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Einführung in die objektbasierte Programmierung mit Delphi Klaus Becker iMedia 2007.

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Präsentation zum Thema: "Einführung in die objektbasierte Programmierung mit Delphi Klaus Becker iMedia 2007."—  Präsentation transkript:

1 Einführung in die objektbasierte Programmierung mit Delphi Klaus Becker iMedia 2007

2 2 Orientierung Der Einstieg in die Programmierung mit Delphi bereitet so mancherlei Schwierigkeiten. Auch einfachste Programme sind zunächst schwer zu durchschauen. Kompliziert ist insbesondere das Zusammenspiel zwischen GUI-Objekten und algorithmischen Elementen. Ziel der folgenden Ausführungen ist es, ein didaktisches Konzept vorzustellen, bei dem von Anfang an objektbasierte Erklärungsmodelle benutzt werden, um das Verständnis der recht komplexen Delphi- Programme zu erleichtern. Diese Vorgehensweise hat zweierlei Vorzüge: Zum wird mit Hilfe der Erklärungsmodelle die "Logik der Programme" vereinfachend dargestellt und somit der Quelltext strukturell geordnet. Zum anderen werden hierdurch bereits wichtige Konzepte der objektorientierten Modellierung und Programmierung für eine später zu erfolgende Vertiefung eingeführt. Letzteres erfordert, dass die Grundideen und die Terminologie der Objektorientierung von Beginn an korrekt und konsistent verwendet werden.

3 3 Teil 1 "Hallo Welt" - objektbasierte Benutzungsoberflächen

4 4 "Hallo Welt"

5 5 GUI-Objekte Eine Benutzungsoberfläche wird mit Hilfe von sog. GUI-Objekten aufgebaut. (GUI: Graphical User Interface) GUI-Objekt Die Eigenschaften eines Objekts kann man sich mit dem Objektinspektor anzeigen lassen. GUI-Objekt

6 6 Objekt Ein Objekt hat (in der Regel) einen Namen und wird einer Klasse zugeordnet. Die Klasse legt dabei den Typ des Objekts fest. iBaer1: TImage Im Objektinspektor werden der Name und die zugehörige Klasse des markierten Objekts angezeigt. iBaer1: TImage iBaer2: TImage bTag: TButton bNacht: TButton pAnzeige: TPanel GUI: TGUI

7 7 iBaer1: TImage Aufbau und Zustand eines Objekts iBaer1: TImage Visible = False... Klasse Attribut Attributwert Der Aufbau eines Objekts wird mit Hilfe von Attributen (Eigenschaften) festgelegt. Die Attributwerte legen den aktuellen Objektzustand fest. Attribut Attributwert Name Klasse Name

8 8 Objektdiagramme iBaer1: TImage Visible = False... Um die Struktur von Objekten zu beschreiben, benutzt man sog. Objektdiagramme. Objektdiagramm iBaer2: TImage Visible = True... bTag: TButton Caption = 'Tag'... bNacht: TButton Caption = 'Nacht'... pHinweis: TPanel Caption = 'Wer...' Color = clGreen... GUI: TGUI Caption = 'Knut...' Color = clWhite...

9 9 Ein Blick in die Datei uTagNacht.dfm object GUI: TGUI Left = 307 Top = 360 BorderIcons = [biSystemMenu] BorderStyle = bsSingle Caption = 'Knut tut gut' ClientHeight = 410 ClientWidth = 760 Color = clWhite... PixelsPerInch = 96 TextHeight = 16 object iBaer1: TImage Left = 392 Top = 48 Width = 334 Height = 255 AutoSize = True Picture.Data = { 0A544A } Visible = False end object iBaer2: TImage Left = 32 Top = Visible = False end object bTag: TButton... Caption = 'Tag' TabOrder = 0 OnClick = bTagClick end object bNacht: TButton.. end object pHinweis: TPanel Left = 280 Top = 320 Width = 201 Height = 41 TabOrder = 2 end

