Powerpoint-Präsentation

 Documents

 19 views
of 79
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Description
Programmieren mit Delphi Eine Einführung in Grundkonzepte Gregor Noll 2008 Delphi für die Schule ? Delphi setzt die Tradition von Pascal fort und erweitert…
Share
Transcript
Programmieren mit Delphi Eine Einführung in Grundkonzepte Gregor Noll 2008 Delphi für die Schule ? Delphi setzt die Tradition von Pascal fort und erweitert sie um moderne Konzepte Objektorientierung Klassen - Objekte - Methoden - Ereignisse visuell unterstützte Programmierung Komponentenbibliothek VCL Zusammenspiel mit UML-Werkzeugen kontextsensitives Hilfesystem - Debugger Alternativen Java (visuell unterstützt durch einen JavaEditor) BlueJ (Objekte von Anfang an) G.Noll 2008 2 Versionen 1995 - 2005 Delphi 1 - Delphi 8, Delphi 2005 2006 Turbo Delphi (BDS 2006 - Delphi 10) hervorragende Entwicklungsumgebung Videos zu Turbo Delphi und OOP unter http://blogs.codegear.com/nickhodges/articles/26687.aspx kostenlose "Explorer"-Version für zu Hause Schul-Netzwerk-Lizenz 22 Plätze ca. 240,-€ 2007 Delphi 2007 Prof. R2 (für Vista) Alternative: FreePascal mit passender IDE: Lazarus (Vers. 0.9.24 Nov.2007) G.Noll 2008 3 Unsere Ziele heute ... ... Einführung in das Arbeiten mit der Entwicklungsumgebung ... Kennenlernen von Standardkomponenten ... eine erste Begegnungen mit Klassen und Objekten sowie der UML ... die Erstellung einfacher Programme nach dem MVC Entwurfsprinzip ... Blicke auf den Unterricht entsprechend dem neuen Grundfach Lehrplan G.Noll 2008 4 Entwicklungsumgebung Die IDE von Delphi 6 Professional Komponentenpalette Programmstart Quelltextfenster Objektinspektor Formular G.Noll 2008 5 Delphi-Projekt Delphi erstellt automatisch ein neues Projekt Speichern Sie es, bevor Sie etwas verändern, sofort mit Datei - Alles speichern in einen neu angelegten Ordner mit einem geeigneten Namen für das Projekt Die automatisch vorgeschlagen Namen unit1.pas und project1.dpr können Sie vorerst übernehmen. Wenn Sie die beiden Namen ändern, dann müssen sie verschieden sein. Üblicherweise stellt man dann dem Unitnamen ein m für „Modul“ voran und gibt dem Projekt einen aussagekräftigen Namen Neben den beiden Dateien unit1.pas und project1.dpr werden automatisch im Projektordner viele weitere Dateien angelegt und laufend von Delphi verwaltet Das neue Projekt ist ein lauffähiges Programm Wenn Sie es starten, erzeugt Delphi im Projektordner eine exe-Datei und auf dem Bildschirm ein typisches Windows-Fenster - Probieren Sie es aus! G.Noll 2008 6 Projektaufbau Von Pascal her erwarten wir eine Struktur aus Hauptprogramm und Units. Delphi- Projekte sind genauso aufgebaut: G.Noll 2008 7 Ü-01: Ein erstes Programm Kopieren Sie den Ordner 01 TagUndNacht in Ihr eigenes Verzeichnis Laden und starten Sie dann das Projekt in Delphi und testen Sie seine Funktionalität Beenden Sie das Programm und analysieren Sie den Quelltext Führen Sie auf dem Formular einen Doppelklick auf ein Button-Objekt aus. Was passiert? Wie kommen die Bildchen auf das Fenster? Fügen Sie eine weitere Wolke hinzu Lassen Sie sich über Projekt und Quelltext anzeigen das Hauptprogramm anzeigen. Was geschieht dort? G.Noll 2008 8 Quelltext der Unit unit mTagUndNacht; Einbinden Systemunits interface eigene Units uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls; type TForm1 = class(TForm) Klassendeklaration