrobienia i zakończył się. DOS dołożyłby standardowo funkcję zwolnienia pamięci i zakończył program. W Windows niestety okienko nie zamknie się samo w sposób standardowy. W Windows, jak wiesz, możemy mieć otwarte jednocześnie wiele okien programów a aktywne jest (tylko jedno) zawsze to okno, do którego przekażemy tzw. focus. Okno to można rozpoznać po ciemnym pasku tytułowym. Właśnie z przyjęcia takiego sposobu podziału zasobów Windows pomiędzy aplikacje wynika skutek praktyczny - okno nie zamknie się automatycznie po zakończeniu programu - lecz wyłącznie na wyrażne życzenie użytkownika. API Windows zawiera wiele gotowych funkcji (np. CloseWindow() - zamknij okno, DestroyWindow() - skasuj okno i in.), z których może skorzystać programista pisząc aplikację. Nie jesteśmy więc całkiem bezradni. Spróbuj skompilować w opisany wyżej sposób i uruchomić pierwszą aplikację w takiej wersji: #include <stdio.h> void main() { printf(" Pierwsza Aplikacja \n Dla MS Windows "); } Jak łatwo się przekonać, całkowicie klasyczny, w pełni nieobiektowy program WIN1.C będzie w Windows działać dokładnie tak samo. Nasze aplikacje nie muszą bynajmniej być całkowicie obiektowe, chociaż zastosowanie obiektowej techniki programowania pozwala zmusić nasz komputer do zdecydowanie wydajniejszego działania. PODSUMUJMY:

- 365-

* Jeśli korzystamy wyłącznie ze standardowych zasobów środowiska Windows, tworzenie aplikacji dla Windows nie musi być wcale trudniejsze od tworzenia aplikacji DOS'owskich. * Czy aplikacja ma być przeznaczona dla DOS, czy dla Windows możemy zdecydować "w ostatniej chwili" ustawiając odpowiednio robocze parametry kompilatora C++: Options | Applications... | DOS standard albo Options | Applications... | Windows EXE * Aplikacje skompilowane do wersji DOS'owskiej możemy uruchamiać wewnątrz kompilatora DOS'owskiego rozkazem Run | Run. * Aplikacje skompilowane (ściślej - skonsolidowane) do wersji okienkowej możemy uruchamiać wewnątrz Windows z poziomu Menedżera Plików bądź Menedżera Programów rozkazem Uruchom z menu Plik. * Dodatkowe pliki nagłówkowe .H i biblioteki .LIB .DLL znajdują się w katalogach \BORLANDC\INCLUDE \BORLANDC\OWL\INCLUDE \BORLANDC\LIB \BORLANDC\OWL\LIB Ścieżki dostępu do tych katalogów należy dodać do roboczych katalogów kompilatora w okienku Options | Directories... * Aplikacje nie korzystające z funkcji Windows API nie muszą dołączać okienkowych plików nagłówkowych. Jeśli jednak zechcemy zastosować funkcje i dane (stałe, struktury, obiekty, itp.) wchodzące w skład: - Windows API - Windows Stock Objects - obiekty "ze składu Windows" - biblioteki klas Object Windows Library należy dołączyć odpowiedni plik nagłówkowy: #include <windows.h> #include <windowsx.h> #include <owl.h> TYPOWE BŁĘDY I KŁOPOTLIWE SYTUACJE: * Należy pamiętać o ustawieniu właściwych katalogów roboczych kompilatora Options | Directories... * Przy bardziej skomplikowanych aplikacjach może wystąpić potrzeba dobrania innego (zwykle większego) modelu pamięci. Modelem domyślnym jest model Small. Inne parametry pracy kompilatora ustawia się podobnie za pomocą menu Options. ________________________________________________________________

- 366-

LEKCJA 38. KORZYSTAMY ZE STANDARDOWYCH ZASOBÓW Windows. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak korzystać z zasobów Windows bez potrzeby wnikania w wiele szczególów technicznych interfejsu aplikacji - Windows API. ________________________________________________________________ Ponieważ nasze programy mogą korzystać ze standardowych zasobów Windows, na początku będziemy posługiwać się okienkami standardowymi. Począwszy od aplikacji WIN3.EXE "rozszerzymy ofertę" do dwu podstawowych typów: * Standardowe główne okno programu (Default main window). To takie właśnie okno, jakie dostały nasze pierwsze aplikacje WIN1.EXE. * Okienkiem dialogowym (Dialog box), a dokładniej najprostszym rodzajem okienek dialogowych - tzw. okienkami komunikatów - Message Box. Zastosowanie okienka dialogowego pozwoli nam na wprowadzenie do akcji klawiszy (buttons). ________________________________________________________________ UWAGA: Niestety nie wszystkie tradycyjne funkcje typu printf(), scanf(), gets() itp. zostały zaimplementowane dla Windows! Pisząc własne programy możesz przekonać się o tym dzięki opisowi funkcji w Help. Funkcję należy odszukać w Help | Index. Oprócz przykładu zastosowania znajdziesz tam tabelkę typu: DOS Unix Windows ANSI C C++ Only cscanf Yes fscanf Yes Yes Yes Yes scanf Yes Yes Yes sscanf Yes Yes Yes Yes [Yes] oznacza "zaimplementowana". Dlatego właśnie w dalszych programach przykładowych dla wersji 3.0 należy np. stosować np. makro getchar() zamiast tradycyjnego getch() zaimplementowane dla Windows już w wersji BC++ 3.0. ________________________________________________________________ Dla przykładu spróbujmy skompilować i uruchomić w środowisku Windows jeden z wcześniejszych programów - tabliczkę mnożenia. Zwróć uwagę na dołączony dodatkowy plik WINDOWS.H i nowy typ wskaźnika. Zamiast zwykłego char *p ... LPSTR p ... LPSTR - to Long Pointer to STRing - daleki wskaźnik do łańcucha tekstowego. Jest to jeden z "ulubionych" typów Windows.

- 367-

/* WIN2.CPP: */ /* - Tablica dwuwymiarowa - Wskazniki do elementów tablicy */ #include <windows.h> #include <iostream.h> #include <stdio.h> int T[10][10], *pT, i, j, k; char spacja = ' '; LPSTR p1 = " TABLICZKA MNOZENIA (ineksy)\n"; LPSTR p2 = " Inicjujemy i INKREMENTUJEMY wskaznik:\n"; LPSTR p3 = "... nacisnij cokolwiek (koniec)..."; void main() { printf(p1); for (i = 0; i < 10; i++) { for (j = 0; j < 10; j++) { T[i][j] = (i + 1)*(j + 1); if (T[i][j] < 10) cout << T[i][j] << spacja << spacja; else cout << T[i][j] << spacja; } cout << '\n'; } printf(p2); pT = &T[0][0]; for (k = 0; k < 10*10; k++) { if (*(pT+k) < 10) cout << *(pT + k) << spacja << spacja; else cout << *(pT + k) << spacja; if ((k + 1)%10 == 0) cout << '\n'; } printf(p3); getchar(); } Wybraliśmy dla aplikacji standardowe główne okno (Main Window), ponieważ istnieje potrzeba pionowego przewijania okna w celu przejrzenia pełnego wydruku obu tablic. [???] Dlaczego ten tekst jest nierówny??? ________________________________________________________________ Niestety, znaki w trybie graficznym Windows nie mają stałej szerokości (jak było to w trybie tekstowym DOS). Niektóre aplikacje przeniesione ze środowiska DOS będą sprawiać kłopoty. ________________________________________________________________ APLIKACJE DWUPOZIOMOWE.

- 368-

Zastosujemy teraz najprostszy typ okienka dialogowego - okienko kamunikatów (Message Box), nasze następne aplikacje mogą być już nie jedno- a dwupoziomowe. Typowe postępowanie okienkowych aplikacji bywa takie: * program wyświetla w głównym oknie to, co ma do powiedzenia; * aby zadawać pytania stosuje okienka dialogowe, bądź okienka komunikatów; * funkcja okienkowa (u nas MessageBox()) zwraca do programu decyzję użytkownika; * program główny analizuje odpowiedź i podejmuje w głównym oknie stosowne działania. Prześledźmy ewolucję powstającej w taki sposób aplikacji. STADIUM 1. Tekst w głównym oknie. Zaczniemy tworzenie naszej aplikacji tak: /* WINR1.CPP: */ /* Stadium 1: Dwa okienka w jednym programie */ # include <stdio.h> # include <windows.h> char *p1 = "Teraz dziala \n funkcja \n MessageBox()"; char *p2 = "START"; int wynik; void main() { printf(" Start: Piszemy w glownym oknie \n"); printf(" ...nacisnij cosik..."); getchar(); MessageBox(0, p1, p2, 0); printf("\n\n\n Hello World dla WINDOWS!"); printf("\n\t...dowolny klawisz... "); getchar(); } Moglibyśmy zrezygnować z metod typowych dla aplikacji DOSowskich i zatrzymania (i zapytania) makrem getchar() (odpowiednik getch() dla Windows). To działanie możemy z powodzeniem powierzyć funkcji okienkowej MessageBox(). Funkcja MessageBox() pobiera cztery parametry: int Message Box(hwndParent, lpszText, lpszTitle, Style) HWND hwndParent - identyfikator macieżystego okna (głównego okna aplikacji). Ponieważ nie wiemy póki co pod jakim numerem (identyfikatorem) Windows zarejestrują naszą aplikację -

- 369-

wpisujemy 0 LPCSTR lpszText - daleki wskaźnik do łańcucha tekstowego wewnątrz okienka. LPCSTR lpszTitle - daleki wskażnik do łańcucha tekstowego - tytułu okienka komunikatu. UINT Style - UINT = unsigned int; numer określający zawartość okienka. int Return Value - identyfikator klawisza, który wybrał użytkownik w okienku komunikatu. [!!!] UWAGA ________________________________________________________________ Deklaracje wskaźników do tekstów powinny wyglądać tak: LPCSTR p1 = "Napis1", p2 = "Tekst2"; ale C++ może samodzielnie dokonać forsowania typów i zamienić typ char* na typ LPCSTR (lub LPSTR). ________________________________________________________________ /* WINR2.CPP: */ /* Stadium 2: Dwa okienka ze zmienną zawarością */ # include <windows.h> # include <stdio.h> char *p2, *p1 = "Dopisywanie:"; char napisy[4][20] = { "Borland ", "C++ ", "dla ", "Windows" }; void main() { printf("\n\n\n Hello World dla WINDOWS!"); printf("\n AUTOR: ..................."); for( int i = 0; i < 4; i++) { p2 = &napisy[i][0]; MessageBox(0, p2, p1, MB_OK); printf("\n %s", napisy[i]); } MessageBox(0, "I to juz \n wszystko...", "KONIEC", MB_OK); } W tym stadium stosujemy: - główne okno aplikacji - dwa okienka komunikatów (Dopisywanie i KONIEC) - jeden klawisz - [OK] Łańcuchy tekstowe przeznaczone do pola tekstowego okienka pobierane są z tablicy napisy[4][20] (cztery napisy po max. 20 znaków) przy pomocy wskaźnika p2. MB_OK to predefiniowana stała (Message Box OK - key identifier - identyfikator klawisza [OK] dla okienek komunikatów). /* WINR3.CPP: */ /* Stadium 3: Dwa okienka sterują pętlą */

- 370-

# include <windows.h> # include <stdio.h> char *p2, *p1 = "Dopisywanie:"; char napisy[4][20] = { "Borland ", "C++ ", "dla ", "Windows" }; void main() { printf("\n\n\n Hello World dla WINDOWS!"); printf("\n AUTOR: ..................."); for( int i = 0; i < 4; i++) { p2 = &napisy[i][0]; if( MessageBox(0, p2, p1, MB_ICONSTOP | MB_OKCANCEL) == IDOK) printf("\n %s", napisy[i]); else printf("\n ...?"); } MessageBox(0, "I to juz \n wszystko...", "KONIEC", MB_OK); } W tym stadium stosujemy: - główne okno aplikacji - dwa okienka komunikatów (Dopisywanie i KONIEC) - dwa klawisze - [OK] i [Anuluj] (OK/Cancel) - jedną ikonę [STOP] Zwróć uwagę, że tym razem sprawdzamy, który klawisz wybrał użytkownik w okienku. Odbywa się to tak: if( MessageBox(0, p2, p1, MB_ICONSTOP | MB_OKCANCEL) == IDOK) IDOK jest predefiniowaną stałą - kodem klawisza [OK] (ang. OK-key IDentifier - identyfikator klawisza OK). Identyfikatory różnych zasobów Windows są liczbami całkowitymi. Jeśli jesteś dociekliwy Czytelniku, możesz sprawdzić - jaki numer ma klawisz [OK] rozbudowując tekst aplikacji np. tak: int Numer; ... Numer = MessageBox(0, p2, p1, MB_ICONSTOP | MB_OKCANCEL); printf("\nKlawisz [OK] ma numer: %d", Numer); if(Numer == IDOK) ... Zwróć uwagę na sposób wykorzystania zasobów w funkcji MessageBox(). Identyfikatory zasobów, które chcemy umieścić w okienku są wpisywane jako ostatni czwarty argument funkcji i mogą być sumowane przy pomocy znaku | (ang. ORing), np.: MessageBox(0,..,.., MB_ICONSTOP | MB_OKCANCEL);

- 371-

oznacza umieszczenie ikony STOP i klawiszy [OK] i [Anuluj]. Kod zwracany przez funkcję może być wykorzystywany we wszelkich konstrukcjach warunkowych (switch, case, for, while, if-else, itp.). /* WINR4.CPP: */ /* Stadium 4: Okienka sterują 2 pętlami, przybywa zasobów. */ # include <windows.h> # include <stdio.h> char *p2, *p1 = "Dopisywanie:"; char *p3 = "I to by bylo na tyle...\n Konczymy ???"; char *p4 = "UWAGA: KONIEC ?"; char napisy[5][20] = { "Borland ", "C++ ", "dla ", "Microsoft", "Windows" }; main() { printf("\n\n\n Grafoman dla WINDOWS!"); printf("\n AUTOR: (jak wyzej)"); puts("_____________________________\n"); do { for( int i = 0; i < 5; i++) { p2 = &napisy[i][0]; if( MessageBox(0, p2, p1, MB_ICONSTOP | MB_OKCANCEL) == IDOK) printf("\n %s", napisy[i]); else printf("\n ...?"); } } while (MessageBox(0,p3,p4,MB_ICONQUESTION | MB_OKCANCEL)==IDCANCEL); return 0; } W tym stadium stosujemy: - główne okno aplikacji - dwa okienka komunikatów (Dopisywanie i KONIEC) - dwa klawisze - [OK] i [Anuluj] (OK/Cancel) - dwie ikonki [STOP] i [PYTAJNIK] Tekst jest przewijany w głównym oknie programu i po zakończeniu roboczej części programu i przejściu w stan nieaktywny (inactive) możesz przy pomocy paska przewijania pionowego obejrzeć napisy - historię Twoich zmagań z programem. Zwróć uwagę, że pojemność głównego okna jest ograniczona. Jeśli napisów będzie zbyt dużo, tekst przewinięty poza okno może ulegać obcięciu (ang clip on). Zwróć również uwagę na naprzemienne przekazywanie aktywności (focus) pomiędzy oknami aplikacji:

- 372-

MainWindow <-----> MessageBox Warto w tym momencie zwrócić uwagę na kilka typowych dla okienkowych aplikacji mechanizmów. * Jeśli naciśniemy klawisz na klawiaturze, bądź klawisz myszki, obsługa takiego zdarzenia może następować na dwa sposoby. Najpierw Windows pobierają kod klawisza i dokonują "kolejkowania" (podobnie jak DOS-owski bufor klawiatury). Następnie przekazują kod klawisza aplikacji do obsługi. Jeśli aplikacja czeka na klawisz i potrafi obsłużyć takie zdarzenie (np. funkcja MessageBox(), bądź makro getchar(), czy operator cin >> w programie głównym), obsługa zdarzenia zostaje zakończona. Jeśli aplikacja nie potrafi obsłużyć zdarzenia - obsługa przekazywaba jest stadardowym funkcjom obsługi (Event Handler) Windows. * Kiedy na ekranie pojawia się okienko dialogowe (tu: komunikatów) zostaje mu przekazany tzw. focus - czyli aktywność. Naciśnięcie [Entera] spowoduje zadziałanie tego klawisza w okienku, który właśnie ten focus otrzymał (tu zwykle pierwszego z lewej). * jeśli naciśniemy klawisz specjalny, którego obsługę w sposób standardowy powinny załatwiać Windows - obsługa takiego zdarzenia zostaje przekazana domyślnej funkcji Windows (ang. Default Event Handler). Tak jest w przypadku klawiszy ze strzałkami (przewijanie w oknie), [Tab], [Alt]+[F4], itp. /* WINR5.CPP: */ /* Stadium 5: Zmiana wielkości i nazwy okienka. */ # include <windows.h> # include <iostream.h> # include <string.h> char tytul[80] = "Dopisywanie: "; char *p0, *p2; char *p1 = "UWAGA: Ponawianie proby \n oznacza: WYDRUKUJE I ZAPYTAM"; char *p3 = "I to by bylo na tyle...\n Konczymy ???"; char *p4 = "UWAGA: KONIEC ?"; char napisy[5][20] = { "Borland ", "C++ ", "dla ", "Microsoft", "Windows" }; main() { cout << "\n\n\n Grafoman dla WINDOWS!"; cout << "\n AUTOR: (jak wyzej)"; cout << "\n_____________________________\n"; p0 = &tytul[0]; do { for( int i = 0; i < 5; i++)

- 373-

{ p2 = &napisy[i][0]; strcat(p0, p2); int decyzja = MessageBox(0, p1, p0, MB_ICONHAND | MB_ABORTRETRYIGNORE); if (decyzja == IDABORT) break; else if (decyzja == IDRETRY) { cout << "\n " << napisy[i]; i--; } else if (decyzja == IDIGNORE) { cout << "\n ...?"; continue; } } } while (MessageBox(0, p3, p4, MB_ICONQUESTION | MB_OKCANCEL) == IDCANCEL); return 0; } W Stadium 5 zmienia się (rośnie) nagłówek okienka komunikatów. UWAGA: Po wyjściu za ekran nastąpi załamanie programu. Program nie zawiera handlera obsługującego przekroczenia dopuszczalnej długości. Rysunek poniżej przedstawia różne stadia działania opisanych powyżej aplikacji. Jeśli postanowisz napisać praktyczną aplikację dla Windows, jest to zwykle program znacznie dłuższy, w którym trzeba przemyśleć sposób organizacji pętli, wyrażeń warunkowych i sposoby wykorzystania zasobów. [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ Okienka mogą być "modalne" i "nie-modlane". Okienko "modalne" to takie okienko, które do momentu jego zamknięcia uniemożliwia użytkownikowi działania w innych oknach (tej samej aplikacji, bądź innych aplikacji) znajdujących się na ekranie. W ramach parametru Styl możesz stosować predefiniowane stałe MB_APPMODAL MB_TASKMODAL itp. określające stopień "modalności" okienka (na poziomie zadania - TASK, aplikacji - APP, itp.). ________________________________________________________________