10 10 verwaltet Objekthierarchie FGUI: TFGUI iBaer1: TImage iBaer2: TImage bTag: TButton bNacht: TButton pHinweis: TPanel... object GUI: TGUI Left = 307 Top = 360 BorderIcons = [biSystemMenu] BorderStyle = bsSingle Caption = 'Knut tut gut' ClientHeight = 410 ClientWidth = 760 Color = clWhite... PixelsPerInch = 96 TextHeight = 16 object iBaer1: TImage Left = 392 Top = 48 Width = 334 Height = 255 AutoSize = True Picture.Data = { 0A544A } Visible = False end

11 11 Veränderung von Objektzuständen Attributwerte eines Objekts kann man mit Hilfe von Wertzuweisungen verändern. pHinweis.Caption := 'Pst, ich schlafe!'; pHinweis.Color := clRed; pHinweis: TPanel Caption = 'Wer...' Color = clGreen... pHinweis: TPanel Caption = 'Pst...' Color = clRed... Objektzustand vorher Objektzustand nachher Wertzuweisungen

12 12 Ereignisbasierte Veränderung Ein Ereignis ist eine Zustandsänderung in einem Objekt, die von Interesse ist und daher mit einer Prozedur zur Ereignisverarbeitung verknüpft werden kann. (K. Merkert) Ereignis Mausklick auf den Button mit der Aufschrift "Tag" löst das Ereignis "bTag.onClick" aus Mausklick auf den Button mit der Aufschrift "Nacht" löst das Ereignis "bNacht.onClick" aus Ereignisverarbeitung procedure TGUI.bTagClick(Sender: TObject); begin GUI.Color := clWhite; iBaer1.Visible := false; iBaer2.Visible := true; pHinweis.Caption := 'Wer spielt mit mir?'; pHinweis.Color := clGreen; end; procedure TGUI.bNachtClick(Sender: TObject); begin GUI.Color := clBlack; iBaer1.Visible := true; iBaer2.Visible := false; pHinweis.Caption := 'Pst, ich schlafe!'; pHinweis.Color := clRed; end;

13 13 Delphi-Quelltext (uTagNacht.pas) unit uTagNacht; interface uses... type TGUI = class(TForm) bTag: TButton; bNacht: TButton; iBaer1: TImage; iBaer2: TImage; pHinweis: TPanel; procedure bTagClick(Sender: TObject); procedure bNachtClick(Sender: TObject); private { Private-Deklarationen } public { Public-Deklarationen } end; var GUI: TGUI; Deklaration eines Formulars mit GUI-Objekten

14 14 Delphi-Quelltext (uTagNacht.pas) implementation {$R *.DFM} procedure TGUI.bTagClick(Sender: TObject); begin GUI.Color := clWhite; iBaer1.Visible := false; iBaer2.Visible := true; pHinweis.Caption := 'Wer spielt mit mir?'; pHinweis.Color := clGreen; end; procedure TGUI.bNachtClick(Sender: TObject); begin GUI.Color := clBlack; iBaer1.Visible := true; iBaer2.Visible := false; pHinweis.Caption := 'Pst, ich schlafe!'; pHinweis.Color := clRed; end; end. Implementierung der Ereignisverarbeitung

15 15 Teil 2 Bär auf Wanderschaft - Datenhaltung mit lokalen Variablen

16 16 Bär auf Wanderschaft

17 17 Bär, komm her! procedure TGUI.bAktualisierenClick(Sender: TObject); var xposPfleger, yposPfleger: integer; begin // Eingabe: Übernahme der Anzeige xPosPfleger := StrToInt(eXpos.Text); yPosPfleger := StrToInt(eYpos.Text); // Ausgabe: Aktualisierung der Anzeige iPfleger.Left := xPosPfleger; iPfleger.Top := yPosPfleger; end; procedure TGUI.bRechtsClick(Sender: TObject); var xPosBaer, yPosBaer: integer; begin // Eingabe: Übernahme der Anzeige xPosBaer := iBaer.Left; yPosBaer := iBaer.Top; // Verarbeitung: Veränderung der Daten xPosBaer := xPosBaer + 10; // Ausgabe: Aktualisierung der Anzeige iBaer.Left := xPosBaer; pXposWertBaer.Caption := IntToStr(xPosBaer); pYposWertBaer.Caption := IntToStr(yPosBaer); end; lokale Variable