BTag: TButton; BNacht: TButton; ImErde: TImage; ImSonne: TImage; Attribute, hier alles ImMond: TImage; ImWolke1: TImage; Objektvariable ImWolke2: TImage; ImWolke3: TImage; procedure BTagClick(Sender: TObject); procedure BNachtClick(Sender: TObject); Methoden private { Private-Deklarationen } public { Public-Deklarationen } end; //Ende Klassendeklaration Objektdeklaration var Form1: TForm1; implementation Einbinden der Datei des {$R *.DFM} Formularobjekts G.Noll 2008 9 Methoden der Unit unit mTagUndNacht; interface ... var Form1: TForm1; Ereignisbehandlung implementation {$R *.DFM} procedure TForm1.BTagClick(Sender: TObject); Zugriff auf Attribute begin Form1.Color := clAqua; (hier "Properties") eines Form1.ImMond.Visible := False; Objektes Form1.ImSonne.Visible := True; end; procedure TForm1.BNachtClick(Sender: TObject); begin Form1.Color := clBlack; Form1.ImSonne.Visible := False; Form1.ImMond.Visible := True; end; Qualifizierte Bezeichner Lassen Sie einmal bei den Zuweisungen den 1. end. Teil des Bezeichners weg. Was passiert? G.Noll 2008 10 Quelltext des Hautprogramms program TagUndNacht; uses Forms, mTagUndNacht in 'mTagUndNacht.pas' {Form1}; {$R *.RES} begin Application.Initialize; Application.CreateForm(TForm1, Form1); Application.Run; end. Hier finden wir u. a. die Einbindung von Units und Ressourcen die Erzeugung des Fensterobjektes den Start des Programms G.Noll 2008 11 Programmablauf Delphiprogramme reagieren auf Ereignisse Wir haben keinen festen Programmablauf mehr Ereignisse lassen sich auslösen u. a. über Maus oder Tastatur OnClick Klicken auf ein Objekt mit der Maus OnChange eine Eingabe wird verändert Ereignisse sind Botschaften an Objekte Die Modellierung mit Klassen und Objekten tritt deshalb in den Vordergrund Algorithmische Kenntnisse sind weiterhin wichtig (z. B. Kontrollstrukturen, Sortierverfahren) G.Noll 2008 12 Klassen und Objekte In unserem Programm begegnen wir u. a. folgenden Klassen und Objekten Klassename Objektname Form1: TForm1 BTag: TButton BNacht: TButton Color = ´clAqua´ Caption = ´Tag´ Caption =´Nacht´ Height = 270 Left = 24 Left = 168 AutoSize = false Height = 25 Height = 25 ... ... ... procedure BTagClick() Klassen sind Baupläne für Objekte Objekte sind Exemplare einer Klasse G.Noll 2008 13 Objektzustand Objekt BNacht: TButton Caption =´Nacht´ Left = 168 Attribut Height = 25 Attributwert ... Eine Klasse (bzw. ein Objekt) wird u. a. über seine Attribute (Felder, Eigenschaften) bestimmt. Die konkreten Attributwerte legen den aktuellen Zustand eines Objektes fest. G.Noll 2008 14 UML Notation Unified Modeling Language 1995 erstmalig vorgestellt Heute die Standardnotation um ein objektorientiertes Softwaresystem zu modellieren UMLed ist ein schultaugliches UML-Werkzeug, das eine direkte Verknüpfung von Modellierung und Program- mierung in Delphi (oder auch in Java) ermöglicht G.Noll 2008 15 Ein anderer Blick auf TForm1 Die Klasse TForm1 besitzt andere Klassen hat - Beziehung (Aggregation, Komposition) Klassendiagramm Komposition Aggregation G.Noll 2008 16 Ü-02: Ein zweites Fenster Die Klasse TForm1 ist ein Bauplan für Fenster. Wir sollten also problemlos ein weiteres Fenster erzeugen können Kopieren Sie den Ordner 02 TagUndNachtF in Ihr eigenes Verzeichnis und laden Sie dann das Projekt in Delphi Ergänzen Sie den Quelltext so, dass ein zweites Fenster (Formular) mit der