- 374-

LEKCJA 39. STRUKTURA PROGRAMU PROCEDURALNO - ZDARZENIOWEGO PRZEZNACZONEGO DLA WINDOWS. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji poznasz ogólną budowę interfejsu API Windows i dowiesz się, co z tego wynika dla nas - autorów programów przeznaczonych dla Windows. ________________________________________________________________ W przeciwieństwie do długich liniowych programów przeznaczonych dla DOS, w naszych programach dla Windows będziemy pisać coś na kształt krótkich odcinków programu i przekazywać sterowanie Windows. Jest to bardzo ważna cecha - kod programu jest zwykle silnie związany z Windows w taki sposób, że użytkownik może w dużym stopniu decydować o sposobie (kolejności) wykonywania programu. Praktycznie robi to poprzez wybór opcji-klawiszy w dowolnej kolejności. Przy takiej filozofii w dowolnym momencie powinniśmy mieć możliwość przełączenia się do innego programu (innego okna) i nasz program powinien (bez zauważalnej zwłoki) przekazać sterowanie, nie zagarniając i nie marnując czasu CPU. Z tego powodu kod programu powinien być bardzo "zmodularyzowany". Każda sekcja kodu powinna być odseparowana i każda, po wykonaniu powinna przekazywać sterowanie do Windows. NOTACJA WĘGIERSKA I NOWE TYPY DANYCH. Tworzenie zdarzeniowych programów dla Windows wymaga kilku wstępnych uwag na temat nowych typów danych. Okienkowe typy są definiowane w plikach nagłówkowych (WINDOWS.H, WINDOWSX.H, OWL.H itp) i mają postać najczęściej struktury, bądź klasy. Typowe sposoby deklaracji w programach okienkowych są następujące: HWND hWnd - WiNDow Handle - identyfikator okna HWND hWnd - typ (predefiniowany), hWnd - zmienna HINSTANCE hInstance - Instance Handle - identyfikator danego wystąpienia (uruchomienia) programu PAINTSTRUCT - struktura graficzna typu PAINTSTRUCT ps - nasza robocza struktura (zmienna) WNDCLASS - struktura (a nie klasa wbrew mylącej nazwie) POINT - struktura (współrzędne punktu - piksela na ekranie) RECT - struktura (współrzędne prostokąta) BOOL - typ signed int wykorzystywany jako flaga (TRUE/FALSE) WORD - unsigned int DWORD - unsigned long int LONG - long int HANDLE, HWND, HINSTANCE - unsigned int (jako nr - identyfikator) UINT - j. w. - unsigned int. W programach okienkowych stosuje się wiele predefiniowanych stałych, których znaczenie sugeruje przedrostek i nazwa, np: WM_CREATE - Windows Message: Create! - Komunikat Windows: Utworzyć! (np. okno) WS_VISIBLE - Window Style: Visible - Styl Okna: Widoczne

- 375-

ID_... - IDentifier - IDentyfikator MB_... - Message Box - elementy okienka komunikatów W środowisku Windows stosuje się specjalną notację nazwaną od narodowości swojego wynalazcy Karoja Szimoni - notacją węgierską. Sens notacji węgierskiej polega na dodaniu do nazwy zmiennej określonych liter jako przedrostka (prefix). Litery-przedrostki stosowane w notacji węgierskiej zebrano w Tabeli poniżej. Pomiędzy nazewnictwem Microsofta a Borlanda istnieją wprawdzie drobne rozbieżności, ale ogólne zasady można odnieść zarówno do BORLAND C++ 3+...4+, jak i Microsoft C++ 6...7, czy Visual C++. Notacja węgierska ________________________________________________________________ Prefix Skrót ang. Znaczenie ________________________________________________________________ a array tablica b bool zmienna logiczna (0 lub 1) by unsigned char znak (bajt) c char znak cb count of bytes liczba bajtów cr color reference value określenie koloru cx, cy short (count x, y len.) x-ilość, y-długość (short) dw unsigned long liczba długa bez znaku double word podwójne słowo fn function funkcja pfn pointer to function wsk. do funkcji h handle "uchwyt" - identyfikator i integer całkowity id identifier identyfikator n short or int krótki lub całkowity np near pointer wskaźnik bliski p pointer wskaźnik l long długi lp long pointer wskaźnik typu long int lpfn l. p. to function daleki wskaźn. do funkcji s string łańcuch znaków sz string terminated '\0' łańcuch ASCIIZ tm text metric miara tekstowa w unsigned int (word) słowo x,y short x,y coordinate współrzędne x,y (typ: short) ________________________________________________________________ O PROGRAMOWANIU PROCEDURALNO - ZDARZENIOWYM DLA WINDOWS. W proceduralno-sekwencyjnych programach DOS'owskich sterowanie jest przekazywane mniej lub bardziej kolejno kolejnym instrukcjom w taki sposób, jak życzył sobie tego programista. W Windows program-aplikacja prezentuje użytkownikowi wszystkie dostępne opcje w formie widocznych na ekranie obiektów (visual objects) do wyboru przez użytkownika. Program funkcjonuje zatem według zupełnie innej koncepcji nazywanej "programowaniem zdarzeniowym" (ang. event-driven programming). Można powiedzieć,

- 376-

że za przebieg wykonania programu nie jest odpowiedzialny tylko programista lecz część tej odpowiedzialności przejmuje użytkownik i to on decyduje w jaki sposób przebiega wykonanie programu. Użytkownik może wybrać w dowolnym momencie dowolną spośród wszystkich oferowanych mu opcji a program powinien zawsze zareagować poprawnie i równie szybko. Jest oczywiste, że pisząc program nie możemy przewidzieć w jakiej kolejności użytkownik będzie wybierał opcje/rozkazy z menu. Przeciwnie powiniśmy napisać program w taki sposób by dla każdego rozkazu istniał oddzielny kod. Jest to ogólna koncepcja, na której opiera się programowanie zdarzeniowe. W przeciwieństwie do programów proceduralno - sekwencyjnych, które należy czytać od początku do końca, programy dla Windows muszą zostać pocięte na na mniejsze fragmenty - sekcje - na zasadzie jedna sekcja - obsługa jednego zdarzenia. Jeśli zechcesz wyświetlić napis "Hello, World", sekcja zdarzeniowego programu obsługująca takie zdarzenie może wyglądać np. tak: Funkcja_Obsługi_Komunikatów_o_Zdarzeniach(komunikat) { switch (komunikat_od_Windows) { case WM_CREATE: ... TextOut(0, 0, "Napis: np. Hello world.", dlugosc_tekstu); break; ... case WM_CLOSE: // CLOSE - zamknąć okno .... break; ..................... itd. } a w przypadku obiektowego stylu programowania - metoda obsługująca to zdarzenie (należąca np. do obiektu Obiekt_Główne_Okno - TMainWindow) może wyglądać np. tak: void TMainWindow::RysujOkno() { TString Obiekt_napis = "Hello, World"; int dlugosc_tekstu = sizeof(Obiekt_napis); TextOut(DC, 10, 10, Obiekt-napis, dlugosc_tekstu); } Taki fragment kodu programu jest specjalnie przeznaczony do obsługi jednego zdarzenia (ewent-ualności). W okienku wykonuje się operacja PAINT (maluj). "Malowanie" okna może się odbywać albo po raz pierwszy, albo na skutek przesunięcia. Programy zdarzeniowe tworzone w C++ dla Windows będą zbiorem podobnych "kawałków" następujących w tekście programu sekcja za sekcją. Oto jak działa program zdarzeniowy: kod programu, podzielony na sekcje obsługujące poszczególne zdarzenia koncentruje się wokół interfejsu.

- 377-

FUNKCJE WinMain() i WindowProc(). W programach pisanych w standardowym C dla Windows używane są dwie najważniejsze funkcje: WinMain() i WindowProc(). ________________________________________________________________ UWAGA: Funkcji WindowProc() można nadać dowolną nazwę, ale WinMain() musi się zawsze nazywać WinMain(). Jest to nazwa zastrzeżona podobnie jak main() dla aplikacji DOSowskich. ________________________________________________________________ Funkcja WinMain() powoduje utworzenie okna programu umożliwiając zdefiniowanie i zarejestrowanie struktury "okno" (struct WNDCLASS) a następnie powoduje wyświetlenie okna na ekranie. Od tego momentu zarządzanie przejmuje funkcja WindowProc(). W typowej proceduralno - zdarzeniowej aplikacji dla Windows to właśnie funkcja WindowProc() obsługuje pobieranie informacji od użytkownika (np. naciśnięcie klawisza lub wybór z menu). Funkcja WindowProc() robi to dzięki otrzymywaniu tzw. komunikatów (ang. Windows message). W Windows zawsze po wystąpieniu jakiegoś zdarzenia (event) następuje przesłanie komunikatu (message) o tym zdarzeniu do bieżącego aktywnego w danym momencie programu w celu poinformowania go, co się stało. Jeśli został naciśnięty klawisz, komunikat o tym zdarzeniu zostanie przesłany do funkcji WindowProc(). Tak funkcjonuje interfejs pomiędzy aplikacją a Windows. W programach tworzonych w C prototyp funkcji WindowProc() wygląda następująco: LONG FAR PASCAL WindowProc(HWND hWnd, WORD Message, WORD wParam, LONG lParam); Słowa FAR i PASCAL oznaczają, że: FAR - kod funkcji znajduje się w innym segmencie niż kod programu; PASCAL - kolejność odkładania argumentów na stos - odwrotna (jak w Pascalu). ________________________________________________________________ UWAGA: Prototyp funkcji może zostać podany również tak: LONG FAR PASCAL WndProc(HWND, unsigned, WORD, LONG); ________________________________________________________________

- 378-

Pierwszy parametr hWnd jest to tzw. identyfikator okna (ang. window handle). Ten parametr zawiera informację, dla którego okna przeznaczony jest komunikat. Zastosowanie takiego identyfikatora jest celowe, ponieważ funkcje typu WindowProc() mogą obsługiwać przesyłanie komunikatów do wielu okien. Jeśli okien jest wiele, okno jest identyfikowane przy pomocy tego właśnie identyfikatora (numeru). Następny parametr to sam komunikat o długości jednego słowa (word). Ten parametr przechowuje wartość z zakresu zdefiniowanego w pliku nagłówkowym WINDOWS.H. W zależności od tego co się zdarzyło, Windows mogą nam przekazać ok. 150 różnych komunikatów a w tym np.: WM_CREATE Utworzono okno WM_KEYDOWN Naciśnięto klawisz WM_SIZE Zostały zmienione wymiary okna WM_MOVE Okno zostało przesunięte WM_PAINT Okno należy narysować (powtórnie) - (re)draw WM_QUIT Koniec pracy aplikacji itp. Przedrostek WM_ to skrót od Windows Message - komunikat Windows. Wymiana komunikatów w środowisku Windows może przebiegać w różny sposób - zależnie od źródła wywołującego generację komunikatu i od charakteru zdarzenia. Ze względu na źródło można komuniakty umownie podzielić na następujące grupy: 1. Działanie użytkownika (np. naciśnięcie klawisza) powoduje wygenerowanie komunikatu. 2. Program - aplikacja wywołuje funkcję Windows i powoduje przesłanie komunikatu do aplikacji. 3. Środowisko Windows przesyła komunikat do programu. 4. Dwie aplikacje związane mechanizmem dynamicznej wymiany danych (Dinamic Data Exchange - DDE) wymieniają komunikaty. Komunikaty Windows można także podzielić umownie na następujące kategorie: 1. Komunikaty dotyczące zarządzania oknami (Windows Managenent Msg.): WM_ACTIVATE (zaktywizuj lub zdezaktywizuj okno), WM_PAINT, WM_MOVE, WM_SIZE, WM_CLOSE, WM_QUIT. Bardzo istotnym szczegółem technicznym jest problem przekazywania aktywności pomiędzy oknami. Szczególnie często występuje potrzeba przekazania aktywności do elementu sterującego. Jeśli hEditWnd będzie identyfikatorem (window handle) okienka edycyjnego:

- 379-

case WM_SETFOCUS: SetFocus(hEditWnd); break; funkcja SetFocus() spowoduje, że wszystkie komunikaty dotyczące zdarzeń klawiatury będą kierowane do okna sterującego, jeżeli okno macieżyste jest aktywne. Ponieważ zmiana rozmiaru okna głównego nie pociąga za sobą automatycznej zmiany rozmiaru okna sterującego, potrzebna jest dodatkowo obsługa wiadomości WM_SIZE wobec okna elementu sterującego. 2. Komunikaty inicjacyjne dotyczące konstrukcji np. menu aplikacji: WM_INITMENU - zainicjuj menu (wysyłany przed zainicjowaniem), WM_INITDIALOG - zainicjuj okienko dialogowe. 3. Komunikaty generowane przez Windows w odpowiedzi na wybór rozkazu z menu, zegar, bądź naciśnięcie klawisza: WM_COMMAND - wybrano rozkaz z menu, WM_KEYDOWN - naciśnięto klawisz, WM_MOUSEMOVE - przesunięto myszkę, WM_TIMER - czas minął. 4. Komunikaty systemowe. Aplikacja nie musi odpowiadać na rozkazy obsługiwane przez domyślną procedurę Windows - DefWindowProc(). Szczególnie dotyczy to rozkazów nie odnoszących się do roboczego obszaru okna - Non Client Area Messages. 5. Komunikaty schowka (Clipborad Messages). Sens działania funkcji WindowProc() w C/C++ polega na przeprowadzeniu analizy, co się stało i podjęciu stosownej akcji. Można to realizować przy pomocy drabinki if-else-if, ale najwygodniejsze jest stosowanie instrukcji switch. LONG FAR PASCAL WindowProc(HWND hWnd, WORD Message, WORD wParam, LONG lParam) { switch (Message) { case WM_CREATE: ..... break; /* Koniec obsługi komunikatu WM_CREATE */ case WM_MOVE: .... /* Kod obsługi komunikatu WM_MOVE */ break; /* Koniec obsługi WM_MOVE. */ case WM_SIZE: .... /* Kod obsługi sytuacji WM_SIZE */ break; /* Koniec obsługi WM_SIZE */ .......... /* Inne, pozostałe możliwe sytuacje */ case WM_CLOSE: /* Zamknięcie okna */ ....

- 380-

break; default: /* wariant domyślny: standardowa obsługa .... przez standardową funkcję Windows */ } } ________________________________________________________________ UWAGA: Ponieważ komunikatów "interesujących" daną aplikację może być ponad 100 a sposobów reakcji użytkownika jeszcze więcej, w "poważnych" aplikacjach tworzone są często struktury decyzyjne o większym stopniu złożoności. Jeśli istnieje potrzeba optymalizacji działania programów stosuje się struktury dwu typów: * hierarchia wartości (Value Tree) i * drzewo analizy zdarzeń (Event Tree). Utworzone w taki sposób tzw. "Drzewo decyzyjne" nazywane także "Drzewem analizy zdarzeń" może być wielopoziomowe. Widoczny powyżej pierwszy poziom drzewa (pierwszy przesiew) realizowany jest zwykle przy pomocy instrukcji switch a następne przy pomocy drabinek typu if-else-if-break. Schemat if-else-if-break często bywa zastępowany okienkami dialogowymi. ________________________________________________________________ Parametry wParam i lParam przechowują parametry istotne dla danego komunikatu. wParam ma długość pojedynczego słowa (word) a lParam ma długość podwójnego słowa (long). Jeśli, dla przykładu, okno zostało przesunięte, te parametry zawierają nowe współrzędne okna. Jeżeli program ma być programem zdarzeniowym, powinniśmy przed podjęciem jakiejkolwiek akcji zaczekać aż Windows przyślą nam komunikat o tym, jakie zdarzenie nastąpiło. Wewnątrz Windows tworzona jest dla komunikatów kolejka (ang message queue). Dzięki istnieniu kolejkowania otrzymujemy komunikaty pobierane z kolejki pojedynczo. Jeśli użytkownik przesunie okno a następnie przyciśnie klawisz, to Windows wywołają funkcję WindowProc() najpierw z parametrem WM_MOVE a następnie z parametrem WM_KEYDOWN. Jednym z najważniejszych zadań funkcji WinMain() jest utworzenie kolejki dla komunikatów i poinformowanie Windows, że komunikaty do naszego programu należy kierować pod adresem funkcji WindowProc(). W tym celu stosuje się daleki wskaźnik do procedury okienkowej lpfn (Long Pointer to Function). Poza tym funkcja WinMain() tworzy okno (okna) i wyświetla je na ekranie w pozycji początkowej. Kiedy program zostaje po raz pierwszy załadowany i uruchomiony - Windows najpierw wywołują funkcję

- 381-

WinMain(). Windows manipulują komunikatami posługując się strukturą MSG (od messages - komunikaty). Struktura MSG jest zdefiniowana w pliku WINDOWS.H w następujący sposób: typedef struct tagMSG { HWND hwnd; WORD message; WORD wParam; LONG lParam; DWORD time; POINT pt; } MSG; Na pierwszym polu tej struktury znajduje się "identyfikator" (kod) okna, dla którego przeznaczony jest komunikat (każdy komunikat może być przesłany tylko do jednego okna). Na drugim polu struktury przechowywany jest sam komunikat. Komunikat jest zakodowany przy pomocy predefiniowanych stałych w rodzaju WM_SIZE, WM_PAINT czy WM_MOUSEMOVE. Kolejne dwa pola służą do przechowania danych-parametrów towarzyszących każdemu komunikatowi: wParam i lParam. Na następnym polu przechowywany jest w zakodowanej postaci czas - moment, w którym wystąpiło zdarzenie. Na polu pt przechowywane są współrzędne kursora myszki na ekranie w momencie w którym został wygenerowany komunikat o wystąpieniu zdarzenia. Należy zwrócić tu uwagę, że typ POINT oznacza strukturę. Struktura POINT (punkt) w Windows wygląda tak: typedef struct tagPOINT { int x; int y; } POINT; Aby mieć pewność, że otrzymaliśmy wszystkie komunikaty, które zostały do nas skierowane, w programie wykonywana jest pętla pobierania komunikatów (message loop) wewnątrz funkcji WinMain(). Na początek wywoływana jest zwykle okienkowa (czyli należącą do Windows API) funkcja GetMessage(). Ta funkcja wypełnia strukturę komunikatów i zwraca wartość. Zwracana przez funkcję wartość jest różna od zera, jeżeli otrzymany właśnie komunikat był czymkolwiek za wyjątkiem WM_QUIT. Komunikat WM_QUIT jest komunikatem kończącym pracę każdej aplikacji dla Windows. Jeśli otrzymamy komunikat WM_QUIT powinniśmy przerwać pętlę pobierania komunikatów i zakończyć pracę funkcji WinMain(). Taka sytuacja oznacza, że więcej komunikatów nie będzie. Po uwzględnieniu tych warunków pętla może wyglądać tak: int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, \ LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow) ....

- 382-

while(GetMessage(&msg,NULL,0,0)) //Poki nie otrzymamy WM_QUIT { .... } Po naciśnięciu przez użytkownika klawisza generowany jest komunikat WM_KEYDOWN. Jednakże z faktu otrzymania komunikatu WM_KEYDOWN nie wynika, który klawisz został przyciśnięty, czy była to duża, czy mała litera. Funkcję TranslateMessage() (PrzetłumaczKomunikat) stosuje się do przetłumaczenia komunikatu WM_KEYDOWN na komunikat WM_CHAR. Komunikat WM_CHAR przekazuje przy pomocy parametru wParam kod ASCII naciśniętego klawisza. Funkcję TranslateMessage() stosujemy w pętli pobierania komunikatów tak: int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, \ LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow) .... while(GetMessage(&msg, 0, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg); .... } W tym stadium program jest gotów do przesłania komunikatu do funkcji - procedury okienkowej WindowProc(). Posłużymy się w tym celu funkcją DispatchMessage() (ang. dispatch - odpraw, przekaż, DispatchMessage = OtprawKomunikat). Funkcja WinMain() poinformowała wcześniej Windows, że odprawiane komunikaty powinny trafić właśnie do WindowProc(). while(GetMessage(&msg, NULL, NULL, NULL)) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); } Tak funkcjonuje pętla pobierająca komunikaty od Windows i przekazująca je funkcji WindowProc(). Pętla działa do momentu pobrania komunikatu WM_QUIT (Koniec!). Otrzymanie komunikatu WM_QUIT powoduje przerwanie pętli i zakończenie pracy programu. Komunikaty systemowe (system messages), które są kierowane do Windows także trafiają do tej pętli i są przekazywane do WindowProc(), ale ich obsługą powinna się zająć specjalna funkcja DefWindowProc() - Default Window Procedure, umieszczona na końcu (wariant default). Jest to standardowa dla aplikacji okienkowych postać pętli pobierania komunikatów. Jak widać, wymiana informacji pomiędzy użytkownikiem, środowiskiem a aplikacją przebiega tu trochę inaczej niż w DOS. Program pracujący w środowisku tekstowym DOS nie musi np.