18 18 yXposwertBaer: TPanel Caption = '218'... Caption = '208'... pXposwertBaer: TPanel Doppelte Buchführung procedure TGUI.bRechtsClick(Sender: TObject); var xPosBaer, yPosBaer: integer; begin // Eingabe: Übernahme der Anzeige xPosBaer := iBaer.Left; yPosBaer := iBaer.Top; // Verarbeitung: Veränderung der Daten xPosBaer := xPosBaer + 10; // Ausgabe: Aktualisierung der Anzeige iBaer.Left := xPosBaer; pXposWertBaer.Caption := IntToStr(xPosBaer); pYposWertBaer.Caption := IntToStr(yPosBaer); end; xPosBaer: 208 iBaer: TImage Visible = True Left = 208 Top = yPosBaer: 176 xPosBaer: 218 yPosBaer: 176 yXposwertBaer: TPanel Caption = '218'... iBaer: TImage Visible = True Left = 218 Top = pXposwertBaer: TPanel Caption = '218'...

19 19 yXposwertBaer: TPanel Caption = '218'... Caption = '208'... pXposwertBaer: TPanel EVA-Prinzip procedure TGUI.bRechtsClick(Sender: TObject); var xPosBaer, yPosBaer: integer; begin // Eingabe: Übernahme der Anzeige xPosBaer := iBaer.Left; yPosBaer := iBaer.Top; // Verarbeitung: Veränderung der Daten xPosBaer := xPosBaer + 10; // Ausgabe: Aktualisierung der Anzeige iBaer.Left := xPosBaer; pXposWertBaer.Caption := IntToStr(xPosBaer); pYposWertBaer.Caption := IntToStr(yPosBaer); end; xPosBaer: 208 iBaer: TImage Visible = True Left = 208 Top = yPosBaer: 176 xPosBaer: 218 yPosBaer: 176 yXposwertBaer: TPanel Caption = '218'... iBaer: TImage Visible = True Left = 218 Top = pXposwertBaer: TPanel Caption = '218'... Viele Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Systeme lassen sich mit Hilfe von lokalen Variablen realisieren.

20 20 Teil 3 Bär auf Wanderschaft - Datenhaltung mit globalen Variablen

21 21 Bär, komm her! Schwierigkeit: Die Ereignisverarbeitung zum Ereignis "bVorwaerts.Click" hängt von der momentanen Bewegungsrichtung des Bären ab. Diese Information könnte man aus den GUI-Objekten gewinnen, indem man nachschaut, welches Bild gerade sichtbar ist. Besser und übersichtlicher wird das Programm, wenn man ein internes Datenmodell mit "globalen Variablen" erstellt, auf die jede Ereignisverarbeitungsprozedur zugreifen und die sie verändern kann.

22 22 Bär, komm her!... type TGUI = class(TForm) bRechts: TButton;... procedure bRechtsClick(Sender: TObject);... procedure FormCreate(Sender: TObject); private { Private-Deklarationen } xpos, ypos: integer; oben, unten, links, rechts: boolean; procedure ausgangslage; procedure vorwaerts; procedure rueckwaerts; procedure rechtsdrehen; procedure linksdrehen; procedure baerZeigen; public { Public-Deklarationen } end; Formular-Attribut als "globale Variable" Formular-Methode als Hilfsprozedur

23 23 Trennung: GUI – Datenmodell type TGUI = class(TForm) bRechts: TButton;... procedure bVorwaertsClick(Sender: TObject);... procedure FormCreate(Sender: TObject); private { Private-Deklarationen } xpos, ypos: integer; oben, unten, links, rechts: boolean; procedure ausgangslage; procedure vorwaerts; procedure rueckwaerts; procedure rechtsdrehen; procedure linksdrehen; procedure baerZeigen; public { Public-Deklarationen } end; procedure TGUI.vorwaerts; begin if oben = true then ypos := ypos - 10 else if unten = true then ypos := ypos + 10 else if links = true then xpos := xpos - 10 else if rechts = true then xpos := xpos + 10; end; procedure TGUI.bVorwaertsClick(...); begin // Datenmodell aktualisieren vorwaerts; // Anzeige aktualisieren baerZeigen; end; Datenmodell