Caption „Tag und Nacht 2“ erzeugt wird. Wie reagiert das 2. Fenster auf Ereignisse? Ergänzen Sie den Quelltext so, dass auf der Nachtseite des 2. Fensters ein Stern erscheint G.Noll 2008 17 Ein Blick auf den Unterricht Zum LP des Grundfaches Informatik hat die FDK einen möglichen Unterrichtsgang entwickelt (www.informatik-lehren.de) Hierin finden sich konkrete Vorschläge zur unterrichtlichen Umsetzung des LP G.Noll 2008 18 Ü-03: BMI-Rechner Mit einem Programm soll der BodyMass- Index BMI berechnet werden Gewicht in kg BMI  (Körpergröße in m)2 Erstellen Sie zunächst nur die Benutzungs- oberfläche, das GraphicalUserInterface GUI G.Noll 2008 19 GUI-Objekte erzeugen Aktivieren der Komponente Label anschließend Edit auf das Formular klicken und positionieren GroupBox Button Was geschieht bei der Platzierung von Komponenten ? G.Noll 2008 20 Bezeichnungen Delphi vergibt automatisch Namen an die GUI-Objekte, z. B. Label1, Button1, Button2 Besser ist es, eigene Bezeichnungen zu vergeben Im Objektinspektor über die Eigenschaft Name z. B. : BInit B für Button GBEingabe GB für Groupbox LUeberschrift L für Label usw. Die Aufschriften von Objekten lassen sich anschließend über ihre Caption - Eigenschaft im Objektinspektor verändern oder später zur Laufzeit zuweisen G.Noll 2008 21 Attribute - Methoden Delphi trägt die Komponenten automatisch als Objektvariable in die Klasse TForm1 ein Durch Doppelklick auf ein Objekt wird eine Ereignisbehandlungsroutine erzeugt und als Methode in der Klassendefinition eingetragen Ereignisbehandlungsroutinen nie per Hand löschen, sondern nur den Prozedurrumpf löschen. Bei der nächsten Compilierung wird die gesamte Prozedur automatisch gelöscht Verschiedene Objekte können die gleiche Ereignisbehandlungsroutine benutzen. Das wird im Objektinspektor eingetragen G.Noll 2008 22 Eingabe und Ausgabe Edit Komponente (Klasse TEdit) einzeiliges Feld für Eingabe und Ausgabe zentrale Eigenschaft Text ( String) antwort:=Edit1.Text; (property) nützliche Eigenschaften/Methoden Clear Edit1.Clear; (procedure) Enabled Edit1.Enabled:=true; (property) Visible Edit1.Visible:=false; (property) ReadOnly Edit1.ReadOnly:=true; (property) nützliche Ereignisse OnChange OnEnter OnExit z. B. Prüfung der Eingabe vor dem Verlassen G.Noll 2008 23 Daten auf dem GUI Edit-Komponenten arbeiten mit Daten des Typs string. Deshalb sind Konvertierungen notwendig: Variable GUI-Objekt Groesse:=StrToFloat(EGroesse.text); Gewicht:=StrToFloat(EGewicht.text); Variable GUI-Objekt EBMI.text:= FloatToStrF(bmi,ffnumber,8,1); Formatierte Ausgabe: FloatToStrF() mehrere Formatierungsmöglichkeiten, meist ausreichend ist FloatToStrF(zahl,ffnumber,8,2) G.Noll 2008 24 MVC Konzept Wir wollen von Anfang an eine Trennung von Daten und ihrer Präsentation anstreben. Dies ist das Ziel des MVC-Entwurfsprinzips: Model : enthält die Daten und die daten- spezifischen Operationen (Algorithmen) View : Präsentation der Daten Controller : verwaltet die Views und die Benutzeraktionen Wichtig: das Modell kennt weder die Präsen- tation (View) noch die Steuerung (Controller) und kann auf beide nicht zugreifen G.Noll 2008 25 BMI - Modell Daten und Datenoperationen sind für das BMI-Problem leicht identifizierbar: Körpergröße : real Gewicht : real BMI-Wert : real BMI Berechnungsalgorithmus Später werden noch hinzukommen BMI-Bewertung : string BMI Bewertungsalgorithmus Die Daten