- 383-

rysować własnego okna. [Z] ________________________________________________________________ 1. Uruchom Windows i popatrz świadomym, fachowym okiem, jak przebiega przekazywanie aktywności (focus) między okienkami aplikacji. ________________________________________________________________

- 384-

LEKCJA 40. JAK TWORZY SIĘ APLIKACJĘ DLA Windows? ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji dowiesz się, jak "poskładać" aplikację dla Windows z podstawowych funkcji interfejsu API i jakie komunikaty są najważniejsze dla naszych aplikacji. ________________________________________________________________ Przy tworzeniu programu zwróćmy szczególną uwagę na to, co dzieje się w programie po otrzymaniu komunikatu WM_PAINT (należy narysować okno). Jest to żądanie ze strony Windows, by program narysował obszar roboczy (client area) swojego okna. Program otrzyma komunikat WM_PAINT zawsze na początku, kiedy powinien narysować swoje okno po raz pierwszy i później powtórnie, za każdym razem, gdy trzeba będzie odtworzyć okno na ekranie. Jeśli inne okno przesuwane po ekranie przysłoni okno naszego programu, po odsłonięciu naszego okna Windows prześlą do programu komunikat WM_PAINT - odtwórz swoje okno - narysuj go powtórnie (redraw, repaint). Jeśli zechcemy wyprowadzić na ekran napis "Hello World" także będziemy musieli narysować okno od nowa. Nie zawsze "odświeżenia" wymaga całe okno. W każdej z sytuacji: - całe okno zostało przysłonięte i odsłonięte - część okna wymaga odświeżenia - okno jest rysowane po raz pierwszy Windows prześlą do programu ten sam komunikat - WM_PAINT. Jeśli odtworzenia wymaga tylko część okna, taka część okna nazywa się nieważną-nieaktualną (ang. invalid). W Windows takie nieaktualne fragmenty okna zawsze mają kształt prostokątów. Wyobraźmy sobie, że jakieś inne okno przesłoniło narożnik okna naszego programu. Jeśli użytkownik usunie to przesłaniające okno, odsłonięty obszar będzie potraktowany przez Windows jako nieaktualny. Windows prześlą do aplikacji komunikat WM_PAINT żądający odtworzenia okna. Żądając odtworzenia okna Windows powinny nas poinformować która część naszego okna została na ekranie "zepsuta". Współrzędne prostokąta na ekranie Windows przekażą przy pomocy specjalnej struktury nazywanej strukturą rysunku (ang. paint structure - PAINTSTRUCT). Strukturę rysunku możemy nazwać w programie np.: PAINSTRUCT ps; W funkcji WindowProc() obsługa komunikatu WM_PAINT rozpoczyna się od wyczyszczenia pól struktury rysunku ps. Struktura predefiniowanego typu PAINTSTRUCT (w WINDOWS.H) zawiera informacje o rysunku. PAINTSTRUCT ps; { switch (Message) { case WM_CREATE: ..... break; case WM_MOVE:

- 385-

.... break; case WM_SIZE: .... break; case WM_PAINT: /* Obsługa rysowania okna */ memset(&ps, 0x00, sizeof(PAINTSTRUCT); .... break; //Koniec obsługi WM_PAINT case WM_CLOSE: .... break; default: ..... } } Następnie pola struktury rysunku zostają wypełnione poprzez okienkową funkcją BeginPaint() - RozpocznijRysowanie. Zwróć uwagę, że do poprawnego działania funkcji potrzebne są informacje o tym, które okno trzeba odświeżyć (Windows powinny wiedzieć wobec którego okna żądamy informacji o "zepsutym" prostokącie) i adres naszej struktury rysunku. Aby przekazać te informacje postępujemy tak: case WM_PAINT: memset(&ps, 0x00, sizeof(PAINTSTRUCT)); hDC = BeginPaint(hWnd, &ps); .... Teraz funkcja BeginPaint() może wypełnić naszą strukturę rysunku ps danymi. Pola struktury typu PAINTSTRUCT wyglądają następująco: typedef struct tagPAINTSTRUCT { HDC hdc; BOOL fErase; RECT rcPaint; BOOL fRestore; BYTE rgbReserved[16]; } PAINTSTRUCT; Przy pomocy pola typu RECT (ang. rectangle - prostokąt) Windows przekazują do programu współrzędne wymiary (ang. dimensions) "zepsutego" na ekranie prostokąta. Typ RECT oznacza następującą strukturę: typedef struct tagRECT { int left; //współrzędna lewa - x int top; //współrzędna górna - y int right; //współrzędna prawa - x int bottom; //współrzędna dolna - y } RECT;

- 386-

Górny lewy róg nieaktualnego prostokąta (invalid rectangle) ma dwie współrzędne (left, top) a dolny prawy róg prostokąta ma współrzędne (right, bottom). Te współrzędne ekranowe mierzone są w pikselach i są to współrzędne względne - względem lewego górnego narożnika okna aplikacji. Lewy górny narożnik okna aplikacji ma więc współrzędne (0,0). Zwróćmy uwagę na wartość zwracaną przez funkcję BeginPaint() - zmienną hDC: case WM_PAINT: memset(&ps, 0x00, sizeof(PAINTSTRUCT)); hDC = BeginPaint(hWnd, &ps); .... Wszystnie operacje graficzne będą wymagać nie kodu okna hWnd a właśnie kodu-identyfikatora kontekstowego hDC. Na początku pracy programu, gdy okno jest rysowane po raz pierwszy, Windows generują komunikat WM_PAINT i cały obszar roboczy okna jest uznawany za nieaktualny. Kiedy program otrzyma ten pierwszy komunikat, możemy wykorzystać to do umieszczenia w oknie np. napisu. Jeśli tekst ma rozpoczynać się od lewego górnego narożnika okna aplikacji, funkcja TextOut() używana w Windows do wykreślania tekstu (w trybie graficznym) powinna rozpoczynać wyprowadzanie tekstu od punktu o (pikselowych) współrzędnych (0,0). case WM_PAINT: ... TextOut(hDC, 0, 0, (LPSTR) "Tekst", strlen("Tekst")); EndPaint(hWnd, &ps); break; Funkcja TextOut() (wyprowadź tekst) pobiera pięć parametrów: hDC - identyfikator-kod prostokąta, który należy narysować x - współrzędna pozioma (w pikselach) y - współrzędna pionowa początku naszego napisu W tym przypadku współrzędne wynoszą (0,0). LPSTR - wskaźnik do łańcucha znaków "Hello world." LPSTR = long pointer to string (wskaźnik typu far). Wskaźnk ten przekazujemy do funkcji poprzez forsowanie typu: ... (LPSTR) "Tekst"; Zgodnie z definicją typu w pliku WINDOWS.H spowoduje to zamianę wskaźnika do łańcucha typu near char* (bliski) na wskaźnik typu far (daleki). Ostatni parametr funkcji to długość wyprowadzanego tekstu - tu obliczana przez funkcję strlen(). Prześledźmy etapy powstawania aplikacji.

- 387-

Funkcja MainWin() rejestruje i tworzy główne okno programu oraz inicjuje globalne zmienne i struktury. Funkcja WinMain() zawiera pętlę pobierania komunikatów. Każdy komunikat przeznaczony dla głównego okna (lub ewentualnych nastepnych okien potomnych) jest pobierany, ewentualnie poddawany translacji i przekazywany do funkcji obsługującej dialog z Windows. Przed zakończeniem programu funkcja WinMain() kasuje utworzone wcześniej obiekty, zwalnia pamięć i pozostałe zasoby. UWAGA: "Obiekty" nie są tu użyte w sensie stosowanym w OOP. "Obiekt" oznacza tu np. strukturę. int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, hPrevInstance, LPSTR lpszCmLine, int nCmdShow) { ... HANDLE hInstance - identyfikator bieżącego pojawienia się danej aplikacji. Ponieważ w Windows program może być uruchamiany wielokrotnie, stosuje sie pojecie tzw. "Instancji" - wystąpienia - uruchomienia programu. HANDLE hPrevInstance - identyfikator poprzedniego wystąpienia danej aplikacji LPSTR lpszCmdLine - daleki wskaźnik do parametrów wywołania programu z linii rozkazu int nCmdShow - sposób początkowego wyświetlenia okna (pełne okno, bądź ikona) Deklaracja struktury typu MSG (Message) do przechowywania komunikatów. MSG msg; Nadanie nazwy aplikacji: strcpy(szAppName, "Nazwa Aplikacji"); Rejestrujemy struktury okien jeśli jest to pierwsze uruchomienie danej aplikacji i sprawdzamy, czy rejestracja powiodła się: if(!PrevInstance) { if((int nRc = RegisterClass() ... Utworzenie głównego okna programu (może się nie udać): hWndMain = CreateWindow(....); if(hWndMain == NULL)

- 388-

{ MessageBox(0, "Klops", "Koniec", MB_OK); return (FALSE); } Wyświetlenie głównego okna na ekranie: ShowWindow(hWndMain, nCmdShow); Pętla komunikatów wykrywająca komunikat WM_QUIT: while(GetMessage(&msg, 0, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); } Główna procedura obsługi okna WindowProc(). Instrukcja switch przełącza do odpowiedniego wariantu działania - obsługi odpowiedniego komunikatu. Muszą tu znajdować sie procedury obsługi wszystkich interesujacych nas działań uzytkownika i ogólnych komunikatow Windows (np. WM_CLOSE). Jeśli wystąpi taki komunikat, którego obsługa nie została przewidziana, obsługa jest przekazywana, do funkcji okienkowej DefWindowProc() - obsługę przejmują Windows. Komunikaty inicjowane przez użytkownika są rozpatrywane zasadniczo jako WM_COMMAND. Rozkaz wybrany z menu lub odpowiadająca mu kombinacja klawiszy jest przekazywana przy pomocy pierwszego parametru komunikatu - wParam. Kod odpowiadający rozkazowi z menu nazywa sie "control menu ID", a identyfikator kombinacji klawiszy - "accelerator ID". Procedura obsługi komunikatów powinna zawierać case (WM_COMMAND): ..... break; Wewnątrz przy pomocy instrukcji switch{...} należałoby rozpatrywać kolejne warianty, wykorzystując identyfikator wybranego z menu rozkazu - ID. Obsługa komunikatow świadczących o wyborze przez użytkownika rozkazu z menu stanowi zwykle główną roboczą cześć programu. LONG FAR PASCAL WindowProc(HWND hWnd, WORD Message, WORD wParam, LONG lParam) { HMENU hMenu=0; /* Identyfikator menu */ HBITMAP hBitmap=0; /* Identyfikator mapy bitowej */ HDC hDC; /* Identyfikator kontekstowy */ PAINSTRUCT ps; /* Struktura rysunku */ int nRc=0; /* Zwrot kodu przez funkcje */ switch (message)

- 389-

{ case WM_CREATE: Gdy okno jest tworzone Windows przesyłają jeden raz komunikat WM_CREATE do okna. Procedura obsługi nowego okna (new window procedure) otrzymuje ten komunikat po utworzeniu okna, ale jeszcze zanim okno pojawi sie na ekranie. lParam - Wskaźnik do struktury CREATESTRUCT o postaci: typedef struct { LPSTR lpCreateParams; HANDLE hInst; HANDLE hMenu; HWND hwndParent; int cy; int cx; int y; int x; LONG style; LPSTR lpszName; LPSTR lpszClass; DWORD dwExStyle; } CREATESTRUCT; */ Kod obsługi powiekszania/zmniejszania case WM_SIZE. wParam zawiera kod operacji - zmniejsz/powiększ lParam zawiera nową wysokość i szerokość okna case WM_PAINT: Pobranie kontekstowego identyfikatora urządzenia. Funkcja BeginPaint() spowoduje w razie potrzeby wysłanie komunikatu WM_ERASEBKGND (Erase Background - skasuj tło). memset(&ps, 0x00, sizeof(PAINTSTRUCT)); hDC = BeginPaint(hWnd, &ps); Set Background Mode - ustaw rodzaj tła (tu: przezroczyste): SetBkMode(hDC, TRANSPARENT); Aplikacja powinna wykreślić obszar roboczy okna posługując sie grafiką GDI i (Graficzny Interfejs Urządzenia - analogia do graficznego standardu BGI w środowisku DOS). Struktura ps typu PAINSTRUCT zwrócona przez BeginPaint() wskazuje prostokąt do zamalowania. Wypisanie tekstu w głównym oknie aplikacji: TextOut(hDC, 0, 0, (LPSTR) "Hello, world.", strlen("Hello, world."));

- 390-

Funkcja TextOut() pracuje w trybie graficznym, więc (podobnie jak inne funkcje graficzne Windows API) otrzymuje jako argument tzw. "kontekst urządzenia" - hDC. Zamykanie okna: case WM_CLOSE: DestroyWindow(hWnd); if (hWnd == hWndMain) PostQuitMessage(0); Jeśli zamknięte zostało główne okno aplikacji, funkcja PostQuitMessage() wysyła do Windows komunikat, że aplikacja zakończyła działanie i okno aplikacji zostało usunięte. W tym stadium stosuje się funkcje PostQuitMessage() i PostAppMessage(). Pozostale przypadki są obsługiwane przez wariant domyślny - default. Przekazanie komunikatu do obsługi przez Windows. default: return (DefWindowProc(hWnd, Message, wParam, lParam)); Funkcja rejestrująca wszystkie klasy wszystkich okien związanych z bieżącą aplikacja (nazwiemy ją roboczo FRegisterClasses()). Jesli operacja sie powiodła - funkcja zwraca kod błędu. int FRegisterClasses(void) { WNDCLASS wndclass; /* Struktura do definiowania klas okien. */ memset(&wndclass, 0x00, sizeof(WNDCLASS)); Ustawienie parametrów okna w strukturze: wndclass.style = CS_HRDRAW | CS_VRDRAW; wndclass.lpfnWindowProc = WindowProc; Dodatkowa pamięć dla klasy Window i obiektów klasy Window. Dołączanie innych zasobów odbywa się przy pomocy funkcji: LoadBitmap() - załaduj mapę bitową LoadIcon() - załaduj ikonkę LoadCurcor(), LoadMenu(), itp. ... wndclass.cbClsExtra = 0; wndclass.cbWndExtra = 0; wndclass.hInstance = hInst; wndclass.hIcon = LoadIcon(NULL, ID_ICON); wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); Utworzenie pędzla (brush) dla tła: wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) (COLOR_WINDOW + 1); wndclass.lpszMenuName = szAppName; wndclass.lpszClassName = szAppName;

- 391-

if (!RegisterClass(&wndclass)) return -1; } Typowe obiekty ze składu Windows to HBRUSH Pędzel; i HPEN Ołówek; Należy tu zwrócić uwagę jeszcze na dwa szczegóły techniczne. DC i GDI - Device Context, Graphics Device Interface - to tzw. kontekst urządzenia i graficzny interfejs urządzenia. Pozwala to Windows działać skutecznie w trybie "Device Independent" (niezależnym od sprzętu).

- 392-

LEKCJA 41. KOMPILATORY "SPECJALNIE DLA Windows". ________________________________________________________________ Z tej lekcji dowiesz się, czym różnią się kompilatory przeznaczone dla pracy w środowisku Windows. ________________________________________________________________ W IDE i w sposobie zachowania zaszły istotne zmiany. Posługując się Turbo C++ z pakietu BORLAND C++ 3.0 lub BCW z pakietu 3.1 możemy korzystać z uroków i usług Windows szerzej niż do tej pory. Możemy otwierać wiele okien i uruchamiać bezpośrednio z poziomu IDE okienkowe aplikacje. W głównym menu kompilatora zaszły pewne zmiany (sygnalizujące obiektowo- i okienkowo - zorientowaną ewolucję pakietów Borlanda), na które warto zwrócić uwagę. Zniknęło menu Debug (co wcale nie oznacza, że nie możemy korzystać z Debuggera), pojawiło się natomiast nowe menu Browse (przeglądanie). Rozkazy, których tradycyjnie szukaliśmy w menu Debug zostały rozrzucone do innych menu. I tak: Menu Compile zawiera: Compile (kompilacja do *.OBJ), Make (kompilacja i konsolidacja do *.EXE), Link (konsolidacja bez powtórnej kompilacji), Build all (konsolidacja wszystkich modułów), Information... (informacja o przebiegu kompilacji), Remove messages (usuwanie komunikatów z pliku wynikowego) Menu Run zawiera: Run (uruchomienie i ewentualna rekompilcja), Arguments... (argumenty uruchomieniowe z wiersza rozkazu), Debugger (zamiast w Debug - TU!) Debugger arguments... (argumenty dla Debuggera) Menu Project zawiera: Open project - otwórz (nowy lub istniejący) plik projektu, Close project - zamknij projekt, Add item... - dodaj element (plik) do projektu, Delete item - usuń element (plik) z projektu, Include ˙˙files... ˙˙- ˙˙podaj ˙katalog ˙zawierający ˙dodatkowe dołączane do programu pliki nagłówkowe *.H W menu Options (zestaw znany już z Borland C++) warto zwrócić uwagę na pewną dodatkową możliwość. Jak wiemy z doświadczenia, uruchamiając program często dokonujemy zmian i korekt w pliku żródłowym *.C, czy *.CPP. Znacznie rzadziej jednak zmieniamy zestaw dołączanych do programu plików nagłówkowych *.H. Wiemy również, że kompilacja tych właśnie plików nagłówkowych zajmuje często lwią część czasu całej kompilacji i konsolidacji programu. Borland zauważył to i w okienku dialogowym:

- 393-

Options | Compiler | Code generation --> Code Generation Options umieścił opcję Pre-compiled headers (pliki nagłówkowe wstępnie skompilowane wcześniej - i tylko jeden raz). Szczególnie w przypadku aplikacji okienkowych może to znacznie przyspieszyć proces uruchamiania i "szlifowania" naszych programów. Nie ma jednak nic za darmo. Borland/Turbo C++ po skompilowaniu plików nagłówkowych tworzy na dysku roboczy plik *.SYM nadając mu nazwę zgodną z nazwą bieżącego projektu (jest to zwykle nazwa głównego modułu *.CPP) i do poprawnego działania wymaga kilkadziesiąt lub nawet kilkaset kilobajtów dodatkowej przestrzeni na dysku. [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ Jeśli przenosisz projekt na dyskietkę i tam kontynuujesz pracę nad projektem, pamiętaj, że może zabraknąć miejsca na prekompilowany plik .SYM. ________________________________________________________________ Czytelnik zechce sam sprawdzić w jakim stopniu przyspieszy to kompilację naszego własnego programu proceduralno - zdarzeniowego WINPZ1.CPP: WINZ1.CPP. Jednomodułowa aplikacja proceduralno - zdarzeniowa dla Windows. ________________________________________________________________ #include <windows.h> #pragma argused long FAR PASCAL WndProc (HWND, unsigned, WORD, LONG) ; int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow ) { WNDCLASS Okno1; MSG komunikaty; HWND NrOkna; LPSTR LongPtr1 = "Okno 1"; LPSTR lp2 = "AM: BC++ 3..4/Reczne sterowanie (1)"; if (hPrevInstance == 0) { Okno1.style= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ; Okno1.lpfnWndProc= WndProc; Okno1.cbClsExtra = 0; Okno1.cbWndExtra= 0; Okno1.hInstance = hInstance; Okno1.hCursor = LoadCursor(0, IDC_CROSS );

- 394-

Okno1.hbrBackground= GetStockObject(WHITE_BRUSH ); Okno1.lpszMenuName= 0; Okno1.lpszClassName= LongPtr1; if (!RegisterClass(&Okno1)) return 0; } NrOkna = CreateWindow(LongPtr1, lp2, WS_VISIBLE | WS_SYSMENU | WS_MINIMIZEBOX | WS_VSCROLL | WS_MAXIMIZEBOX, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, 0, 0, hInstance, 0); ShowWindow(NrOkna, nCmdShow); UpdateWindow(NrOkna); while (GetMessage(&komunikaty, 0, 0, 0)) { TranslateMessage(&komunikaty ); DispatchMessage(&komunikaty ); } return 0; } long FAR PASCAL WndProc (HWND NrOkna, unsigned KomunikatWindows, WORD wParam, LONG lParam) { HDC NrKontekstu; PAINTSTRUCT struktura_graficzna; RECT prostokat; switch(KomunikatWindows) { case WM_PAINT: { NrKontekstu = BeginPaint(NrOkna, &struktura_graficzna); GetClientRect(NrOkna, &prostokat); TextOut(NrKontekstu,80,50, ": Reczne sterowanie:", 20 ); TextOut(NrKontekstu, 5,70, "Tu -->", 6); TextOut(NrKontekstu, 5, 85, "Blad:", 5); TextOut(NrKontekstu,75,70, "-----------------------------", 40); TextOut(NrKontekstu,30,110, "Programowanie proceduralno - zdarzeniowe.", 41 ); TextOut(NrKontekstu,30,135, "Szablon moze zostac rozbudowany o inne funkcje.", 47 ); TextOut(NrKontekstu,30,180, "RECZNIE panujemy np. nad:", 25 ); TextOut(NrKontekstu,20,220, "paskiem tytulowym okna, tytulem ikonki...", 41);