24 24 Trennung: GUI – Datenmodell type TGUI = class(TForm) bRechts: TButton;... procedure bVorwaertsClick(Sender: TObject);... private { Private-Deklarationen } xpos, ypos: integer; oben, unten, links, rechts: boolean; procedure ausgangslage; procedure vorwaerts; procedure rueckwaerts; procedure rechtsdrehen; procedure linksdrehen; procedure baerZeigen; public { Public-Deklarationen } end; procedure TGUI.vorwaerts; begin if oben = true then ypos := ypos - 10 else if unten = true then ypos := ypos + 10 else if links = true then xpos := xpos - 10 else if rechts = true then xpos := xpos + 10; end; Bei komplexeren Systemen ist es günstig, ein von der GUI getrenntes Datenmodell zu entwickeln. Datenmodell

25 25 Teil 4 Zusammenfassung: Programmmuster

26 26 iBaer1: TImage Visible = False... iBaer2: TImage Visible = True... bTag: TButton Caption = 'Tag'... bNacht: TButton Caption = 'Nacht'... GUI: TGUI Caption = 'Knut...' Color = clWhite... Muster 1 GUI-Objekte regeln Anzeige und Kontrolle. procedure TGUI.bTagClick(Sender: TObject); begin GUI.Color := clWhite; iBaer1.Visible := false; iBaer2.Visible := true; pHinweis.Caption := 'Wer spielt mit mir?'; pHinweis.Color := clGreen; end; pHinweis: TPanel Caption = 'Wer...' Color = clGreen...

27 27 Muster 2 EVA - Verarbeitung mit einem temporären Datenmodell yXposwertBaer: TPanel Caption = '218'... Caption = '208'... pXposwertBaer: TPanel procedure TGUI.bRechtsClick(Sender: TObject); var xPosBaer, yPosBaer: integer; begin // Eingabe: Übernahme der Anzeige xPosBaer := iBaer.Left; yPosBaer := iBaer.Top; // Verarbeitung: Veränderung der Daten xPosBaer := xPosBaer + 10; // Ausgabe: Aktualisierung der Anzeige iBaer.Left := xPosBaer; pXposWertBaer.Caption := IntToStr(xPosBaer); pYposWertBaer.Caption := IntToStr(yPosBaer); end; xPosBaer: 208 iBaer: TImage Visible = True Left = 208 Top = yPosBaer: 176 xPosBaer: 218 yPosBaer: 176 yXposwertBaer: TPanel Caption = '218'... iBaer: TImage Visible = True Left = 218 Top = pXposwertBaer: TPanel Caption = '218'...

28 28 Muster 3 Internes Datenmodell mit "globalen Variablen" type TGUI = class(TForm) bRechts: TButton;... procedure bVorwaertsClick(Sender: TObject);... private { Private-Deklarationen } xpos, ypos: integer; oben, unten, links, rechts: boolean; procedure ausgangslage; procedure vorwaerts; procedure rueckwaerts; procedure rechtsdrehen; procedure linksdrehen; procedure baerZeigen; public { Public-Deklarationen } end; procedure TGUI.vorwaerts; begin if oben = true then ypos := ypos - 10 else if unten = true then ypos := ypos + 10 else if links = true then xpos := xpos - 10 else if rechts = true then xpos := xpos + 10; end; Datenmodell

29 29 Muster 4 Eigenständiges Datenmodell mit neuen Objekten TRoboter xPos yPos richtung... erzeugen initialisieren schritt linksDrehen rechtsDrehen markeSetzen markeLoeschen... OstenWesten Süden Norden (4,3)


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