werden als private Attribute von TForm1, die Datenoperationen als private Methoden deklariert G.Noll 2008 26 BMI - Formularklasse Zugriffsschutz ++ published + public – privat Methodenart ! Auftrag (procedure) ? Anfrage (function) Datenmodell Modellprozeduren G.Noll 2008 27 BMI - Programmierung Erstellen Sie das komplette BMI-Programm Ergänzen Sie Ihr Programm mit einer Bewertung des BMI. Die dazu notwendigen Informationen finden Sie über die Google-Suche mit den Stichworten BMI Rechner Düsseldorf Was geschieht bei Fehleingaben? G.Noll 2008 28 Laufzeitfehler Fehler zur Ausführungszeit lassen sich mit einem try-except Block abfangen und mit eigenen Routinen bearbeiten Syntax try // Anweisungen deren Laufzeitfehler abgefangen werden except // Hinweise oder Abfangroutinen falls Fehler (exceptions) // auftreten end; Voraussetzung Das Stoppen bei Delphi-Exceptions ist abgeschaltet. Bei Delphi 6 geschieht dies unter dem Menupunkt Tools-Debugger- Optionen-Sprachexceptions G.Noll 2008 29 Ü-04: Weltbevölkerung Die Entwicklung der Weltbe- völkerung schreitet rasch voran: Im Jahr 2006 wurde die 6,6 Milliardengrenze überschritten. Zur Zeit wächst die Weltbevölkerung jährlich um ca. 1,2 %. Mit Hilfe eines kleinen Programms wollen wir die jährliche Entwick- dsw-Datenreport 2006 lung verfolgen. Ausführliche Infos unter www.dsw-online.de G.Noll 2008 30 Datenmodell Entprechend der Aufgabe legen wir die Daten und ihren Datentyp fest: Informationen: Modellierung: Im Jahr 2006 wurde die Jahr : integer; 6,6 Milliardengrenze Population : real; WFaktor : real; überschritten. Zur Zeit wächst die Weltbevölkerung jährlich um ca. 1,2 %. G.Noll 2008 31 Ereignisse In unserem Simulationsprogramm wollen wir zwei Ereignisse behandeln: Benutzeraktion Programmreaktion: bzw. Ereignis: Mausklick auf den Aktuelle Werte werden eingelesen Button > und die Population des nächsten Jahres wird berechnet und angezeigt Mausklick auf den Aktuelle Werte werden eingelesen Button < und die Population des vorherigen Jahres wird berechnet und angezeigt G.Noll 2008 32 Datenoperationen Für die Berechnung formulieren wir passende Prozeduren procedure TForm1.naechstePopulation; begin Jahr := Jahr + 1; Population := Population * WFaktor; end; procedure TForm1.vorherigePopulation; begin Jahr := Jahr -1; Population := Population / WFaktor; end; G.Noll 2008 33 Programmierung Entwerfen Sie eine eigene Benutzungs- oberfläche oder kopieren Sie sich den Ordner 05 Population in ein eigenes Verzeichnis und benutzen das vorgegebene Programmgerüst Implementieren Sie die Daten und Daten- operationen sowie die Ereignisbehandlungs- routinen. Beachten Sie dabei das MVC Prinzip! Wann wird nach diesem Modell die 7 Millarden Grenze überschritten? Wann wurde die 6 Millarden Grenze überschritten? G.Noll 2008 34 Initialisierungen Für das Wachstumsprogramm wäre es angenehm, wenn beim Programmstart die Daten von 2006 bereits im Formular eingetragen wären Für solche Initialisierungen wird üblicherweise eine Ereignisbehandlungsroutine benutzt, die automatisch beim Erzeugen des Fensters aufgerufen wird: procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin EJahr.Text:='2006'; EPopulation.Text:='6,6'; EWFaktor.Text:='1,2' end; Das Prozedurgerüst von FormCreate wird bei einem Doppelklick auf das Formular angelegt G.Noll 2008 35 Hilfe von und über Delphi Delphi unterstützt die Programmentwicklung