- 395-

TextOut(NrKontekstu, 100, 250, "!KONIEC - [Alt]+[F4]", 20); EndPaint(NrOkna,&struktura_graficzna); break; } case WM_DESTROY: { PostQuitMessage(0); break; } default: return DefWindowProc(NrOkna,KomunikatWindows,wParam,lParam); } return 0; } Program demonstruje opisane wyżej mechanizmy, może być uruchamiany wielokrotnie i sprowadzony do ikony. Z uwagi na brak zdefiniowanych dodatkowych zasobów (brak w projekcie plików: .RC - resources - zasoby .ICO - ikona .DEF - definicji .PRJ lub .IDE - projektu .DSK - konfiguracyjnego itp.) podczas kompilacji programu wystąpią dwa komunikaty ostrzegawcze. Komunikaty te można zignorować. A oto druga przykładowa aplikacja w tym samym stylu. Tym razem funkcja okienkowa reaguje na naciśnięcie lewego klawisza myszki, co powoduje wygenerowanie komunikatu WM_LEFTBUTTONDOWN. Program WINZ-2.CPP ________________________________________________________________ #include <windows.h> #include <string.h> #pragma argused char napis[10]; int X, Y; LONG FAR PASCAL WndProc (HWND, WORD, WORD, LONG); int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow ) { WNDCLASSwndClass; MSGmsg; HWNDhWnd; LPSTR Lp1 = "Mysza1"; LPSTR lp2 = "WINPZ2: Wykrywanie Lewego Klawisza

- 396-

Myszki"; if (!hPrevInstance) { wndClass.style= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ; wndClass.lpfnWndProc= WndProc; wndClass.cbClsExtra = 0; wndClass.cbWndExtra= 0; wndClass.hInstance = hInstance; wndClass.hIcon = 0; wndClass.hCursor= LoadCursor(0, IDC_ARROW ); wndClass.hbrBackground= GetStockObject(WHITE_BRUSH ); wndClass.lpszMenuName= 0; wndClass.lpszClassName= Lp1; if (!RegisterClass(&wndClass)) exit(1); } hWnd = CreateWindow(Lp1, lp2, WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, 0, 0, hInstance, 0); ShowWindow(hWnd, nCmdShow); UpdateWindow(hWnd); while (GetMessage(&msg, 0, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg ); DispatchMessage(&msg ); } return 0; } LONG FAR PASCAL WndProc (HWND hWnd, WORD Message, WORD wParam, LONG lParam) { HDC hDC; PAINTSTRUCT ps; RECT rect; switch(Message) { case WM_SIZE: hDC = GetDC( hWnd ); TextOut(hDC, 50, 100, "Wykrywanie nacisniecia", 22); TextOut(hDC, 50, 120, "lewego klawisza myszki.", 23); TextOut(hDC, 20, 140, "Komunikat o zdarzeniu: ", 22); TextOut(hDC, 20, 156, "Left Button Down - LBUTTONDOWN", 31); TextOut(hDC, 50, 170, "Po wcisnieciu klawisza,", 23); TextOut(hDC, 50, 190,"w biezacej pozycji kursora, pojawi sie napis <-- Tu!.", 52); ReleaseDC(hWnd, hDC); break;

- 397-

case WM_PAINT: hDC = BeginPaint(hWnd, &ps); TextOut(hDC, X,Y, napis, strlen(napis)); EndPaint(hWnd, &ps); break; case WM_LBUTTONDOWN: strcpy(napis,"<-- Tu !"); X = LOWORD(lParam); Y = HIWORD(lParam); InvalidateRect(hWnd, 0, TRUE); UpdateWindow(hWnd); break; case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; default: return DefWindowProc(hWnd, Message, wParam, lParam); } return 0; } Plik nagłówkowy STRING.H pojawia się ze względu na obecność funkcji strlen() wyznaczającej długość napisu. Zmienne X i Y to bieżące (względne) współrzędne kursora myszki w momencie naciśnięcia klawisza. Program demonstruje następujące efekty: X = LOWORD(lParam); - przekazanie współrzędnej X przy pomocy parametru lParam (LOWORD to LOw WORD of the double word - młodsze słowo podójnego słowa). Y = HIWORD(lParam); Analogicznie - przekazanie współrzędnej Y (HIgh WORD of the double word). Funkcja InvalidateRect() powoduje uznanie prostokąnego pola za nieaktualne. Funkcja UpdateWindow() "odświeża" okno. Dzięki temu tandemowi napis znika i pojawia się w nowym miejscu. PROJEKT. Aby skompilować powyższe programy przykładowe należy: 1. Uruchomić kompilator C++. 2. Załadować do okienka edycyjnego (File | Open) plik z tekstem żródłowym programu. 3. Wybrać rozkaz Compile z menu Compile. Przed kompilacją i konsolidacją (jeśli był inny) ustawić sposób tworzenia kodu wynikowego [Windows EXE].

- 398-

Kompilacja przebiegnie poprawnie (pamiętaj o Opcjach i Katalogach), mimo to pojawią się jednak dwa komunikaty ostrzegawcze. W okienku "Compile Status" (stan/przebieg kompilacji) pojawi się zawartość: Lines 3832 (znakomita większość to WINDOWS.H, prekompilacja byłaby celowa) Warnings: 1 Errors: 0 Jeśli wybierzesz klawisz [OK] w okienku "focus" (aktywność) zostanie przekazana do okienka komunikatów "Message" a tam pojawi się napis: Warning: Parameter 'lspzCmdLine' is never used. Wskaźnik do parametrów uruchomieniowych programu (Arguments) pobieranych z wiersza rozkazu nie został ani raz użyty w programie. Na to nic nie możemy poradzić. Po prostu argumenty uruchomieniowe nie są nam potrzebne. Wykonujemy więc "klik" (przekazanie "focusa") w okienku edycyjnym i możemy przejść do następnej czynności: 4. Konsolidacja: Compile | Link. W okienku "Message" znów pojawi się ostrzeżenie: Linker Warning: No module definition file specified: using defaults. (brak wyspecyfikowanego pliku definicji .DEF; stosuję wartości domyślne) I tu już możemy coś zaradzić. Możemy zatem pokusić się o stworzenie naszego pierwszego pliku definicji (nazwa jest trochę myląca - chodzi o zdefiniowanie sposobu wykorzystania zasobów środowiska Windows). Aby utworzyć plik .DEF (jest to plik ASCII) należy: 1. Otworzyć nowe okienko edycyjne (nie wychodząc z IDE): File | New Otworzy się okienko NONAMExx.CPP. Ta nazwa nie jest oczywiście najodpowiedniejsza, więc umieszczamy plik we właściwym katalogu (tym samym, co główny program *.CPP) przy pomocy rozkazu File | Save as... i nadajemy plikowi stosowną nazwę i rozszerzenie *.DEF. Okieno pozostaje puste, ma jednak "focus" i nową nazwę, np. C:\..\PR.DEF. 3. Redagujemy nasz pierwszy plik definicji, np. tak: NAME JAKAKOLWIEK // <-- nazwa aplikacji DESCRIPTION 'Opis: A. MAJCZAK, BC C++ 3...4'

- 399-

EXETYPE WINDOWS // <-- EXE dla Windows CODE PRELOAD MOVEABLE DISCARDABLE DATA PRELOAD MOVEABLE MULTIPLE HEAPSIZE 4096 // <-- sterta 4 KB STACKSIZE 5120 // <-- stos 5 KB _______________________________________________________________ UWAGA: W przypadku tworzenia bibliotek .DLL dane muszą mieć status SINGLE (pojedyncze) zamiast MULTIPLE (wielokrotne). Użycie tu słowa MULTIPLE pozwoli nam na wielokrotne uruchamianie aplikacji. ________________________________________________________________ Możnaby tu zapytać - po co to robić, skoro używamy standardowych wartości i obecność tego pliku nie wnosi nic nowego do sposobu działania naszego programu? Odpowiedź jest prosta. Mając taki plik będziemy mogli prześledzić stadia tworzenia tzw. projektu (w BC++ 4 bez tego ani rusz). Zapisujemy zatem plik na dysk: 4. File | Save. (plik .DEF zostaje zapisany na dysku). Ponieważ pracujemy w środowisku Windows, okno edycji pliku *.DEF możemy traktować podobnie jak każde inne okno. Najwygodniej zatem przejść do okna edycji głównego pliku żródłowego *.CPP przy pomocy własnego menu systemowego tegoż okna. 5. Menu Systemowe [-] | Zamknij. I możemy przystąpić do tworzenia projektu składającego się z dwu plików: *.CPP i *.DEF. Jeśli, dla przykładu, przyjmiemy w tym miejscu, że nasze dwa moduły nazywają się: WINZ2.CPP i WINZ2.DEF i są przechowywane w katalogu głównym dysku C:\ , kolejność czynności powinna być następująca: 1. Rozwijamy menu Project ([Alt]+[P] lub myszką). 2. Wybieramy z menu rozkaz Open Project... (Utwórz projekt). Pojawia się okienko dialogowe Open Project File z domyślnym rozszerzeniem *.PRJ (w BC 4+ - *.IDE). 3. Do okienka File Name: wpisujemy nazwę pliku z opisem projektu: np. WINZ2.PRJ. W dolnej części ekranu otwiera się okienko Project: WINZ2 4. Wybieramy z menu Project rozkaz Add item... (dodaj element do projektu). Pojawia się okienko dialogowe "Add to Project List" (dodawanie do listy elementów projektu). 5. Do okienka File Name: wpisujemy nazwę głównego pliku projektu: WINZ2.CPP (*.cpp jest domyślnym rozszerzeniem). Plik możemy wybrać także z listy w okienku Files: . 6. Wybieramy w okienku dialogowym klawisz [+Add] (dodaj do projektu).

- 400-

7. Wpisujemy nazwę kolejnego pliku wchodzącego w skład projektu (w tym przypadku WINZ2.DEF). 8. Wybieramy klawisz [+Add] w okienku. UWAGA: Czynności 7) i 8) w przypadku bardziej złożonych projektów będą powtarzane wielokrotnie. 9. Wybieramy klawisz [Done] w okienku (zrobione/gotowe). Konfigurowanie projektu zostało zakończone. 10. Przy pomocy rozkazów Compile, Link, Make, Build all, Run możemy teraz skompilować, skonsolidować i uruchomić nasz program w postaci projektu. Ostrzeżenie Linkera zniknie. [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ W dolnej części ekranu w stadium tworzenia projektów ( i póżniej po załadowaniu pliku projektu [Open Project] pojawi się lista plików. Do trybu edycji pliku możesz przjść poprzez dwukrotne klinięcie pliku na tej liście. Zwróć uwagę, że pliki projektów .PRJ ( w Borland 4+ .IDE) przechowują również informacje o konfiguracji. Najważniejsza z nich to informacja o katalogach, z których korzysta kompilator: Options | Directories... | Include Options | Directories... | Library Options | Directories... | Output ________________________________________________________________ Najwygodniej przechowywać wszystkie pliki wchodzące w skład jednego projektu w odrębnym katalogu dyskowym. Dla wprawy załóż odrębny katalog i zapisz tam pliki: *.CPP *.DEF *.PRJ (lub *.IDE) dla swoich pierwszych dwóch projektów, które właśnie powstały. [!!!] UWAGA ________________________________________________________________ Ten sam plik definicji możesz wykorzystywać do tworzenia następnych przykładowych aplikacji typu Windows EXE. ________________________________________________________________

- 401-

LEKCJA 42. Elementy sterujące i zarządzanie programem. ________________________________________________________________ Jak sterować pracą aplikacji. Jak umieszczać elementy graficzne-sterujące w oknie aplikacji. Najczęściej stosowane funkcje API Windows. ________________________________________________________________ Elementy sterujące pracą aplikacji w Windows (ang. controls) są również swoistymi okienkami (tyle, że potomnymi - Child Window wobec głównego okna aplikacji - Parent Window). Do utworzenia takiego specjalnego okna również można użyć funkcji CreateWindow(). Jeśli okno ma stać się nie głównym oknem aplikacji, lecz oknem sterującym przebiegiem programu, funkcja wymaga podania następujących argumentów: - rodzaj klasy sterującej (ang. control class) - rodzaj elementu sterującego (ang. control style) Typowe rodzaje elementów (obiektów) starujących w środowisku Windows: BUTTON - klawisz rozkazu, prostokątne okno typu Child, reprezentujące przycisk, który użytkownik może włączyć; przycisk może być opatrzony etykietą (text label). COMBOBOX - okienko dialogowe kombinowane. Jest złożeniem klasy EDIT i LISTBOX; LISTBOX - oknienko z listą (zwykle element składowy okienka dialogowego typu Combo Box. STATIC - pole statyczne (bez prawa edycji). Niewielkie okno zawierające tekst lub grafikę; służy z reguły do oznaczania innych okien sterujących. SCROLLBAR - pasek przewijania (pionowy - Vertical Scroll Bar; poziomy - Horizontal Scroll Bar). Style klawiszy sterujących (Button Styles): BS_PUSHBUTTON - Klawisz. Okno sterujące wysyła, po każdym wyborze klawisza (kliknięcie), wiadomość do okna macieżystego (Parent Window). BS_RADIOBUTTON - Okrągły przełącznik działający zwykle na zasadzie @tylko jeden z grupy".

- 402-

BS_CHECKBOX - - prostokątny przełącznik [X] włączający (aktywna) lub wyłączający (nieaktywna) opcję. Działa niezależnie od pozostałych. Inne style określają np. sposób edycji tekstu (ES_LEFT, ES_MULTILINE, itp.) Szczegóły - patrz system Help - Windows API. Oto przykład utworzenia okna elementu sterującego typu "Klawisz" (BUTTON to nazwa typu): hControlWnd = CreateWindow ("BUTTON", " Napis_na_Klawiszu ", BS_PUSHBUTTON |WS_CHILD | WS_VISIBLE, 10, 20, 30, 40, hWnd, ID_Elem, hInstance, 0); Identyfikator ID_Elem jest potrzebny, gdy w jednym oknie znajduje się kilka elementów sterujących - pozwala na ich rozpoznawanie w programie. Sposób przekazywania informacji o kliknięciu klawisza przypomnę na przykładzie okienka komunikatów: if(IDOK==MessageBox(0, "", "", MB_OK)) ... IDOK to predefiniowany w Windows identyfikator klawisza [OK]. Oto krótkie wyjaśnienie pozostałych elementów: 10, 10, 30, 20, - współrzędne. x, y, szerokość, wysokość hWnd, - oznacznik okna macieżystego Przesuwanie i zmiana wielkości elementu sterującego. Funkcja MoveWindow() przesuwa okno we wskazane miejsce: MoveWindow(hKlawisz, 10, 10, 20, 30, TRUE); Ponieważ okno elementu sterującego ma zadane względne współrzędne w oknie macieżystym, gdy okno macierzyste zostanie przesunięte - element sterujący będzie przesunięty automatycznie. Również po zmianie rozmiarów okna macieżystego okno elementu sterującego zmienia położenie, zawsze jednakowe względem lewego górnego rogu. Usuwanie okna sterującego Okienko elementu sterującego możemy usunąć (jak i każde inne okna) przy pomocy funkcji: DestroyWindow(hKlawisz); Przekazywanie informacji do- i z- okna elementu sterującego

- 403-

Zdarzenie w oknie elementu sterującego - np. kliknięcie klawisza - powoduje wygenerowanie komunikatu WM_COMMAND. Towarzyszące komunikatowi parametry przenoszą istotne informacje: wParam - identyfikator elementu sterującego, lParam - dla wciśniętego klawisza będzie to BN_CLICKED. Niektóre komunikaty Windows mogą być kierowane do okna elementu sterującego i wymuszać pewne operacje. Dla przykładu komunikat WM_GETTEXTLENGTH przesłany do okienka edycyjnego typu Text Edit Box (element sterujący klasy EDIT) jest żądaniem podania długości tekstu wpisanego właśnie do okienka. Aby Windows wygenerowały komunikat i przesłały go do naszego elementu sterującego - musimy "poprosić" przy pomocy funkcji SendMessage() (WyślijKomunikat): DlugTekstu = SendMessage(hEditWnd, WM_GETTEXTLENGHT, 0, 0); gdzie: hEditWnd jest identyfikatorem elementu - okienka edycyjnego [???]Robi na "szaro'? ________________________________________________________________ Podobnie jak opcje w menu - klawisze także mogą zostać udostępnione (ang. enable), bądź zablokowane (ang. disable). Jeśli hKlawisz będzie identyfikatorem elementu sterującego, można go udostępnić (1), bądź zablokować (0) przy pomocy funkcji: EnableWindow(hKlawisz, 0); EnableWindow(hKlawisz, 1); ________________________________________________________________ Typowy projekt dla środowiska Windows składa się z kilku (czasem kilkunastu) plików: .H, .MNU, .DLG, .RC, .DEF, .PRJ, .ICO, .BMP, itp. Kompilator zasobów generuje na podstawie tego "składu" końcowy plik aplikacji. ------------------Plik MEDYT-01.H------------------------------- #define szAppName "MEDYT-01" #define ID_EDIT 200 ------------------Plik główny: MEDYT-01.CPP--------------------- #include <windows.h> #include "EDIT.H" #pragma argused HWND hEditWnd; long FAR PASCAL WndProc (HWND, unsigned, WORD, LONG) ;

- 404-

int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow) { WNDCLASS wndClass; MSG msg; HWND hWnd; RECT rect; if ( !hPrevInstance ) { wndClass.style= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ; wndClass.lpfnWndProc= WndProc; wndClass.cbClsExtra = 0; wndClass.cbWndExtra= 0; wndClass.hInstance = hInstance; wndClass.hIcon = LoadIcon(NULL, szAppName); wndClass.hCursor= LoadCursor(NULL, IDC_CROSS); wndClass.hbrBackground= GetStockObject(WHITE_BRUSH ); wndClass.lpszMenuName= NULL; wndClass.lpszClassName= szAppName; if (!RegisterClass(&wndClass)) return 0; } hWnd = CreateWindow(szAppName, "MEDYT-01", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, 0, 0, hInstance, 0); GetClientRect(hWnd, (LPRECT) &rect); hEditWnd = CreateWindow ("Edit",NULL, WS_CHILD | WS_VISIBLE | ES_MULTILINE | WS_VSCROLL | WS_HSCROLL | ES_AUTOHSCROLL | ES_AUTOVSCROLL, 0, 0,(rect. right - rect. left), (rect. bottom - rect. top),hWnd,IDC_EDIT, hIstance,NULL); if( ! hEditWnd ) { DestroyWindow(hWnd); return 0; } ShowWindow(hWnd, nCmdShow); UpdateWindow(hWnd); while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg ); DispatchMessage(&msg ); } return 0; } long FAR PASCAL WndProc (HWND hWnd, unsigned Message, WORD wParam, LONG lParam)

- 405-

{ switch(Message) { case ID_EDIT: if(HIWORD(lParam)==EN_ERRSPACE) /* starsze słowo lParam zawiera właściwe dla okna edycyjnego wiadomości, jeżeli jest to EN_ERRSPACE - okno sterujące nie może alokować dodatkowego obszaru pamięci */ { MessageBox (GetFocus(), "Brak pamieci", "MEDYT-01", MB_ICONSTOP | MB_OK); } break; case WM_SETFOCUS: SetFocus(hEditWnd); break; /* Pierwsze dwa parametry funkcji MoveWindow są ustawione na zero, dzięki temu po zastosowaniu tej funkcji nie zmieni się wzajemne położenie obu okien, a jedynie uaktualnianiu ulegnie okno sterujące. */ case WM_SIZE: MoveWindows(hEditWnd, 0, 0, LOWORD(lParam)); HIWORD(lParam), TRUE); break; case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; default: return (DefWindowProc(hWnd,Message,wParam,lParam)); } return 0; } Jak sterować pracą aplikacji. Jak umieszczać elementy graficzne-sterujące w oknie aplikacji. Najczęściej stosowane funkcje API Windows. ________________________________________________________________ Elementy sterujące pracą aplikacji w Windows (ang. controls) są również swoistymi okienkami (tyle, że potomnymi - Child Window wobec głównego okna aplikacji - Parent Window). Do utworzenia takiego specjalnego okna również można użyć funkcji CreateWindow(). Jeśli okno ma stać się nie głównym oknem aplikacji, lecz oknem sterującym przebiegiem programu, funkcja wymaga podania następujących argumentów: - rodzaj klasy sterującej (ang. control class) - rodzaj elementu sterującego (ang. control style)

- 406-

Typowe rodzaje elementów (obiektów) starujących w środowisku Windows: BUTTON - klawisz rozkazu, prostokątne okno typu Child, reprezentujące przycisk, który użytkownik może włączyć; przycisk może być opatrzony etykietą (text label). COMBOBOX - okienko dialogowe kombinowane. Jest złożeniem klasy EDIT i LISTBOX; LISTBOX - oknienko z listą (zwykle element składowy okienka dialogowego typu Combo Box. STATIC - pole statyczne (bez prawa edycji). Niewielkie okno zawierające tekst lub grafikę; służy z reguły do oznaczania innych okien sterujących. SCROLLBAR - pasek przewijania (pionowy - Vertical Scroll Bar; poziomy - Horizontal Scroll Bar). Style klawiszy sterujących (Button Styles): BS_PUSHBUTTON - Klawisz. Okno sterujące wysyła, po każdym wyborze klawisza (kliknięcie), wiadomość do okna macieżystego (Parent Window). BS_RADIOBUTTON - Okrągły przełącznik działający zwykle na zasadzie @tylko jeden z grupy". BS_CHECKBOX - - prostokątny przełącznik [X] włączający (aktywna) lub wyłączający (nieaktywna) opcję. Działa niezależnie od pozostałych. Inne style określają np. sposób edycji tekstu (ES_LEFT, ES_MULTILINE, itp.) Szczegóły - patrz system Help - Windows API. Oto przykład utworzenia okna elementu sterującego typu "Klawisz" (BUTTON to nazwa typu): hControlWnd = CreateWindow ("BUTTON", " Napis_na_Klawiszu ", BS_PUSHBUTTON |WS_CHILD | WS_VISIBLE, 10, 20, 30, 40,

- 407-

hWnd, ID_Elem, hInstance, 0); Identyfikator ID_Elem jest potrzebny, gdy w jednym oknie znajduje się kilka elementów sterujących - pozwala na ich rozpoznawanie w programie. Sposób przekazywania informacji o kliknięciu klawisza przypomnę na przykładzie okienka komunikatów: if(IDOK==MessageBox(0, "", "", MB_OK)) ... IDOK to predefiniowany w Windows identyfikator klawisza [OK]. Oto krótkie wyjaśnienie pozostałych elementów: 10, 10, 30, 20, - współrzędne. x, y, szerokość, wysokość hWnd, - oznacznik okna macieżystego Przesuwanie i zmiana wielkości elementu sterującego. Funkcja MoveWindow() przesuwa okno we wskazane miejsce: MoveWindow(hKlawisz, 10, 10, 20, 30, TRUE); Ponieważ okno elementu sterującego ma zadane względne współrzędne w oknie macieżystym, gdy okno macierzyste zostanie przesunięte - element sterujący będzie przesunięty automatycznie. Również po zmianie rozmiarów okna macieżystego okno elementu sterującego zmienia położenie, zawsze jednakowe względem lewego górnego rogu. Usuwanie okna sterującego Okienko elementu sterującego możemy usunąć (jak i każde inne okna) przy pomocy funkcji: DestroyWindow(hKlawisz); Przekazywanie informacji do- i z- okna elementu sterującego Zdarzenie w oknie elementu sterującego - np. kliknięcie klawisza - powoduje wygenerowanie komunikatu WM_COMMAND. Towarzyszące komunikatowi parametry przenoszą istotne informacje: wParam - identyfikator elementu sterującego, lParam - dla wciśniętego klawisza będzie to BN_CLICKED. Niektóre komunikaty Windows mogą być kierowane do okna elementu sterującego i wymuszać pewne operacje. Dla przykładu komunikat WM_GETTEXTLENGTH przesłany do okienka edycyjnego typu Text Edit Box (element sterujący klasy EDIT) jest żądaniem podania długości tekstu wpisanego właśnie do okienka. Aby Windows wygenerowały komunikat i przesłały go do naszego elementu sterującego - musimy "poprosić" przy pomocy funkcji SendMessage() (WyślijKomunikat):

- 408-

DlugTekstu = SendMessage(hEditWnd, WM_GETTEXTLENGHT, 0, 0); gdzie: hEditWnd jest identyfikatorem elementu - okienka edycyjnego [???]Robi na "szaro'? ________________________________________________________________ Podobnie jak opcje w menu - klawisze także mogą zostać udostępnione (ang. enable), bądź zablokowane (ang. disable). Jeśli hKlawisz będzie identyfikatorem elementu sterującego, można go udostępnić (1), bądź zablokować (0) przy pomocy funkcji: EnableWindow(hKlawisz, 0); EnableWindow(hKlawisz, 1); ________________________________________________________________ Typowy projekt dla środowiska Windows składa się z kilku (czasem kilkunastu) plików: .H, .MNU, .DLG, .RC, .DEF, .PRJ, .ICO, .BMP, itp. Kompilator zasobów generuje na podstawie tego "składu" końcowy plik aplikacji. ------------------Plik MEDYT-01.H------------------------------- #define szAppName "MEDYT-01" #define ID_EDIT 200 ------------------Plik główny: MEDYT-01.CPP--------------------- #include <windows.h> #include "EDIT.H" #pragma argused HWND hEditWnd; long FAR PASCAL WndProc (HWND, unsigned, WORD, LONG) ; int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow) { WNDCLASS wndClass; MSG msg; HWND hWnd; RECT rect; if ( !hPrevInstance ) { wndClass.style= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ; wndClass.lpfnWndProc= WndProc; wndClass.cbClsExtra = 0; wndClass.cbWndExtra= 0; wndClass.hInstance = hInstance; wndClass.hIcon = LoadIcon(NULL, szAppName);

- 409-

wndClass.hCursor= LoadCursor(NULL, IDC_CROSS); wndClass.hbrBackground= GetStockObject(WHITE_BRUSH ); wndClass.lpszMenuName= NULL; wndClass.lpszClassName= szAppName; if (!RegisterClass(&wndClass)) return 0; } hWnd = CreateWindow(szAppName, "MEDYT-01", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, 0, 0, hInstance, 0); GetClientRect(hWnd, (LPRECT) &rect); hEditWnd = CreateWindow ("Edit",NULL, WS_CHILD | WS_VISIBLE | ES_MULTILINE | WS_VSCROLL | WS_HSCROLL | ES_AUTOHSCROLL | ES_AUTOVSCROLL, 0, 0,(rect. right - rect. left), (rect. bottom - rect. top),hWnd,IDC_EDIT, hIstance,NULL); if( ! hEditWnd ) { DestroyWindow(hWnd); return 0; } ShowWindow(hWnd, nCmdShow); UpdateWindow(hWnd); while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg ); DispatchMessage(&msg ); } return 0; } long FAR PASCAL WndProc (HWND hWnd, unsigned Message, WORD wParam, LONG lParam) { switch(Message) { case ID_EDIT: if(HIWORD(lParam)==EN_ERRSPACE) /* starsze słowo lParam zawiera właściwe dla okna edycyjnego wiadomości, jeżeli jest to EN_ERRSPACE - okno sterujące nie może alokować dodatkowego obszaru pamięci */ { MessageBox (GetFocus(), "Brak pamieci", "MEDYT-01", MB_ICONSTOP | MB_OK); } break; case WM_SETFOCUS:

- 410-

SetFocus(hEditWnd); break; /* Pierwsze dwa parametry funkcji MoveWindow są ustawione na zero, dzięki temu po zastosowaniu tej funkcji nie zmieni się wzajemne położenie obu okien, a jedynie uaktualnianiu ulegnie okno sterujące. */ case WM_SIZE: MoveWindows(hEditWnd, 0, 0, LOWORD(lParam)); HIWORD(lParam), TRUE); break; case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; default: return (DefWindowProc(hWnd,Message,wParam,lParam)); } return 0; }

- 411-

LEKCJA 43. O Okienkach dialogowych. ________________________________________________________________ O tym, jak konstruuje się okienka dialogowe. ________________________________________________________________ Do wyświetlania okienek dialogowych w Windows API służy funkcja DialogBox(), a do zakończenia ich "życia na ekranie" - EndDialog(). Podobnie jak każde okno, również okno dialogowe musi mieć swoją funkcję, obsługi komunikatów Windows. Zamiast WindowProc() nazywa się ją tradycyjnie DlgProc(): BOOL FAR PASCAL DlgProc(HWND hDLG, unsigned Message, WORD wParam, LONG lParam); { switch (message) { ... default: return (0); } } Za wyjątkiem braku domyślnego handlera Windows - DefWindowProc(), który jest zbędny, w związku z wewnętrznie przyjmowanymi wartościami domyślnymi, funkcja podobna jest bardzo w swojej konstrukcji do WindowProc(). Funkcja zwraca wartość FALSE (czyli 0), jeśli przesłany komunikat nie został obsłużony. Typowymi komunikatami, które rozpatruje większość okienek dialogowych, są WM_INITDIALOG oraz WM_COMMAND. Przykład okienka dialogowego: ------------------Plik: DLGBOX1.H------------------------------- #define szAppName "DLGBOX1" #define IDM_DLG1 100 ------------------Plik zasobów: DLGBOX1.RC---------------------- #include "DLGBOX1.H" #include <windows.h> IDI_ICON ICON CONTROL.ICO DLGBOX1 MENU BEGIN MENUITEM "&O DlgBox" IDM_DLG1 /* to menu pojawi się w oknie macieżystym */ END DLGBOX1 DIALOG 30,30,200,100 /* Pierwsze liczby to współrzędne lewego-górnego rogu okna, dwie następne - to szerokość i długość. Współrzędne są względne. Punkt (0,0) to narożnik okna macieżystego */

- 412-

STYLE WS_POPUP | WS_DLGFRAME BEGIN LTEXT "Przyklad" -1, 0, 12, 160, 8 CTEXT "DLGBOX1 - Przyklad" -1, 0, 36, 160, 8 DEFPUSHBUTTON "OK" IDOK, 64, 60, 32,14, WS_GROUP END ---------------------------------------------------------------- Pomiędzy parą słów kluczowych BEGIN-END można umieszczać różne instrukcje sterujące. Definiują one, jaki rodzaj okna sterującego ukaże się w okienku dialogowym. Instrukcje te można stosować w następującym formacie: typ_okna "tekst" ID, x, y, szerokość, wysokość [styl] Parametr styl jest opcjonalny. Styl okna określają identyfikatory predefiniowane w API Windows (WS_...). Parametr ID jest odpowiednikiem identyfikatora dla okien potomnych typu Child Window; dla okien sterujących, które nie zwracają komunikatów do okna macierzystego, ma wartość -1. IDOK wykorzystaliśmy jako identyfikator dla okna sterującego typu BUTTON. Zostanie on wysłany do funkcji okienkowej jako wartość parametru wParam, gdy użytkownik kliknie klawisz. ------------------Plik główny: DLGBOX1.CPP---------------------- #include <windows.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #include "DLGBOX1.H" #pragma argused HANDLE hInst; long FAR PASCAL WndProc (HWND, unsigned, WORD, LONG) ; BOOL FAR PASCAL ControlProc (HWND, unsigned, WORD, LONG) ; int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow ) { WNDCLASS wndClass; MSG msg; HWND hWnd; if ( !hPrevInstance ) { wndClass.style= CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ; wndClass.lpfnWndProc= WndProc; wndClass.cbClsExtra = 0; wndClass.cbWndExtra= 0; wndClass.hInstance = hInstance; wndClass.hIcon = LoadIcon(NULL, szAppName); wndClass.hCursor= LoadCursor(NULL, IDC_ARROW );

- 413-

wndClass.hbrBackground= GetStockObject(WHITE_BRUSH ); wndClass.lpszMenuName= szAppName; wndClass.lpszClassName= szAppName; if (!RegisterClass(&wndClass)) return 0; } hInst = hInstance; hWnd = CreateWindow(szAppName, "DLGBOX1", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, 0, 0, hInstance, 0); ShowWindow(hWnd, nCmdShow); UpdateWindow(hWnd); while (GetMessage(&msg, 0, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg ); DispatchMessage(&msg ); } return 0; } BOOL FAR PASCAL ControlProc (HWND hDlg, unsigned Message, WORD wParam, LONG lParam) { switch(msg) { case WM_INITDIALOG: return TRUE; break; case WM_COMMAND: switch(wParam) { case IDOK: case IDCANCEL: EndDialog(hDlg,0); return TRUE; } break; } return (0); } long FAR PASCAL WndProc (HWND hWnd, unsigned msg, WORD wParam, LONG lParam) { FARPROC lpControlProc; switch(Message) { case WM_COMMAND: switch(wParam) { case IDM_ABOUT: lpControlProc = MakeProcInstance((FARPROC) ControlProc, hInst);

- 414-

DialogBox(hInst, "DLGBOX1", hWnd, lpControlProc); return 0; } break; case WM_DESTROY: hDC = BeginPaint(hWnd , &ps); TextOut(hDC, 30, 50,"Demo okienka dialogowego", 25); TextOut(hDC, 30, 70,"Zastosuj menu...", 17); EndPaint(hWnd, &ps); break; case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; default: return (DefWindowProc(hWnd,Message,wParam,lParam)); } return 0; } Stosując okienko edycyjne możemy użyć następujących predefiniowanych parametrów: CONTROL - określa okno elementu sterującego zdefiniowane przez użytkownika. CONTROL "tekst", klasa, styl, x, y, szerokość, wysokość LTEXT - element sterujący: okienko tekstowe Wyrównywanie tesktu: do lewej. RTEXT - j. w. Wyrównywanie tesktu: do prawej CTEXT - j. w. Wyrównywanie tesktu: centrowanie w okienku CHECKBOX - pole tekstowe po prawej stronie przełącznika typu Check Box. PUSHBUTTON - Klawisz z napisem. LISTBOX - okienko z listą GROUPBOX - grupa elementów sterujących typu BUTTON; zgrupowanie kilku elementów sterujących i otoczenie ramką. Tekst zostanie umieszczony w lewym górnym rogu. DEFPUSHBUTTON - Klawisz domyślny w stylu BS_DEFPUSHBUTTON. RADIOBUTTON - analogicznie jak dla stylu BS_RADIOBUTTON. EDITTEXT - tworzy okno oparte na klasie EDIT. COMBOBOX - tworz okno oparte na klasie COMBOBOX. ICON - definiuje ikonę opartą na klasie STATIC; w okienku dialogowym. SCROLLBAR - tworzy okno oparte na klasie SCROLLBAR. [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ W niektórych przypadkach okienko dialogowe może być głównym oknem aplikacji.

- 415-

________________________________________________________________

- 416-

LEKCJA 44. Dołączanie zasobów - menu i okienka dialogowe. ________________________________________________________________ Jak dodać menu i okienka dialogowe do aplikacji. ________________________________________________________________ Aby dodać do aplikacji menu należy utworzyć plik (ASCII) zasobów *.RC, który zostanie użyty w projekcie. Pierwszą instrukcją jest MENU, "NazwaMenu", MENU i para słów kluczowych (znanych z Pascala) BEGIN oraz END, między którymi znajdzie się kombinacja instrukcji MENUITEM oraz POPUP. MENUITEM definiuje pozycję na głównym pasku menu - określa - jak będzie wyglądać i jaki identyfikator będzie ją reprezentował. Instrukcja POPUP pozwala, rozwinąć listę pozycji wchodzących w skład danego menu. Nazwa menu może być użyta podczas rejestracji klasy danego okna jako wpisana w odpowiednie pole struktury na której oparte jest okno. W ten sposób uzyskamy menu dla wszystkich okien danej klasy. BEGIN POPUP "Rozkaz" BEGIN MENUITEM "Rozkaz 1", IDM_R1 MENUITEM "Rozkaz 2", IDM_R2 MENUITEM "Rozkaz 3", IDM_R3 END POPUP "Kolor" BEGIN MENUITEM "Czarny", IDM_BLACK MENUITEM "Niebieski", IDM_BLUE MENUITEM "Zielony", IDM_GREEN END MENUITEM "Koniec", IDM_EXIT END Każda pozycja ma własny identyfikator, np. IDM_EXIT, IDM_BLUE, który Windows przekazują do aplikacji, gdy zostaje ona wybrana przez użytkownika z systemu menu. Ponieważ każdy identyfikator powinien być unikalny, najlepiej jest go zdefiniować w pliku zasobów .RC lub własnym pliku nagłówkowym .H: #define IDM_EXIT 100 #define IDM_BLUE 101 #define IDM_R1 102 ... Mamy już zdefiniowane menu w pliku zasobów, należy je teraz dołączyć do aplikacji na jeden z dwóch sposobów: - Można określić menu jako menu danej klasy okien, gdy klasa ta jest rejestrowana. W ten sposób dołączymy menu do każdego okna opartego na tej klasie. Aby to wykonać, wystarczy

- 417-

przypisać odpowiedniemu polu struktury nazwę naszego menu. Jeżeli obiekt klasy WNDCLASS nazwiemy Window1, to: Window1.lpszMenuName = "NazwaMenu"; Gdy klasa zostanie zarejestrowana, każde okno tej klasy będzie miało to samo menu, chyba że dostarczymy odpowiedni identyfikator menu w momencie tworzenia okna funkcją CreateWindow(). - Drugim sposobem jest dołączenie menu w momencie tworzenia okna, wtedy tylko tworzone okno będzie miało dane menu. Należy najpierw załadować menu przy użyciu funkcji LoadMenu(), która zwraca jego identyfikator: HMENU hMenu = LoadMenu(hInstance, "NazwaMenu"); hWnd = CreateWindow(szAppName, "Nazwa Aplikacji", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, NULL, hMenu, <-- tu hIstance, NULL ); Typową praktyką jest dołączenie pozycji menu do instrukcji switch w funkcji okienkowej. Ponieważ Windows wysyła komunikat WM_COMMAND do odpowiedniej funkcji okienkowej w odpowiedzi na wybór pozycji przez użytkownika, a parametr wParam zawiera identyfikator tejże pozycji - można napisać tak: case WM_COMMAND: switch (wParam) { case IDM_R1: ... obsługa ...; break; case IDM_R2: ... obsługa ...; break case IDM_QUIT: ...DestroyWindow(...); } Jak rozbudowuje się menu. API Windows zawiera funkcje, umożliwiające rozbudowę menu nawet w ruchu aplikacji (run-time). Rozbudowa menu w konkretnym oknie nie pociąga za sobą zmian w innych, opartych na tej samej klasie oknach. Jest to możliwe, ponieważ w chwili tworzenia okna otrzymuje ono swoją kopię menu (tradycyjne w C/C++ przekazywanie

- 418-

kopii zmiennej do funkcji). Nie wszystkie pozycje w menu są w danym stadium pracy aplikacji sensowne (możliwe do wykonania). Zaraz przekonasz się, jak to się dzieje, że niektóre pozycje "robi się na szaro". W API Windows służy do tego funkcja: EnableMenuItem (hMenu, IDM_R1, MF_DISABLED); EnableMenuItem (hMenu, IDM_R1, MF_GRAYED); EnableMenuItem (hMenu, IDM_R1, MF_ENABLED); Rozkaz R1 skojarzony z identyfikatorem IDM_R1 i znajdujący się w systemie menu o oznaczniku hMenu stanie się kolejno zablokowany, widoczny-lecz-niedostępny, dostępny. Dodawanie i usuwanie pozycji w menu Dodawanie pozycji do menu może być wykonane dwoma sposobami: przez wstawienie pomiędzy istniejące pozycje lub na końcu listy. W pierwszym przypadku należy użyć funkcji InsertMenu(). Funkcja ta pozwala jednocześnie określić status pozycji, między innymi czy będzie umieszczone nowe pole można określić dwoma sposobami: przez identyfikator pozycji mającej być przed nową lub przez numerację poszczególnych, licząc id lewej skrajnej pozycji (C++ tradycyjnie liczy od zera). Sposób "odliczania" pozycji w systemie menu określa tryb (BYCOMMAND lub BYPOSITION - rozkaz, bądź pozycja): InsertMenu(hMenu, IDM_R1, MF_BYCOMMAND |MF_DISABLED, IDM_R5, "Rozkaz 5"); InsertMenu(hMenu, 1, MF_ENABLED, IDM_R5, "Rozkaz 5"); Funkcja wstawi za pozycją "Rozkaz 1" nową pozycję "Rozkaz 5", jednocześnie ustawia jej status. Drugą funkcją dodającą pozycję do utworzonego systemu menu jest: AppendMenu(hMenu, MF_ENABLED, IDM_R4, "Rozkaz 4"); Poniżej przykład zdefiniowania menu aplikacji w taki właśnie sposób: case WM_CREATE: hMenu = CreateMenu(); //Utworzenie menu AppendMenu(hMenu, MF_ENABLED, IDM_R1, "Rozkaz 1"); AppendMenu(hMenu, MF_ENABLED, IDM_R2, "Rozkaz 2"); AppendMenu(hMenu, MF_ENABLED, IDM_R3, "Rozkaz 3"); SetMenu(hWnd, hMenu); //Wyświetlenie menu ... break;

- 419-

Usuwanie pozycji z menu można przeprowadzić dwoma sposobami: - poprzez wskazanie numeru pozycji w systemie menu: DeleteMenu(hMenu, 1, MF_BYPOSITION); //usunięta zostanie druga //pozycja z systemu menu - przez wyszczególnienie identyfikatorem pozycji DeleteMenu(hMenu, IDM_R3, MF_BYCOMMAND); Po usunięciu pozycji z menu Window usunie również wszystkie związane z nią submenu. Zaznaczanie pozycji w menu (mark). Obok pozycji w menu można umieścić znak markujący ("ptaszek"). Znak markujący można zainicjować w pliku zasobów .RC. Dzięki temu, użytkownik w momencie otwarcia okna dowie się z wyglądu menu o początkowym ustawieniu opcji. MENUITEM "Rozkaz 2", IDM_R2, CHECKED W trakcie pracy aplikacji należy posłużyć się funkcją CheckMenuItem(). Zwykle najpierw kasujemy "ptaszka" przy poprzedniej pozycji: CheckMenuItem( hMenu, IDM_R2, MF_UNCHECKED); CheckMenuItem(hMenu, IDM_R3, MF_CHECKED); Zmiany pozycji menu Funkcja ModyfyMenu() pozwala na zmianę nazwy pozycji i jej atrybutów. Oto przykłady użycia tej funkcji: ModifyMenu(hMenu, IDM_R2, MF_BYCOMMAND, IDM_R2, "Polecenie 2"); Identyfikator pozycji nie ulegnie zmianie, jedynie nazwa pola z "Rozkaz 2" na "Polecenie 2". Możemy zmienić jednocześnie i identyfikator, by nie pomylić się w programie: ModifyMenu(hMenu, IDM_R2, MF_BYCOMMAND, IDM_P2, "Polecenie 2"); Dodatkowo można ustawić za jednym zamachem i atrybuty: ModifyMenu(hMenu, IDM_R2, MF_BYCOMMAND | MF_CHECKED | MF_GRAYED, IDM_R2, "Polecenie 2"); Użycie grafiki w systemie menu. W systemie menu aplikacji możemy zamiast łańcucha znaków "Rozkaz 2" umieścić element graficzny - np. w postaci mapy bitowej. Zamiast pola o nazwie "Pole", wprowadza mapę bitową:

- 420-

HMENU hMenu = GetMenu(hWnd); HBITMAP hBitmap = LoadBitmap (hIstance, "Pole"); ModifyMenu(hMenu, IDM_R2, MF_BYCOMMAND | MF_BITMAP, IDM_R2, (LPSTR) MAKELONG (hBitmap, 0)); GetMenu() zwraca oznacznik aktualnego menu, potrzebny jako pierwszy parametr funkcji ModifyMenu(). Drugim parametrem tej funkcji jest identyfikator pozycji, którą chcemy zmienić. Trzecia określa, że zmiana ma być wykonana przez wyszukanie pozycji za pośrednictwem jej identyfikatora oraz że nową pozycję ma reprezentować mapa bitowa. Czwarty parametr określa identyfikator nowej pozycji. Ponieważ ostatnim parametrem nie jest już wskaźnik do łańcucha znakowego, należy przesłać oznacznik mapy bitowej jako mniej znaczące słowo tego parametru. W tym celu 16-bitowy oznacznik jest łączony z 16-bitową stałą, a następnie poddawany konwersji do typu Long Pointer to STRing. Zmiana menu aplikacji na kolejne. Aplikacja w różnych stadiach pracy może mieć na ekranie różne (kilka czasem kilkanaście) menu. Wymiany menu w oknie aplikacji można dokonać, załadowując nowe menu funkcją LoadMenu() i ustawiając je jako aktualne funkcją SetMenu(): ... hMenu2 = LoadMenu (hIstance, "Menu2"); SetMenu (hWnd, hMenu2); DrawMenuBar(...); ... Menu i Menu2 powinny być zdefiniowane w pliku zasobów *.RC. Po każdej zmianie menu należy użyć funkcji DrawMenuBar(), aby wprowadzone zmiany pojawiły się na ekranie. Oto przykład stosownego pliku zasobów: Menu1 MENU BEGIN POPUP "&File" BEGIN MENUITEM "&New" , IDM_NEW MENUITEM "&Save", IDM_SAVE MENUITEM "E&xit", IDM_EXIT END POPUP "&Options" BEGIN MENUITEM "Menu&1", IDM_M1,CHECKED MENUITEM "Menu&2" , IDM_M2 END END Menu2 MENU

- 421-

BEGIN POPUP "&File" BEGIN MENUITEM "&Open", IDM_OPEN MENUITEM "&New" , IDM_NEW MENUITEM "&Save", IDM_SAVE MENUITEM "Save &As", IDM_SAVEAS MENUITEM "&DOS shell", IDM_DOSSHELL MENUITEM "E&xit", IDM_EXIT END POPUP "&Options" BEGIN MENUITEM "Menu&1", IDM_M1, MENUITEM "Menu&2" , IDM_M2, CHECKED END END ZASTOSOWANIE Resource Worshop Takie pliki zasobów w Borland C++ mało kto tworzy dziś "na piechotę". BORLAND C++ oferuje do tego celu dwa narzędzia: Edytor zasobów - Resource Workshop Automatyczny generator - DialogExpert (wersje 4+) Najwygodniejszym sposobem jest zastosowanie edytora zasobów Resource Workshop. Jest to tym wygodniejsze, że Resource Workshop pozwala jednocześnie obserwować i źródłowy plik *.RC (ASCII) i efekt - menu w ruchu. W środowisku Borland C++ okienka dialogowe tworzy się także zwykle przy pomocy Resource Worshop. Tworzenie okienek dialogowych przy pomocy Resource Workshop przypomina składanie budowli z gotowych klocków. Kolejne elementy sterujące możemy umieszczać w okienku dialogowym poprzez wybranie ich z palety narzędzi i przeniesienie do projektowanego okienka techniką "pociągnij i upuść" (drag & drop). Po skróconym omówieniu najważniejszych funkcji z API Windows przejdźmy to niemniej krótkiej prezentacji zasad tworzenia aplikacji przy pomocy biblioteki obiektów OWL. [Z] ________________________________________________________________ 1. Przeanalizuj program w pełnej wersji (na dyskietce). 2. Zmodyfikuj dowolną aplikację przykładową tak, by dołączyć do niej inną ikonę. 3. Opracuj własne menu i własną ikonę przy pomocy Resource Workshop. ________________________________________________________________ Krótka instrukcja do Resource Workshop. ________________________________________________________________

- 422-

1. Uruchomienie: Ikonka Worshop w oknie grupowym Borland C++. 2. Początek pracy: File | New Project... 3. Rodzaje zasobów do wyboru w okienku dialogowym "New project": [ ] RC - plik zasobów [ ] CUR - kursor [ ] BMP - mapa bitowa [ ] RES - plik zasobów w formie skompilowanej [ ] ICO - ikonka [ ] FNT - czcionki (Fonts) Wybieramy odpowiednio: RC 4. Zmieni się menu w głównym oknie Resource Workshop. Z menu wybieramy Resource | New W okienku dialogowym z listy Resource Type (rodzaj zasobów): ACCELERATORS, BITMAP, CURSOR, DIALOG, FONT, ICON, MENU, RCDATA, STRINGTABLE, VERSINFO wybieramy odpowiednio MENU lub DILOG. Kolejny raz zmieni się menu. W przypadku menu wybieramy: Menu: New pop-up - nowa pozycja POPUP New menu item - nowa pozycja MENUITEM Zwróć uwagę, że typowe menu File, Edit, Help jesy już gotowe do wstawienia (ukryte pod pozycjami New file pop-up, New edit pop-up...). W przypadku okienka dialogowego najważniejsze jest menu Control. Są tam wszyskie rodzaje podstawowych elementów sterujących (Push button, Radio button, scroll bar, List box, Combo box, Edit box, itd.). Projektując okienko możesz również wyświetlić siatkę (Grid). Przy pomocy Resource Workshop możesz poddawać edycji i modyfikować pliki zasobów zarówno należące do programów przykładowych zawartoch na dyskietce, jak i zasoby "firmowych" przykładów Borlanda. W katalogach \SOURCE (kody źródłowe .CPP) i \EXAMPLES (przykłady - projekty) znajdziesz wiele rozmaitych przykładów. Możesz także poddawać edycji pliki .BMP, .ICO i inne niekoniecznie należące do pakietu Borland C++. ________________________________________________________________

- 423-

LEKCJA 45. O PROGRAMACH OBIEKTOWO - ZDARZENIOWYCH. ________________________________________________________________ Po aplikacjach sekwencyjnych, proceduralno-zdarzeniowych, jedno- i dwupoziomowych, pora rozważyć dokładniej stosowanie technik obiektowych. ________________________________________________________________ Programy pracujące w środowisku Windows tworzone są w oparciu o tzw. model trójwarstwowy. Pierwsza warstwa to warstwa wizualizacji, druga - interfejs, a trzecia - to właściwa maszyneria programu. W tej lekcji zajmiemy się "anatomią" aplikacji wielowarstwowych a następnie sposobami wykorzystania bogatego instrumentarium oferowanego przez Borlanda wraz z kompilatorami BC++ 3+...4+. Biblioteka OWL w wersjach BORLAND C++ 3, 3.1, 4 i 4.5 zawiera definicje klas potrzebnych do tworzenia aplikacji dla Windows. Fundamentalne znaczenie dla większości typowych aplikacji mają następujące klasy: TModule (moduł - program lub biblioteka DLL) TApplication (program - aplikacja) TWindow (Okno) Rozpocznę od krótkiego opisu dwu podstawowych klas. KLASA TApplication. Tworząc obiekt klasy TNaszProgram będziemy wykorzystywać dziedziczenie od tej właśnie klasy bazowej: class TNaszProgram : public TApplication Podstawowym celem zastosowania tej właśnie klasy bazowej jest odziedziczenie gotowej funkcji - metody virtual InitMainWindow() (zainicjuj główne okno programu). Utworzenie obiektu klasy TNaszProgram następuje zwykle w czterech etapach: * Windows uruchamiają program wywołując główną funkcję WinMain() lub OwlMain() wchodzącą w skład każdej aplikacji. * Funkcja WinMain() tworzy przy pomocy operatora new nowy obiekt - aplikację. * Obiekt - aplikacja zaczyna funkcjonować. Konstruktor obiektu (własny, bądź odziedziczony po klasie TApplication) wywołuje funkcję - wirtualną metodę InitMainWindow(). * Funkcja przy pomocy operatora new tworzy obiekt - okno aplikacji. Wskaźnik do utworzonego obiektu zwraca funkcja GetApplication(). Dla zobrazowania mechanizmów poniżej przedstawiamy uproszczony

- 424-

"wyciąg" z dwu opisywanych klas. Nie jest to dokładna kopia kodu źródłowego Borlanda, lecz skrót tego kodu pozwalający na zrozumienie metod implementacji okienkowych mechanizmów wewnątrz klas biblioteki OWL i tym samym wewnątrz obiektów obiektowo - zdarzeniowych aplikacji. A oto najważniejsze elementy implementacji klasy TApplication: - Konstruktor obiektu "Aplikacja": TApplication::TApplication(const char far* name, HINSTANCE Instance, HINSTANCE prevInstance, const char far* CmdLine, int CmdShow, TModule*& gModule) { hPrevInstance = prevInstance; nCmdShow = CmdShow; MainWindow = 0; HAccTable = 0; //Accelerator Keys Table Handle BreakMessageLoop = FALSE; AddApplicationObject(this); //this to wskaźnik do własnego gModule = this; //obiektu, czyli do bież. aplikacji } Funkcja - metoda "Zainicjuj Instancję": void TApplication::InitInstance() { InitMainWindow(); if (MainWindow) { MainWindow->SetFlag(wfMainWindow); MainWindow->Create(); MainWindow->Show(nCmdShow); } Metoda "Zainicjuj główne okno aplikacji": void TApplication::InitMainWindow() { SetMainWindow(new TFrameWindow(0, GetName())); } Metoda Run() - "Uruchom program": int TApplication::Run() { int status; { if (!hPrevInstance) InitApplication(); InitInstance(); status = MessageLoop();

- 425-

} A oto pętla pobierania komunikatów w uproszczeniu. "Pump" to po prostu "pompowanie" komunikatów (message) oczekujących (waiting) w kolejce. PeekMessage() to sprawdzenie, czy w kolejce oczekuje komunikat. PM_REMOWE to "brak komunikatu". BOOL TApplication::PumpWaitingMessages() { MSG msg; BOOL foundOne = FALSE; while (::PeekMessage(&msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE)) { foundOne = TRUE; if (msg.message == WM_QUIT) { BreakMessageLoop = TRUE; MessageLoopResult = msg.wParam; ::PostQuitMessage(msg.wParam); break; } if (!ProcessAppMsg(msg)) { ::TranslateMessage(&msg); ::DispatchMessage(&msg); } } return foundOne; } int TApplication::MessageLoop() { long idleCount = 0; MessageLoopResult = 0; while (!BreakMessageLoop) { TRY { if (!IdleAction(idleCount++)) ::WaitMessage(); if (PumpWaitingMessages()) idleCount = 0; } if (MessageLoopResult != 0) { ::PostQuitMessage(MessageLoopResult); break; } }) } BreakMessageLoop = FALSE; return MessageLoopResult; } else if (::IsWindowEnabled(wnd)) {

- 426-

*(info->Wnds++) = wnd; ::EnableWindow(wnd, FALSE); } } return TRUE; } KLASA TWindow. Klasa TWindow (Okno) zawiera implementację wielu przydatnych przy tworzeniu aplikacji "cegiełek". Poniżej przedstawiono fragment pliku źródłowego (patrz \SOURCE\OWL\WINDOW.CPP). Łatwo można rozpoznać pewne znane już elementy. ... extern LRESULT FAR PASCAL _export InitWndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM); ... struct TCurrentEvent //Struktura BieżąceZdarzenie { TWindow* win; //Wskażnik do okna UINT message; //Komunikat WPARAM wParam; LPARAM lParam; }; ... DEFINE_RESPONSE_TABLE(TWindow) //Makro: Zdefiniuj tablicę odpowiedzi na zdarzenia //EV_WM_SIZE - Zdarzenie (EVent)-nadszedł komunikat WM_SIZE ... EV_WM_SETCURSOR, EV_WM_SIZE, EV_WM_MOVE, EV_WM_PAINT, EV_WM_LBUTTONDOWN, EV_WM_KILLFOCUS, EV_WM_CREATE, EV_WM_CLOSE, EV_WM_DESTROY, EV_COMMAND(CM_EXIT, CmExit), ... END_RESPONSE_TABLE; Funkcje - metody obsługujące komunikaty zaimplementowane zostały wewnątrz klasy TWindow tak: TWindow::EvCreate(CREATESTRUCT far&) { SetupWindow(); return (int)DefaultProcessing(); } void TWindow::EvSize(UINT sizeType, TSize&) {

- 427-

if (Scroller && sizeType != SIZE_MINIMIZED) { Scroller->SetPageSize(); Scroller->SetSBarRange(); } } Metoda GetWindowClass() bardzo przypomina klasyczne zainicjowanie zanej już struktury WNDCLASS: void TWindow::GetWindowClass(WNDCLASS& wndClass) { wndClass.cbClsExtra = 0; wndClass.cbWndExtra = 0; wndClass.hInstance = *GetModule(); wndClass.hIcon = 0; wndClass.hCursor = ::LoadCursor(0, IDC_ARROW); wndClass.hbrBackground = HBRUSH(COLOR_WINDOW + 1); wndClass.lpszMenuName = 0; wndClass.lpszClassName = GetClassName(); wndClass.style = CS_DBLCLKS; wndClass.lpfnWndProc = InitWndProc; } Skoro te wszystkie "klocki" zostały już zaimplementowane wewnątrz definicji klas, nasze programy powinny tylko umiejętnie z nich korzystać a teksty źródłowe programów powinny ulec skróceniu i uproszczeniu. STADIA TWORZENIA OBIEKTOWEJ APLIKACJI. Ponieważ znakomita większość dzisiejszych użytkowników pracuje z Windows 3.1, 3.11, i NT - zaczniemy tworzenie aplikacji od umieszczenia na początku informacji dla OWL, że nasz docelowy program ma być przeznaczony właśnie dla tego środowiska: #define WIN31 Jak już wiemy dzięki krótkiemu przeglądowi struktury bazowych klas przeprowadzonemu powyżej - funkcje API Windows są w istocie klasycznymi funkcjami posługującymi się mechanizmami języka C. C++ jest "pedantem typologicznym" i przeprowadza dodatkowe testowanie typów parametrów przekazywanych do funkcji (patrz "Technika programowania w C++"). Aby ułatwić współpracę, zwiększyć poziom bezpieczeństwa i "uregulować" potencjalne konflikty - dodamy do programu: #define STRICT Chcąc korzystać z biblioteki OWL wypada dołączyć właściwy plik nagłówkowy:

- 428-

#include <owl.h> Plik OWL.H zawiera już wewnątrz dołączony WINDOWS.H, który występował we wcześniejszych aplikacjach proceduralno - zdarzeniowych i jeszcze parę innych plików. Ponieważ chcemy skorzystać z gotowych zasobów - odziedziczymy pewne cechy po klasie bazowej TApplication. Zgodnie z zasadami programowania obiektowego chcąc utworzyć obiekt musimy najpierw zdefiniować klasę: class TOkno ... i wskazać po której klasie bazowej chcemy dziedziczyć: class TOkno : public TApplication { ... Konstruktor obiektu klasy TOkno powinien tylko przekazać parametry konstruktorowi klasy bazowej - i już. class TOkno : public TApplication { public: TOkno(LPSTR name, HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nShow) : TApplication(name, hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nShow) { return; } virtual void InitMainWindow(); }; Umieściliśmy w definicji klasy jeszcze jedną funkcję inicjującą główne okno aplikacji. Możemy ją zdefiniować np. tak: void TOkno::InitMainWindow(void) { MainWindow = new (TWindow(0, "Napis - Tytul Okna")); } Działanie funkcji polega na utworzeniu nowego obiektu (operator new) klasy bazowej TWindow. Główne okno stanie się zatem obiektem klasy TWindow (Niektóre specyficzne aplikacje posługują się okienkiem dialogowym jako głównym oknem programu. W takiej sytuacji dziedziczenie powinno następować po klasie TDialog). Konstruktorowi tego obiektu przekazujemy jako parametr napis, który zostanie umieszczony w nagłówku głównego okna aplikacji. Pierwszy argument (tu ZERO) to wskażnik do macieżystego okna, ponieważ w bardziej złożonych aplikacjach występują okna macieżyste (parent) i okna potomne (child). Okno macieżyste to zwykle obiekt klasy "główne okno" a okno potomne to najczęściej okienko dialogowe, bądź okienko komunikatów. W tym przypadku

- 429-

wpisujemy zero, ponieważ program nie posiada w tym stadium wcześniejszego okna macieżystego. Pozostało nam jeszcze dodać funkcję WinMain() i pierwszy program obiektowy w wersji "Maszyna do robienia nic" jest gotów. Listing . Obiektowa "Maszyna do robienia nic" ________________________________________________________________ #define STRICT #define WIN31 #include <owl.h> class TOkno : public TApplication { public: TOkno(LPSTR AName, HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) : TApplication(AName, hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow) {}; void InitMainWindow(){MainWindow = new TWindow(NULL, Name);}; }; int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) { TOkno OBIEKT("Windows - Program PW1", hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow); OBIEKT.Run(); return 0; } ________________________________________________________________ Wykonanie takiej aplikacji przebiega następująco. Windows wywołują główną funkcję WinMain(), która przekazuje swoje parametry do konstruktora klasy TOkno::TOkno(). Konstruktor przekazuje parametry do konstruktora klasy bazowej TApplication(). Po skonstruowaniu obiektu w pamięci funkcja wywołuje odziedziczoną metodę Run(). Funkcja Run() wywołuje metody InitApplication() (zainicjuj aplikację) i InitInstance() (zainicjuj dane wystąpienie programu). Metoda InitInstance() wywołuje funkcję InitMainWindow(), która buduje główne okno aplikacji na ekranie. Po pojawieniu się okna rozpoczyna działanie pętla pobierania komunikatów (message loop). Pętla komunikatów działa aż do otrzymania komunikatu WM_QUIT. Rozbudujmy aplikację o okienko komunikatów. Zastosujemy do tego funkcję MessageBox(). Funkcja zostanie użyta nie jako metoda (składnik obiektu), lecz jako "wolny strzelec" (stand alone function). Listing B. Maszyna rozszerzona o okienka komunikatów. ________________________________________________________________ #define WIN31 #define STRICT

- 430-

#include <owl.h> class TOkno : public TApplication { public: TOkno(LPSTR Nazwa, HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) : TApplication(Nazwa, hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow) {}; void InitMainWindow(){MainWindow = new TWindow(NULL, "Okno PW2" );}; }; int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) { TOkno OBIEKT("Okno PW2", hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow); LPSTR p1 = "Jesli wybierzesz [Anuluj]\n- aplikacja nie ruszy!"; LPSTR p2 = "START"; if (MessageBox(NULL, p1, p2, MB_OKCANCEL) == IDCANCEL) MessageBox(NULL, "I juz..." , "KONIEC" , MB_OK); else OBIEKT.Run(); return 0; } ________________________________________________________________ Uwagi techniczne. Ścieżki do katalogów: ..\INCLUDE;..\CLASSLIB\INCLUDE;..\OWL\INCLUDE; ..\LIB;..\CLASSLIB\LIB;..\OWL\LIB; Konsolidacja: Options | Linker | Settings: Windows EXE (typ aplikacji) Options | Linker | Libraries: - Container class Libraries: Static (bibl. klas CLASSLIB) - OWL: Static (bibl. OWL statycze .LIB) - Standard Run-time Lib: Static (bibl. uruchomieniowe .LIB) (.) None - oznacza żadne (nie zostaną dołączone); (.) Static - oznacza statyczne .LIB (.) Dinamic - oznacza dynamiczne .DLL ________________________________________________________________ JAK ROZBUDOWYWAĆ OBIEKTOWE APLIKACJE? Mimo całego uroku obiektowych aplikacji pojawia się tu wszakże drobny problem. Skoro komunikacja klawiatura/myszka -> program -> ekran nie odbywa się wprost, lecz przy pomocy wymiany danych pomiędzy obiektami różnych warstw - w jaki sposób (w którym miejscu programu) umieścić "zwyczajne" funkcje i procedury i jak zorganizować wymianę informacji. "Zwyczajne" funkcje będą przecież wchodzić w skład roboczych części naszych programów

- 431-

(Engine). Rozważmy to na przykładzie aplikacji reagującej na naciśnięcie klawisza myszki. Najbardziej istotny - "newralgiczny" punkt programu został zaznaczony w tekście "<-- TU". Od Windows przejmiemy obsługę komunikatów WM_LBUTTONDOWN, WM_RBUTTONDOWN. Aby wiedzieć, w którym miejscu ekranu jest kursor myszki, wykorzystamy informacje przenoszone przez parametr lParam. Rozpoczniemy tworzenie programu od zdefiniowania klasy. #define WIN31 #define STRICT #include <stdio.h> #include <string.h> #include <owl.h> class TNAplikacja : public TApplication { public: TNAplikacja(LPSTR AName, HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) : TApplication(AName, hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow) {}; virtual void InitMainWindow(); }; Wykorzystamy okienko komunikatu do świadomego zakończenia pracy aplikacji. Klasa TApplication jest wyposażona w metodę CanClose() (czy można zamknąć?) służącą do zamykania głównego okna aplikacji. Metoda została zaimplementowana tak: BOOL TApplication::CanClose() { if (MainWindow) return (MainWindow->CanClose()); else return (TRUE); } Będzie nam więc potrzebna własna wersja metody CanClose() i wskaźnik do obiektu MainWindow. Wskaźnik (typu far utworzony przez składowe makro _FAR) wygenerujemy przy pomocy makra _CLASSDEF(nazwa_klasy): _CLASSDEF(TGOkno) Implementujemy teraz klasę główne okno aplikacji. Jako klasę bazową stosujemy TWindow. class TGOkno : public TWindow { public: TGOkno(PTWindowsObject AParent, LPSTR ATitle) : TWindow(AParent, ATitle) {};

- 432-

Konstruktor tradycyjnie wykorzystujemy do przekazania parametrów do konstruktora klasy bazowej. PTWindowsObject AParent to wskażnik (PoinTer) do obiektu "okno" a ATitle to string - tytuł. Obsługa komunikatów kierowanych do tego okna może być realizowana przy pomocy metod zaimplementowanych jako elemeny składowe klasy Główne Okno - TGOkno. Program graficzny powinien reagować raczej na myszkę niż na klawiaturę. Windows rozpoznają zdarzenia związane z myszką i generują komunikaty o tych zdarzeniach. Zdarzenia myszki (mouse events). ________________________________________________________________ Komunikat Zdarzenie ________________________________________________________________ WM_MOUSEMOWE - przesunięto myszkę (wewnątrz obszaru roboczego - inside the client area - ICA) WM_LBUTTONDOWN - naciśnięto LEWY klawisz myszki (ICA) WM_LBUTTONDBLCLK - naciśnięto dwukrotnie LEWY klaw. (ICA) WM_LBUTTONUP - puszczono LEWY klawisz (ICA) WM_RBUTTONDOWN - naciśnięto PRAWY klawisz myszki (ICA) WM_RBUTTONDBLCLK - naciśnięto dwukrotnie PRAWY klaw. (ICA) WM_RBUTTONUP - puszczono PRAWY klawisz (ICA) WM_MBUTTONDOWN - naciśnięto ŚRODK. klawisz myszki (ICA) WM_MBUTTONDBLCLK - naciśnięto dwukrotnie ŚROD. klaw. (ICA) WM_MBUTTONUP - puszczono ŚRODKOWY klawisz (ICA) WM_NCMOUSEMOVE - ruch myszki poza client area (NCA) WM_NLBUTTONDOWN - naciśnięto LEWY klawisz myszki poza obszarem roboczym - non-client area (NCA) WM_NCLBUTTONDBLCLK - naciśnięto dwukrotnie LEWY klaw. (NCA) WM_NCLBUTTONUP - puszczono LEWY klawisz (NCA) WM_NCRBUTTONDOWN - naciśnięto PRAWY klawisz myszki (NCA) WM_NCRBUTTONDBLCLK - naciśnięto dwukrotnie PRAWY klaw. (NCA) WM_NCRBUTTONUP - puszczono PRAWY klawisz (NCA) WM_NCMBUTTONDOWN - naciśnięto ŚR. klawisz myszki (NCA) WM_NCMBUTTONDBLCLK - naciśnięto dwukrotnie ŚRODK. klaw. (NCA) WM_LBUTTONUP - puszczono ŚRODKOWY klawisz (NCA) ________________________________________________________________ Następna tabelka zawiera (znacznie skromniejszy) zestaw komunikatów generowanych pod wpływem zdarzeń związanych z klawiaturą. Choćby z wizualnego porównaia wielkości tych tabel wyrażnie widać, że Windows znacznie bardziej "lubią" współpracę z myszką. Komunikaty Windows w odpowiedzi na zdarzenia związane z klawiaturą. _______________________________________________________________ Komunikat Zdarzenie

- 433-

_______________________________________________________________ WM_KEYDOWN Naciśnięto (jakiś) klawisz. WM_KEYUP Puszczono klawisz. WM_SYSKEYDOWN Naciśnięto klawisz "systemowy". WM_SYSKEYUP Puszczono klawisz "systemowy". WM_CHAR Kod ASCII klawisza. ________________________________________________________________ Klawisz systemowy to np. [Alt]+[Esc], [Alt]+[F4] itp. ________________________________________________________________ Komunikaty Windows możemy wykorzystać w programie. ... BOOL CanClose(); void WMLButtonDown(RTMessage Msg)= [WM_FIRST + WM_LBUTTONDOWN]; void WMRButtonDown(RTMessage Msg)= [WM_FIRST + WM_RBUTTONDOWN]; }; Nasze Główne_Okno potrafi obsługiwać następujące zdarzenia: * Funkcja CanClose() zwróciła wynik TRUE/FALSE, * Naciśnięto lewy/prawy klawisz myszki. Komunikat Msg zadeklarowany jako zmienna typu RTMessage jest w klasie macieżystej TWindow wykorzystywany tak: _CLASSDEF(TWindow) class _EXPORT TWindow : public TWindowsObject { ... protected: virtual LPSTR GetClassName() { return "OWLWindow"; } virtual void GetWindowClass(WNDCLASS _FAR & AWndClass); virtual void SetupWindow(); virtual void WMCreate(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_CREATE]; virtual void WMMDIActivate(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_MDIACTIVATE]; ... virtual void WMSize(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_SIZE]; virtual void WMMove(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_MOVE]; virtual void WMLButtonDown(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_LBUTTONDOWN]; Zwróć uwagę na notację. Zamiast WM_CREATE pojawiło się [WM_FIRST + WM_CREATE]. Komunikat WM_FIRST jest predefiniowany w OWLDEF.H i musi wystąpić w obiektowych aplikacjach w dowolnej klasie okienkowej, bądź sterującej (window class/controll class), która winna odpowiadać na określony komunikat. Oto fragment pliku OWLDEF.H zawierający definicje stałych tej grupy:

- 434-

#define WM_FIRST 0x0000 /* 0x0000- 0x7FFF window messages */ #define WM_INTERNAL 0x7F00 /* 0x7F00- 0x7FFF reserved for internal use */ #define ID_FIRST 0x8000 /* 0x8000- 0x8FFF child id messages */ #define NF_FIRST 0x9000 /* 0x9000- 0x9FFF notification messages */ #define CM_FIRST 0xA000 /* 0xA000- 0xFFFF command messages */ #define WM_RESERVED WM_INTERNAL - WM_FIRST #define ID_RESERVED ID_INTERNAL - ID_FIRST #define ID_FIRSTMDICHILD ID_RESERVED + 1 #define ID_MDICLIENT ID_RESERVED + 2 #define CM_RESERVED CM_INTERNAL - CM_FIRST W tym momencie zwróćmy jeszcze uwagę, że funkcje z grupy MessageHandlers są typu void i zwykle są metodami wirtualnymi - przeznaczonymi "z definicji" do nadpisywania przez programistów w klasach potomnych. Wszystkie te metody mają zawsze jedyny argument - referencję do struktury TMessage zdefiniowanej następująco: struct TMessage { HWND Receiver; //Identyfikator okna - odbiorcy WORD Message; //sam komunikat union { WORD WParam; //Parametr WParam stowarzyszony z //komunikatem; ALBO (dlatego unia!) struct tagWP { BYTE Lo; BYTE Hi; } WP; union { DWORD lParam; struct tagLP { WORD Lo; WORD Hi; } LP; }; long Result; }; Po tych wyjaśnieniach możemy zaimplementować poszczególne funkcje. void TAplikacja::InitMainWindow() { MainWindow = new (0, Name);

- 435-

} Jeśli wybrano klawisz [Yes] funkcja zwróci IDYES. Jeśli funkcja zwróciła IDYES - operator porównania zwróci TRUE (prawda) i ta też wartość zostanie zwrócona przez metodę CanClose: BOOL TMyWindow::CanClose() { return (MessageBox(HWindow, "Wychodzimy?", "Koniec", MB_YESNO | MB_ICONQUESTION) == IDYES); } Stosunkowo najciekawsza kombinacja odbywa się wewnątrz handlera komunikatu WM_LBUTTONDOWN. Ze struktury komunikatów pobierana jest zawartość młodszego słowa parametru lParam - Msg.LP.Lo i starszego słowa Msg.LP.Hi. Są to względne współrzędne graficzne kursora myszki (względem narożnika okna) w momencie naciśnięcia lewego klawisza myszki. Funkcja sprintf() zapisuje je w postaci dwu liczb dziesiętnych %d, %d do bufora znakowego char string[20]. Funkcja GetDC() (Get Device Context) określa kontekst urządzenia (warstwa sterownika urządzenia) i dalej obiekt może już stosując funkcję kontekstową "czuć się" niezależny od sprzętu. Dane te w postaci znakowej są pobierane przez funkcję kontekstową OutText() jako string a równocześnie pobierane są w formie liczbowej: Msg.LP.Hi. Msg.LP.Lo, aby wyznaczyć współrzędne tekstu na ekranie. Funkcja strlen() oblicza długość łańcucha znakowego - i to już ostatni potrzebny nam parametr. void TMyWindow::WMLButtonDown(RTMessage Msg) { HDC DC; char string[20]; sprintf(string, "(%d, %d)", Msg.LP.Lo, Msg.LP.Hi); <-- TU DC = GetDC(HWindow); TextOut(DC, Msg.LP.Lo, Msg.LP.Hi, string, strlen(string)); /* Można zwolnić kontekst */ ReleaseDC(HWindow, DC); } Ewentualna metoda unieważniająca prostokąt (invalid rectangle) i kasująca w ten sposób zawartość okna w odpowiedzi na WM_RBUTTONDOWN może zostać zaimplementowana np. tak: void TMyWindow::WMRButtonDown(RTMessage) { InvalidateRect(HWindow, 0, 1); } Główny program to już tylko wywołanie metody Run() wobec obiektu. int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance,

- 436-

LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) { TNAplikacja OBIEKT("Wspolrzedne w oknie", hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow); OBIEKT.Run(); return (OBIEKT.Status); } Wyświetlanie współrzędnych jakkolwiek wartościowe z dydaktycznego punktu widzenia jest mało interesujące. Pokusimy się o obiektową aplikację umożliwiającą odręczne rysowanie w oknie (freehand drawing). [!!!]UWAGA ________________________________________________________________ Pakiety Borland C++ 3..4.5 zawierają wiele gotowych "klocków" do wykorzystania. Oto przykład wykorzystania w pliku zasobów .RC standardowego okienka wejściowego (Input Dialog Box) i standardowego okienka typu Plik (File Dialog Box): #include <windows.h> #include <owlrc.h> rcinclude INPUTDIA.DLG rcinclude FILEDIAL.DLG ROZKAZY MENU LOADONCALL MOVEABLE PURE DISCARDABLE BEGIN POPUP "&File" BEGIN MENUITEM "&New" CM_FILENEW MENUITEM "&Open" CM_FILEOPEN MENUITEM "&Save" CM_FILESAVE END END Takie menu można zastosować w programie obiektowym umieszcając je w konstruktorze i dokonując nadpisania metody AssignMenu() (przypisz menu): TGOkno::TGOkno(PTWindowsObject AParent, LPSTR ATitle) : TWindow(AParent, ATitle) { AssignMenu("ROZKAZY"); ... } [S] rcinclude - dołącz zasoby LOADONCALL - załaduj po wywołaniu owlrc - zasoby biblioteki klas OWL

- 437-

Gotowe "klocki" można wykorzystać nawet wtedy, gdy nie pasują w 100%. Inne niż typowe odpowiedzi na wybór rozkazu implementujemy w programie głównym poprzez nadpisanie wirtualnej metody virtual void CMFileOpen(RTMessage msg) = [CM_FIRST + CM_FILEOPEN] TGOkno GOkno; void TGOkno::CMFileOpen(RTMessage) { ... obsługa zdarzenia ... } ________________________________________________________________ [Z] ________________________________________________________________ 1. Przeanalizuj gotowe zasoby dołączone do Twojej wersji Borland C++. 2. Uruchom kilka projektów "firmowych" dołączonych w katalogu \EXAMPLES. Zwróć szczególną uwagę na projekty STEPS (kolejne kroki w tworzeniu aplikacji obiektowej). ________________________________________________________________

- 438-

LEKCJA 46. APLIKACJA OBIEKTOWA - RYSOWANIE W OKNIE. ________________________________________________________________ W trakcie tej lekcji opracujemy obiektową aplikację psoługując się biblioteką klas Object Windows Library. ________________________________________________________________ Zaczniemy oczywiście od standardowych "klocków". Definicja klasy Nasza_Aplikacja i moduł prezentacyjno - uruchomieniowy będą wyglądać standardowo, nie musimy im zatem poświęcać zbytniej uwagi. Przytoczymy je jedynie. Pointer do napisu inicjujemy po to, by okienko komunikatu zawierało jakąś bardziej konkretną informację dla użytkownika. Rysunki z wnętrza tej aplikacji można przy pomocy Schowka przenieść jako pliki .CLP, bądź za pomocą PAINTBRUSH - jako .BMP, .PCX i drukować. #include <owl.h> LPSTR Ptr = "Jesli chcesz zapamietac rysunek, \ powinienes przeniesc go do Clipboard'u \ klawiszami [Print Screen] \ lub [Alt]+[PrtScr]."; class TNAplikacja : public TApplication { public: TNAplikacja(LPSTR AName, HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) : TApplication(AName, hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow) {}; virtual void InitMainWindow(); }; ... int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) { TNAplikacja OBIEKT("Rysownik. Prawy klawisz umozliwia wyjscie.", hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow); OBIEKT.Run(); return (OBIEKT.Status); } Nic specjalnie ciekawego nie dzieje się w funkcji inicjującej główne okno, ani w funkcji zamykającej aplikację. Zmieniły się tylko napisy w okienku komunikatów. void TNAplikacja::InitMainWindow() { MainWindow = new TGOkno(0, Name); } BOOL TGOkno::CanClose()

- 439-

{ return (MessageBox(HWindow, Ptr, "KONIEC", MB_YESNO | MB_ICONQUESTION) == IDYES); } Zajmiemy się teraz główną "maszynerią" programu. Rozbudujemy obsługę komunikatów przez handlery zaimplenmentowane w klasie Główne_Okno. _CLASSDEF(TGOkno) class TGOkno : public TWindow { public: HDC dc; BOOL ButtonDown; BOOL Flaga_Start; TGOkno(PTWindowsObject AParent, LPSTR ATitle); //Konstruktor virtual void WMLButtonDown(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_LBUTTONDOWN]; virtual void WMLButtonUp(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_LBUTTONUP]; virtual void WMMouseMove(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_MOUSEMOVE]; virtual void WMRButtonDown(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_RBUTTONDOWN]; virtual BOOL CanClose(); }; Konstruktor przekazuje parametry do konstruktora klasy bazowej i zeruje flagę ButtonDown - lewy klawisz myszki przyciśnięty. TGOkno::TGOkno(PTWindowsObject AParent, LPSTR ATitle) : TWindow(AParent, ATitle) { ButtonDown = FALSE; } Funkcja obsługująca zdarzenie WM_LBUTTONDOWN jeden raz inicjuje obsługę myszki i ustawia flagę. Funkcje SetCapture() i GetDC() załatwiją problem relacji kontekstowych i określają obszar roboczy (client area). Jeśli umieścimy te funkcje w konstruktorze za obszar client area uznany zostanie cały ekran. Po zadziałaniu tych funkcji komunikaty od myszki będą dotyczyć wyłącznie obszaru roboczego. Do naciśnięcia prawego klawisza nie będzie dostępu do "ramki" okna. void TGOkno::WMLButtonDown(RTMessage Msg) { if (!Flaga_Start) {

- 440-

Flaga_Start = TRUE; //UWAGA: SetCapture(HWindow); //Jesli zainicjujemy SetCapture() dc = GetDC(HWindow); //w konstruktorze - mamy caly ekran } MoveTo(dc, Msg.LP.Lo, Msg.LP.Hi); ButtonDown = TRUE; } Funkcja MoweTo() powoduje przesunięcie kursora graficznego do aktualnej pozycji myszki (już względnej - z uwzględnieniem dc) bez rysowania linii. Flaga ButtnDown została ustawiona. Rysowanie scedujemy na metodę obsługującą WM_MOUSEMOVE - przesunięcie myszki. void TGOkno::WMMouseMove(RTMessage Msg) { if (ButtonDown) LineTo(dc, Msg.LP.Lo, Msg.LP.Hi); } Jeśli lewy klawisz jest naciśnięty - funkcja LineTo() będzie kreślić linię do kolejnych punktów "śledząc" ruch myszki. Jeśli użytkownik puści lewy klawisz - zerujemy flagę stanu klawisza ButtonDown <== FALSE. void TGOkno::WMLButtonUp(RTMessage) { if (ButtonDown) ButtonDown = FALSE; } Jak już nabazgrzemy po ekranie, prawy klawisz umożliwi nam skasowanie zawartości przy pomocy InvalidateRect(). void TGOkno::WMRButtonDown(RTMessage) { InvalidateRect(HWindow, 0, 1); ReleaseCapture(); ReleaseDC(HWindow, dc); Flaga_Start = FALSE; } Para funkcji ReleaseDC() i ReleaseCapture() pozwala przekazać komunikaty od myszki do "ramki okna". Dzięki temu można po skasowaniu ekranu np. rozwinąć menu systemowe i zakończyć aplikację. A oto program w całości. Listing. Odręczne rysowanie. ________________________________________________________________ #define STRICT #define WIN31 #include <owl.h> LPSTR Ptr = "Jesli chcesz zapamietac rysunek, \ powinienes przeniesc go do Clipboard'u \

- 441-

klawiszami [Print Screen] \ lub [Alt]+[PrtScr]."; class TNAplikacja : public TApplication { public: TNAplikacja(LPSTR AName, HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) : TApplication(AName, hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow) {}; virtual void InitMainWindow(); }; _CLASSDEF(TMyWindow) class TMyWindow : public TWindow { public: HDC dc; BOOL ButtonDown; BOOL Flaga_Start; TMyWindow(PTWindowsObject AParent, LPSTR ATitle); //Konstruktor virtual void WMLButtonDown(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_LBUTTONDOWN]; virtual void WMLButtonUp(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_LBUTTONUP]; virtual void WMMouseMove(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_MOUSEMOVE]; virtual void WMRButtonDown(RTMessage Msg) = [WM_FIRST + WM_RBUTTONDOWN]; virtual BOOL CanClose(); }; TMyWindow::TMyWindow(PTWindowsObject AParent, LPSTR ATitle) : TWindow(AParent, ATitle) { ButtonDown = FALSE; } void TMyWindow::WMLButtonDown(RTMessage Msg) { if ( !Flaga_Start ) { Flaga_Start = TRUE; //UWAGA: SetCapture(HWindow); //Jesli zainicjujemy SetCapture() dc = GetDC(HWindow); //w konstruktorze - mamy caly ekran } MoveTo(dc, Msg.LP.Lo, Msg.LP.Hi); ButtonDown = TRUE; } void TMyWindow::WMMouseMove(RTMessage Msg)

- 442-

{ if ( ButtonDown ) LineTo(dc, Msg.LP.Lo, Msg.LP.Hi); } void TMyWindow::WMLButtonUp(RTMessage) { if (ButtonDown) ButtonDown = FALSE; } void TMyWindow::WMRButtonDown(RTMessage) { InvalidateRect(HWindow, NULL, TRUE); ReleaseCapture(); ReleaseDC(HWindow, dc); Flaga_Start = FALSE; } void TNAplikacja::InitMainWindow() { MainWindow = new TMyWindow(0, Name); } BOOL TMyWindow::CanClose() { return (MessageBox(HWindow, Ptr, "KONIEC", MB_YESNO | MB_ICONQUESTION) == IDYES); } int PASCAL WinMain(HANDLE hInstance, HANDLE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) { TNAplikacja OBIEKT("Rysownik. Prawy klawisz umozliwia wyjscie.", hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow); OBIEKT.Run(); return (OBIEKT.Status); } ________________________________________________________________

- 443-

LEKCJA 47. O PAKIETACH BORLAND C++ 4/4.5. ________________________________________________________________ Z tej lekcji dowiesz się, czy warto kupić nowszą wersję Borland C++ 4/4.5 i jakie niespodzianki czekają Cię po zamianie kompilatora na nowszy. ________________________________________________________________ Czy warto sprawić sobie BORLAND C++ 4/4.5 ? Kilka słów o tym, co oferuje Borland w pakietach "Borland C++ 4/4.5" i jakie niespodzianki czekają nowych użytkowników przy instalacji i uruchamianiu. Wymagania sprzętowe i instalacja Aby instalacja i użytkowanie pakietu przebiegało poprawnie, zaleca się następującą konfigurację sprzętu: Wymagania sprzętowe Borland C++ 4. ________________________________________________________________ Parametr minimum zalecane (pełna konfig.) ________________________________________________________________ * procesor 80386/33 MHZ 486 DX (lub 386 + 387) * miejsce na dysku 8 MB 80 MB (bez kompresji) * pamięć RAM 4 MB 8 MB i więcej * system DOS 4.01 DOS 6.0...6.22 * MS Windows 3.1 Windows NT ________________________________________________________________ Częściowa instalacja Borland C++ 4. ________________________________________________________________ Konfiguracja Dysk ________________________________________________________________ 1. Kompilator BCC 16 bitowy (D+W) 9 MB 2. Kompilator BCC 32 bitowy (D+W) 13 MB 3. Środowisko IDE 16 bitowe 26 MB 4. Środowisko IDE 32 bitowe 30 MB 5. Tylko dla DOS (minimum) 8 MB ________________________________________________________________ * D+W - dla DOS i Windows Można próbować zainstalować Borland C++ 4 na małym dysku, można także ograniczyć się do 4 MB RAM, ale generowanie 32-bitowych aplikacji będzie wtedy znacznie utrudnione a praca kompilatora wolniejsza. W przypadku stosowania kompresorów (np. SUPERSTOR, DOUBLE SPACE) należy pamiętać, że wtórna kompresja plików jest mało skuteczna i dysk zgłaszany jako 80 MB może okazać się "ciasny". Borland C++ 4 można instalować z dyskietek, bądź z CD-ROM. Ponieważ pakiet BC++ 4 jest "okienkowo - zorientowany", nawet

- 444-

program instalacyjny wymaga obecności Windows. Uruchomienie programu instalacyjnego następuje zatem z poziomu Menedżera programów rozkazem File | Run... (w spolszczonej wersji Windows - Plik | Uruchom...) lub z DOS-owskiego wiersza rozkazu: C:\>WIN X:INSTALL Opcji jest trochę więcej - o najciekawszych z nich - kilka słów poniżej. Warto zwrócić uwagę na tzw. "rozszerzenie dla Windows" (extention to MS Windows) - Win32s. W programie INSTALL.EXE do zainstalowania tego pakietu (pakiet jest oryginalnym produktem Microsofta i wymaga 8 MB przestrzeni dyskowej) służy opcja [Install Win32s]. Najważniejszy plik-driver instaluje się w pliku SYSTEM.INI: device=X:\WINDOWS\SYSTEM\WIN32S\W32S.386 Pozwala to na uruchamianie 32 - bitowych aplikacji pod Windows 3.1. Jeśli masz Windows NT - jest to zbędne - o ten "drobiazg" zadbał już Microsoft. W przypadku instalacji w sieci, gdzie Windows zainstalowane są na serwerze należy pamiętać, że BC++ 4 w trakcie instalacji modyfikuje nie tylko klasyczne parametry systemu: FILES=40 BUFFERS=40 PATH=...;X:\BC4\BIN; ale także pliki konfiguracyjne i inicjacyjne w katalogu WINDOWS: WIN.INI, PROGMAN.INI, SYSTEM.INI, oraz tworzy nowe własne pliki, które będzie próbował zapisać w katalogach \WINDOWS i \WINDOWS\SYSTEM, np. BCW.INI, TDW.INI, HELP.ICO, OWL.INI, BWCC.DLL, itp. (łącznie 18 nowych plików). Brak prawa zapisu na dysk serwera może uniemożliwić poprawną instalację i skonfigurowanie BC++ 4/4.5 w sieci. Borland wraz z wersjami bibliotek dostarcza komplet kodów źródłowych. Jeśli chcesz - możesz sam wygenerować sobie całą bibliotekę, jeśli chcesz - możesz na własne oczy przekonać się jak to wszystko działa i jak jest zbudowane. Oprócz teoretycznych możliwości poznawczych daje to praktyczną możliwość dostosowania bibliotek do nowej wersji kompilatora, co w przypadku "czwórki" może okazać się dla wielu użytkowników bardzo przydatne (o czy dokładniej za chwilę). Oprócz klasycznego paska głównego menu zintegrowane środowisko (IDE) zostało wyposażone w rozbudowaną listwę narzędziową.

- 445-

W skład pakietu wchodzą między innymi: * BCW - zintegrowane środowisko (IDE) dla środowiska Windows * TDW - Turbo Debugger for Windows * BCC - kompilator uruchamiany z DOS'owskiego wiersza rozkazu * BCC32 - kompilator 32 - bitowy (odpowiednik BCC) * BRCC - kompilator zasobów do kompilacji plików *.RC z zasobami do postaci binarnej *.RES * RLINK - konsolidator służący do dołączania plików z zasobami przy tworzeniu plików wykonywalnych *.EXE * TLINK - "zwykły" konsolidator * MAKE - program narzędziowy do automatyzacji kompilacji i konsolidacji, korzystający z tzw. plików instruktażowych (emulujący NMAKE Microsofta) * WINSIGHT - przeglądanie informacji o okienkach (dla Windows) i komunikatach * TDUMP - bezpośrednie przeglądanie informacji zawartych w plikach *.EXE i *.OBJ * TDSTRIP - narzędzie do usuwania tablicy symboli z plików wykonywalnych * IMPLIB - importer bibliotek z DLL * TDMEM - wyświetlanie informacji o zajętości pamięci * MAKESWAP - zarządzanie swapowaniem (tworzenie plików tymczasowych EDPMI.SWP o zadanej wielkości) i jeszcze parę narzędzi (np. tradycyjny bibliotekarz TLIB, TOUCH, GREP, itp.), o których tu nie wspominam. Czego robić nie należy? Przede wszystkim nie należy traktować Borland C++ 4/4.5 jako "upgrade" do wcześniejszych wersji (3, czy 3.1). W kompilatorze dokonano sporych zmian (np. inaczej działa operator new). Nie wolno zatem "nadpisać" zawartości poprzednich katalogów i plików o tych samych nazwach. Szczególnie dotyczy to plików konfiguracyjnych BCCONFIG.BCW i TDCONFIG.TDW. Jeśli stare wersje tych plików nie zostaną przemianowane, bądź usunięte z pola widzenia (PATH) - pojawią się konflikty przy uruchamianiu BC++. Ze względu na wprowadzone zmiany pliki .OBJ tworzone przez wcześniejsze kompilatory C będą w zasadzie przenośne, natomiast pliki .OBJ i biblioteki utworzone przez wcześniejsze wersje kompilatorów C++ (szczególnie Borland C++ 3.1) będą sprawiać kłopoty (nie będą np. poprawnie wywoływane destruktory). Przy konsolidacji "starych" plików można stosować opcję -K2 konsolidatora, co pozwoli zmniejszyć do minimum ryzyko konfliktów. Jeśli jest już Borland Pascal 7... Jeśli masz już zainstalowany Borland Pascal 7 należy pamiętać,

- 446-

że poprawna praca obu kompilatorów w jednym systemie wymaga "uregulowania stosunków": 1. Każdy kompilator musi mieć własną kopię debuggera TDW. Aby uniknąć konfliktu pascalowski debugger można przemianować np.: TDW.EXE --> PASTDW.EXE 2. Należy usunąć stare pliki inicjujące TDW.INI. Można tu posłużyć się narzędziem TDWINI.EXE. 3. Należy sprawdzić poprawność instalacji driverów w pliku SYSTEM.INI: DEVICE=X:\BC4\BIN\WINDPMI.386 DEVICE=X:\BC4\BIN\TDDEBUG.386 <-- tu możliwy konflikt z BP 7 Należy usunąć dublujące się instalacje pozostawiając tylko te z BC++ 4 oraz usunąć pascalowskie TDDEBUG.386 (pas) i TDWIN.DLL by uniemożliwić omyłkowe zainstalowanie. Przy poprawnym skonfigurowaniu systemu pozostałe zasoby ( w tym np. Resource Workshop 4) będą poprawnie współpracować z BP 7. Stare zasoby C++ Zapewne większość użytkowników Borland C++ 4 "przesiądzie się" z BC++ 3/3.1 lub Turbo C++. I tu także czychają pewne niebezpieczeństwa. Stare projekty - tradycyjnie .PRJ w BC++ 4 zyskują nowe domyślne rozszerzenie .IDE. W okienku dialogowym zarządzania projektem: Project | Open... przy pomocy opcji [3.1 Project Files (*.prj)] można dokonać automatycznej konwersji do formatu .IDE, przy czym stara wersja pliku *.PRJ pozostanie bez zmian. Niektóre stare kody źródłowe będą wymagać drobnych modyfikacji. Szczególnie należy zwróćić uwagę na: - nakładki (overlay support) - zarządzanie pamięcią (new - delete) - informacje diagnostyczne w plikach (debug info) - zmianne pseudorejestrowe (dostępne teraz tylko w niektórych trybach) O bibliotece Turbo Vision. Biblioteka Turbo Vision Library - TV.LIB współpracująca poprawnie z BC++ 3.0/3.1 powinna zostać powtórnie skompilowana, ponieważ BC++ 4 stosuje inny format: - informacji diagnostycznych (debug info format) - inną długość identyfikatorów (symbol length)

- 447-

- inną bibliotekę Runtime Library Kod żródłowy biblioteki znajduje się w katalogu: \BIN\TVISION\SOURCE Po (Uwaga!) wprowadzeniu kilku niewielkich zmian - do plików żródłowych .CPP - do pliku instruktażowego MAKEFILE oraz po skompilowaniu przy pomocy BCC 4 w DWU WERSJACH: TVO.LIB (z nakładką - Overlay) i TVNO.LIB (bez nakładki - No Overlay) biblioteka TVL może być nadal z powodzeniem stosowana z Borland C++ 4. Podobnie rekompilacji wymaga bibiloteka klas dołączona w wersji żródłowej w katalogu X:\BC4\SOURCE\CLASSLIB. O AUTOMATYZACJI - CASE. Prócz znanego już od dość dawna (w komputerologii kilka lat to cała epoka) tradycyjnego narzędzia Resource Worshop, w wersji BC4 występują jeszcze inne narzędzia CASE kategorii "wizard" (kreator aplikacji): - ClassExpert - ApplicationExpert - DialogExpert - TargetExpert Nazwa TargetExpert pochodzi od ang. "Target platform" - docelowa platforma pracy aplikacji (DOS, Win16, Win32). Biblioteka OWL 2.0 została wzbogacona o dodatkowe klasy VBX umożliwiające współpracę z Visual Basic i wykorzystanie elementów utworzonych przy pomocy VB. Wspomaganie tworzenie programu przy pomocy tych narzędzi (AppExpert podobnie jak inne narzędzie typu Wizard jest automatycznym generatorem aplikacji) wymaga od użytkownika wyboru z listy "zagadnienia" a z okienek docelowych cech programu. Przytoczę tu dla przykładu listę opcji z pojedynczego okienka AppExperta z krótkim wyjaśnieniem: ________________________________________________________________ Topics: (okienko z listą: Zagadnienia) Application (program docelowy) -- Basic Opttions (wybór opcji podstawowych) -- Advanced Options (opcje zaawansowane) -- Code Gen Control (sposób generacji kodu) -- Admin Options (opcje "administracyjne") Main Window (główne okno programu) -- Basic Options (podstawowe opcje) -- SDI Client (interf. jednego dokumentu) -- MDI Client (interf. wielu dokumentów) MDI Child/View (okna potomne, widok/edycja) -- Basic Options (opcje podstawowe)

- 448-

Model: (Szkielet programu) [X] Multiple document interface - interfejs MDI [ ] Single document interface - interfejs SDI Features: (cechy) [.] SpeedBar (ma pasek narzędzi) [.] Status line (ma wiersz statusowy) [.] Drag/drop (obsługuje ciągnij/upuść) [.] Printing (obsługuje drukarkę) ________________________________________________________________ Po wybraniu w okienku klawisza [Generate] (wygeneruj) AppExpert generuje szkielet programu aplikacji o podanych własnościach. Wygenerowane zostaje od sześciu do dziewięciu (zależnie od ustawienia opcji i Twoich życzeń) plików projektu: *.IDE - plik projektu (lub .PRJ) *.APX - plik roboczy AppExpert'a (odpowiednik .PRJ) *.RC - plik zasobów *.RH - plik nagłówkowy zasobów *.H - plik nagłówkowy, źródłowy *.CPP - moduł główny źródłowy *.HPJ - plik pomocy *.RTF - źródłowy pomocy kontekstowej *.ICO - ikonka projektu Przy pomocy rozkazu Generate makefile można również automatycznie utworzyć plik instruktażowy MAKEFILE dla generatora MAKE.EXE. Uzyskany plik szkieletowy *.CPP należy tylko uzupełnić o obsługę interesujących nas zdarzeń/komunikatów. Przyspiesza to znacznie tworzenie typowych aplikacji. Programiści wszystkich krajów... BC++ 4 zawiera bibliotekę LOCALE.DLL umożliwiającą obsługę angielsko- francusko- i niemiecko- języczną. Borland zapowiada, że następne wersje będą coraz bogatsze. Doczekaliśmy się spolszczenia Windows - może i Borland C++ po polsku już tuż tuż? Póki co, najwygodniej podmienić czcionki. ________________________________________________________________ ZAKOŃCZENIE. I to już niestety koniec. Po przeanalizowaniu historii: programowania sekwencyjnego i strukturalnego oraz nowoczesnych styli programowania: obiektowego i zdarzeniowego

- 449-

pozostał Ci już tylko wykonanie trzech rzeczy. Powinieneś teraz: 1. Pisać własne aplikacje 2. Pisać własne aplikacje 3. Pisać własne aplikacje Tak naprawdę - jest to jedyny sposób, by zostać dobrym programistą. Przez pewien czas okaże Ci się zapewne przydatna dyskietka dołączona do książki. Znajdziesz tam jeszcze sporo programów przykładowych, które nie zmieściły się w książce. Przyjemnej pracy z programem MEDYT.