durch verschiedene Hilfsmechanismen, z. B. Automatische Erzeugung von Prozedurgerüsten Anzeige von Eigenschaften und Methoden hinter der Eingabe eines Objektbezeichners (Strg-Space) Aufruf eines umfassenden, verlinkten Hilfssystems über die Menüleiste Kontextsensitive Hilfe mit F1 (auch im Fehlerfenster) G.Noll 2008 36 Debugging Neben dem Hilfesystem besitzt Delphi auch einen Laufzeit Debugger Das Debugging muss unter Projekt - Optionen - Compiler aktiviert sein Typisches Vorgehen Starten Sie ein Programm mit F7 Verfolgen Sie den Ablauf im Quelltext und im Programmfenster Beachten Sie die Tooltipps unter dem Cursor im Quelltext. Sie können dazu auch Teile des Quelltextes markieren. Setzen Sie Haltepunkte im Quelltext (auf blauen Punkt klicken), starten Sie dann das Programm mit F8 G.Noll 2008 37 Ü-05 Euklidischer Algorithmus Eine Aufgabe aus einer Kursarbeit: Der euklidische Algorithmus (modern) ggT(a,b) (1) r sei der Rest bei der Teilung a/b (2) ist r=0 so gib b als ggT(a,b) aus und höre auf (3) speichere b in a und r in b ab und fahre mit (1) fort Stelle den Algorithmus mit einem Struktogramm dar Implementiere den Algorithmus als Funktion Verwende zur Eingabe der beiden Zahlen je eine SpinEdit Komponente (unter "Beispiele") Das Formular soll keinen Button enthalten G.Noll 2008 38 Struktogramm Euklidischer Algorithmus dargestellt im Struktogramm mit StruktEd ggT(a,b) ggT nach Euklid (moderne Variante) (1) r sei der Rest bei der Eingabe: natürliche Zahlen a und b Teilung a/b r := a mod b (2) ist r=0 so gib b als ggT(a,b) true r=0? false aus und höre auf a := b (3) speichere b in a und Ausgabe: ggT ist b b := r r in b und repeat until r = 0 fahre mit (1) fort G.Noll 2008 39 Eingabe - Fallunterscheidung SpinEdit (unter dem Reiter "Beispiele") Edit-Feld für ganze Zahlen Start-Wert Value Minimalwert MinValue und Maximalwert MaxValue Schrittweite Increment Radiobutton - Radiogroup An- und Abwahl einer Option Gruppe sich ausschließender Optionen Eigenschaft checked (boolean) bzw. ItemIndex (Zählung mit 0 beginnend; -1 bei keiner Auswahl) Checkbox An- und Abwahl einer Option Eigenschaft checked (boolean) G.Noll 2008 40 Ein Blick auf den Unterricht ( Auszug aus "Ein möglicher Gang durch das Grundfach Informatik" ) G.Noll 2008 41 Ü-06: Euklid - alte Version Der euklidische Algorithmus (alte Version) ggT(a,b) (1) falls a=b gib a als ggT nach Euklid (alte Version) ggT(a,b) aus Eingabe: natürliche Zahlen a und b (2) falls a>b speichere while a <> b do a-b in a true a>b? false sonst speichere a := a - b b := b - a b-a in b Ausgabe: ggT ist a (3) fahre bei (1) fort Implementieren Sie den Algorithmus als alternative Methode im vorherigen Projekt Die Auswahl soll über eine RadioGroup erfolgen G.Noll 2008 42 Laufzeitmessung Eine hochpräzise Messung der Laufzeit ist in Delphi mit folgender Befehlsfolge möglich procedure TForm1.BZeitClick(Sender: TObject); var a, e, f: int64; begin QueryPerformanceFrequency(f); QueryPerformanceCounter(a); //Befehlsfolge deren Zeitdauer bestimmt werden soll QueryPerformanceCounter(e); BZeit.Caption := FloatToStrF(1000*(e-a)/f,FFNumber,8,3); //Ergebnis hier in ms end; (nach Easy Delphi Helper unter www.dsdt.info) G.Noll 2008 43 Ü-06 Würfelspiel Eine Aufgabe aus einer Kursarbeit: Ein Würfelspiel Du wirftst vier Würfel und gewinnst, wenn mindestens 2 Würfel die Augenzahl 5 oder 6 zeigen. Schreibe ein Programm, das die vier Augen- zahlen auf einem Panel ausgibt und feststellt, ob du gewonnen hast. Erweiterung: Ermitteln Sie mir einer Simulation, wie groß die Chance ist, bei diesem Spiel zu gewinnen? G.Noll 2008 44 Zufallszahlen Pseudozufallszahlen in Pascal zz:=random(n) liefert ganzzahliges zz mit 0  zz < n Würfel: zz:=random(6)+1 Damit der Zufallszahlengenerator stets andere Werte liefert, wird er zu Beginn initialisiert procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin randomize; end; G.Noll 2008 45 Stringverarbeitung - Parameter Vom System vorgegebene Funktionen und Prozeduren zur Stringverarbeitung eignen sich in besonderer Weise zur Thematisierung von Schnittstellen und ihren Parametern, z.B. function length(S:string):Integer; function Pos(SubStr:String; S:String):Integer procedure Delete(var S:String; Index,Count:Integer) procedure Insert(Source:String; var S:String; Index:integer) function AnsiUpperCase(S:String):String (in der Unit SysUtils) Auf Zeichen eines Strings kann man wie auf die Elemente eines array of char zugreifen Stringverarbeitung lässt sich gut in ein Programmierprojekt zur Kryptographie einbinden G.Noll 2008 46 Ü-07: Eigene Stringverarbeitung Einfache Programmierübungen ergeben sich aus Erweiterungen der Standardoperationen Schreiben Sie ein Programm, das in einem Satz jedes Vorkommen einer Zeichenfolge durch eine andere Zeichenfolge ersetzt: papa kennt den tip mama kennt den tim Verwenden Sie dazu die Standardoperationen pos, delete und insert G.Noll 2008 47 Ein Blick auf den Unterricht G.Noll 2008 48 Ein Blick auf den Unterricht G.Noll 2008 49 Ü-08: Kryptographie Cäsar-Verschlüsselung Text (ohne Umlaute und Sonderzeichen) in ein Memofeld eingeben In Großbuchstaben umwandeln (AnsiUpperCase) Buchstabenverschiebung durchführen ASCII-Tabelle: Großbuchstaben haben die Ordnungszahl ORD('A')=65 bis ORD('Z')=90 Verschiebung um k (Schlüsselzahl 090 dann Ergebnis:=Ergebnis-26 neuer Buchstabe CHAR(Ergebnis) beim Entschlüsseln Subtraktion der Schlüsselzahl Ergebnis: 65-k ... 90-k falls Ergebnis<65 dann Ergebnis:=Ergebnis+26 Ergebnis in einem zweiten Memofeld ausgeben Was lässt sich beobachten? Erklärung? G.Noll 2008 50 Stringliste: Ein- und Ausgabe Memo Komponente (Klasse TMemo) mehrzeiliges Feld für Eingabe und Ausgabe zentrale Eigenschaft Lines ( Stringliste) Zählung der "Lines" beginnt mit 0 nützliche Eigenschaften/Methoden für Stringlisten Lines.Clear löscht alle Einträge (procedure) Lines.Add() fügt eine Zeile am Ende hinzu Lines.Delete() Lines.Delete(0) löscht 1. Zeile Lines.Count Anzahl der Zeilen (property) Lines.SaveToFile() Speichern in einem Textfile Lines.LoadFromFile() Laden aus einem Textfile G.Noll 2008 51 Ü-09: Cäsar mit Dateien Ergänzung zum Projekt Cäsar Behandlung von Umlauten, Sonderzeichen und Leerzeichen Klartext aus einer Textdatei in das Memofeld einlesen bzw. in eine Textdatei abspeichern Geheimtext aus dem Memofeld in eine Textdatei abspeichern bzw. aus einer Textdatei einlesen Dateidialoge OpenDialog und SaveDialog Komponenten werden nur auf das Formular gebracht der Aufruf erfolgt durch die Methode execute execute liefert true (Ok-Button) oder false (Abbruch-Button) zurück über die Eigenschaft filename wird auf den gewählten oder eingegebenen Dateinamen zugegriffen G.Noll 2008 52 Ü-10: Wörter sortieren Schre
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks