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Erste Programme mit Delphi Helmut Paulus Speyer, 08.05.09 Einführung in die Entwicklungsumgebung Grundelemente der Programmiersprache Objekt-Pascal Übungen.

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1 Erste Programme mit Delphi Helmut Paulus Speyer, Einführung in die Entwicklungsumgebung Grundelemente der Programmiersprache Objekt-Pascal Übungen

2 Teil 1 Einführung in die Entwicklungsumgebung Grundelemente der Programmiersprache Objekt-Pascal

3 Problem Mit einem Programm soll der BodyMass-Index BMI berechnet werden. Eingaben: Gewicht in Kg, Körpergröße in m Ausgabe:BMI-Index Ablauf:Ereignisgesteuert 3

4 Delphi 4 – Entwicklungsumgebung Formular (GUI) Komponenten- Palette (GUI-Objekte) Objektinspektor Die Benutzungsoberfläche wird mit Hilfe der Komponentenpalette erstellt. 4

5 Bearbeiten eines Delphi-Projekts GUI-Objekte haben einen Namen und gehören einer Klasse an. Mit Hilfe des Objektinspektors kann man sich die Eigenschaften (Attribute) der GUI-Objekte anschauen und deren Werte verändern. PAnzeige : TPanel BtBrechnen : TButton EdGroesse: TEdit LInfo : TLabel GUI : TGUI Formular 5

6 Bearbeiten eines Delphi-Projekts Das Formular enthält Komponenten (GUI-Objekte) vom Typ: TForm, TEdit, TButton, TLabel, TPanel BrechnenB für Button EGroesseE für Edit PAusgabeP für Panel LErgebnisL für Label … Standardattribute (Eigenschaften) der GUI-Objekte: Caption Beschriftung einer Komponente (Aufschrift eines Buttons, Labels, Panels,…) TextInhalt eines Textfeldes (Edit) NameName des Objekts, mit dem es im Programm angesprochen wird Delphi gibt den GUI-Objekte automatisch Namen, z. B. TForm1, Label1, Button1, Button2 Die Objekte sollten im Objektinspektor mit sinnvollen Namen (nach Konventionen) belegt werden; z. B.: je nach Typ des Objekts einen Präfix: 6

7 Formulardatei uGUI.dfm Die Formulardatei uGUI.dfm speichert die Attributwerte der Objekte. object GUI: TGUI Left = 202 Top = 137 Width = 420 Height = 253 Caption ='Body Master- Indexberechnen … object EdGroesse: TEdit Left = 112 Top = 136 Width = 57 Height = 21 TabOrder = 2 end object Btberechnen: TButton Left = 184 Top = 136 Width = 89 Height = 25 Caption = 'BMI berechnen' TabOrder = 3 OnClick = BtberechnenClick end Das Formularobjekt GUI enthält alle anderen Objekte als Unterobjekte Diese Datei wird automatisch erzeugt und gepflegt. In älteren Delphi-Versionen als Delphi 4 wird sie als Binärdatei abgespeichert, was zu Kompatiblitätsproblemen führt. Konvertierung: kaiserslautern.de/faecher/inf/material/misc/d6_2_d4.php Ein Blick hinter die Kulissen 7

8 Quelltext-Unit uGUI.pas unit uGUI; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,StdCtrls, ExtCtrls; type TGUI = class(TForm) PAnzeige: TPanel; LInfo: TLabel; Label2: TLabel; Label3: TLabel; Label4: TLabel; EdGewicht: TEdit; EdGroesse: TEdit; Btberechnen: TButton; Btloeschen: TButton; PAusgabe: TPanel; procedure BtloeschenClick(Sender: TObject); procedure BtberechnenClick(Sender: TObject); private { Private-Deklarationen} public { Public-Deklarationen} end; var GUI: TGUI; Deklaration des Formulars mit GUI-Objekten (automatisch) Einbinden von Systemunits (automatisch) 8

9 Quelltext-Unit uGUI.pas unit uGUI; interface... var GUI: TGUI; implementation procedure TGUI.BtberechnenClick(Sender: TObject); var gewicht, groesse, BMI : real; begin //Eingabe gewicht := StrToFloat(EdGewicht.Text); groesse := StrToFloat(EdGroesse.Text); //Verarbeitung BMI := gewicht/groesse/groesse; //Ausgabe PAnzeige.Caption := FloatToStrF(BMI,ffFixed,6,2); end; end. Zugriff auf Attribute Ereignisbehandlung 9

10 Quelltext des Hauptprogramms program BMI; uses Forms, uGUI in 'uGUI.pas' {GUI}; {$R *.RES} begin Application.Initialize; Application.CreateForm(TGUI, GUI); Application.Run; end. Hier findet sich u. a. die Einbindung von Units und Ressourcen die Erzeugung des Fensterobjektes den Start des Programms Diese Datei wird automatisch vom System gepflegt! 10

11 Ereignisverarbeitung Ein Klick auf den Button soll die Berechnung des BMI-Wertes auslösen. procedure TGUI.BtBerechnenClick(Sender: TObject); begin end; procedure TGUI.BtBerechnenClick(Sender: TObject); begin end; Ereignis OnClick Ereignisprozedur Doppel- Klick Durch Doppel-Klick auf den Button wird eine neue Prozedur erzeugt: Diese Prozeduren nie per Hand löschen, sondern nur den Prozedurrumpf. Das System entfernt den Rest beim nächsten Start! Diese Prozeduren nie per Hand löschen, sondern nur den Prozedurrumpf. Das System entfernt den Rest beim nächsten Start! 11

12 Ereignisverarbeitung procedure TGUI.BtberechnenClick(Sender: TObject); var gewicht, groesse, BMI : real; begin //Eingabe – Übernahme der Daten vom GUI-Objekt gewicht := StrToFloat(EdGewicht.Text); groesse := StrToFloat(EdGroesse.Text); //Verarbeitung BMI := gewicht/groesse/groesse; //Ausgabe – Übergabe der Daten ans GUI-Objekt PAusgabe.Caption := FloatToStrF(BMI,ffFixed,6,2); end; procedure TGUI.BtberechnenClick(Sender: TObject); var gewicht, groesse, BMI : real; begin //Eingabe – Übernahme der Daten vom GUI-Objekt gewicht := StrToFloat(EdGewicht.Text); groesse := StrToFloat(EdGroesse.Text); //Verarbeitung BMI := gewicht/groesse/groesse; //Ausgabe – Übergabe der Daten ans GUI-Objekt PAusgabe.Caption := FloatToStrF(BMI,ffFixed,6,2); end; Implementierung Ein-/ Ausgabesystem mit lokalen Variablen als temporären Zwischenspeichern! Verarbeitungschema Eingabe Verarbeitung Ausgabe Verarbeitungschema Eingabe Verarbeitung Ausgabe Lokale Variablen 12

13 Bearbeiten eines Delphi-Projekts Delphi erzeugt eine ganze Reihe von Dateien zur Verwaltung eines Programmierprojektes. Diese Dateien sollte man immer in einem eigenen Ordner speichern. (Quellcodedateien werden als Units bezeichnet.) Vorbereitungsschritte: 1.In Delphi in neues Projekt anlegen: Datei->Neu->Anwendung 2.Projektdateien am besten sofort speichern: 3.Ordner für das neue Projekt anlegen (z. B. BMI) (1)Datei - Alles speichern wählen (2)Die automatisch vorgeschlagen Namen unit1.pas und project1.dpr umbenennen. (z. B.: uGUI.pas und BMI.dpr) u – für Unit Implementierung der Ereignisverarbeitung Neben den oben genannten beiden Dateien werden automatisch im Projektordner viele weitere Dateien angelegt und laufend von Delphi verwaltet. Beim Kompilieren wird aus den Projektdateien ein lauffähiges Programm BMI.exe erzeugt, das anschließend ausgeführt werden kann. 13

14 Delphi-Hilfen Kontextsensitive Hilfe mit F1 (auch im Fehlerfenster) Laufzeit Debugger Haltepunkte im Quelltext setzen, an den Stellen an, denen das Programm halten soll (in den Rahmen links neben der Quelltextzeile klicken) sobald das Programm anhält, kann mit Hilfe der Maus der Zustand der Variablen angezeigt werden 14

15 Aufgabe Ergänzen Sie das Programm mit einer Bewertung des BMI nach Alter. Benutzen Sie dazu die folgenden Grundlagen und die Delphi-Hilfe. AlterBMI Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre23-28 >64 Jahre24-29 Die Tabelle zeigt die wünschenswerte BMI-Werte für verschiedene Altersgruppen: Weitere Informationen unter: https://www.uni-hohenheim.de/wwwin140/info/interaktives/bmi.htmhttps://www.uni-hohenheim.de/wwwin140/info/interaktives/bmi.htm 15

16 Pascal-Grundlagen procedure TGUI.BtberechnenClick(Sender: TObject); var gewicht, groesse, BMI : real; begin //Eingabe gewicht := StrToFloat(EdGewicht.Text); groesse := StrToFloat(EdGroesse.Text); //Verarbeitung BMI := gewicht/groesse/groesse; //Ausgabe PAusgabe.Caption := FloatToStr(BMI); end; procedure TGUI.BtberechnenClick(Sender: TObject); var gewicht, groesse, BMI : real; begin //Eingabe gewicht := StrToFloat(EdGewicht.Text); groesse := StrToFloat(EdGroesse.Text); //Verarbeitung BMI := gewicht/groesse/groesse; //Ausgabe PAusgabe.Caption := FloatToStr(BMI); end; Datentyp Variablen- deklaration Wertzuweisung Typumwandlung real string Bezeichner Trennzeichen Anweisungen Variablendeklaration var : Datentyp; Wertzuweisung a := b ; Die Variablen müssen zuweisungskompatibel sein! Kommentar 16

17 Pascal-Grundlagen procedure (Parameterliste); var lokale Variablen; begin Anweisungen; end; Struktur einer (Ereignis-) Prozedur Eine Prozedur (Variable) kann nur verwendet werden, wenn sie deklariert wurde! Deklarationsteil Anweisungsteil Konventionen für Bezeichner Es dürfen nur folgende Zeichen verwendet werden Buchstaben (aber keine Umlaute) Zahlen, diese aber erste nach mindestens einem Buchstaben Unterstrich (auch am Anfang) ansonsten keine Sonderzeichen wie,, ; … Die Parameterliste kann auch fehlen Beachte: Delphi ist nicht kontextsensitiv! 17

18 Pascal-Grundlagen Elementare Datentypen integer :Ganze Zahlen(17, -12) real :Fließkommazahlen(2.675 ) boolean : Wahrheitswerte(true, false) string : Zeichenkette (Hallo) Bei der Ein- und Ausgabe von Daten mit Hilfe von GUI-Objekten müssen häufig Datentypen konvertiert werden. Delphi stellt folgende Funktionen zur Verfügung: Typumwandlungen Funktion : ErgebnistypBeispiel StrToInt( ) : integer IntToStr( ) : string StrToFloat( ) : real FloatToStr( ) : string Formatierte Ausgabe: FloatToStrF() : string groesse := StrToInt(EGroesse.Text) PAusgabe.Caption := FloatToStr(BMI); Siehe Delphi-Hilfe PAusgabe.Caption := FloatToStrF(BMI,ffnumber,8,2); 18

19 Pascal-Grundlagen Arbeiten mit Zeichenketten Zeichenkettentexte werden in einfachen Anführungszeichen geschrieben. Beispiel: var Ausgabe : string; Ausgabe := Du hast ; Zeichenketten kann man mit + aneinander hängen. Ausgabe := Ausgabe + leider verloren; Die Länge einer Zeichenkette bestimmt man mit der vordefinierten Operation length. Der Zugriff auf die einzelnen Zeichen einer Zeichenkette erfolgt über einen Index. Ausgabe[2] u integer / real +, -, *, /Division ( liefert einen Realtyp bei Anwendung auf Integer z. B. 12/4) integer divganzzahlige Division (schneidet Nachkommastellen ab) mod Rest einer ganzzahligen Division (Beispiel: a := 4 mod 3; 1 a) Arithmetische Operatoren : 19

20 Pascal-Grundlagen =gleich <>ungleich größer >=größer gleich Vergleichsoperatoren : Logische Operatoren : AND true : wenn beide Operanden wahr OR true : wenn einer oder beide Operanden wahr NOT Negation des Operanden ( NOT a) Beispiel: var x : integer; teilbar : boolean; … teilbar := (x mod 3 = 0) AND (x mod 5 = 0); begin … Anweisung; … end; Einseitig If Bedingung then begin Anweisung; end; zweiseitig If Bedingung then begin Anweisung; end else begin Anweisung; end; Fallunterscheidung Sequenz (Anweisungsblock) Kontrollstrukturen 20

21 Pascal-Grundlagen while Schleife while Bedingung do begin Anweisung; end; Wiederholung mit Anfangsbedingung Repeat – Schleife repeat Anweisung; until Bedingung; For –Schleife for i := 1 to n do begin Anweisung; end; Kontrollstrukturen Wiederholung mit Endbedingung Deklaration var Bezeichner : array[StartIndex..EndIndex] of Datentyp; Reihung / Array Beispiele: var augen : array[1..6] of integer; Der Zugriff auf die einzelnen Felder erfolgt mit Hilfe des Index for i := 1 to 6 do augen[i] := i; Zählschleife Das so definierte Array ist statisch, d. h. die Anzahl der Elemente kann nicht mehr verändert werden. Indizes vom Typ Integer (Aufzählungstyp) 21

22 Pascal-Grundlagen 22 Prozeduren und Funktionen function ( ) : ; var begin Anweisung; result := ; end; function TGUI.Max(z1, z2 : integer): integer; begin if (z1 < z2) then result := z2 else result := z1; end; Schema: Prozeduren und Funktionen können (wie Ereignisprozeduren) als Methoden des Formulars deklariert werden. Beispiel: Die Funktion Max als Funktion des GUI-Objektes Zuweisung des Ergebniswertes an die Funkionsvariabble result Im Unterschied zu Prozeduren liefern Funktionen ein Ergebnis zurück. TGUI = class(TForm) private { Private-Deklarationen} function Max(z1, z2 : integer): integer; public { Public-Deklarationen} end;

23 Projekt Zahlenraten Aufgabe: Es ist ein Programm zu entwickeln, das ein Zahlenratespiel simuliert. Anforderungen: 1.Der Computer bestimmt eine Zufallszahl (1..100), die der Spieler zu erraten hat. 2.Der Spieler hat er beliebig viele Versuche. 3.Nach jeder Zahleneingabe wird angegeben, ob die Zahl zu groß oder zu klein ist. 4.Hat der Spieler die Zahl erraten, so wird die Anzahl der Versuche und eine Bewertung ausgegeben. 5.Alle Ausgaben werden gelöscht, wenn ein neues Spiel begonnen wird. Aufgabe: Es ist ein Programm zu entwickeln, das ein Zahlenratespiel simuliert. Anforderungen: 1.Der Computer bestimmt eine Zufallszahl (1..100), die der Spieler zu erraten hat. 2.Der Spieler hat er beliebig viele Versuche. 3.Nach jeder Zahleneingabe wird angegeben, ob die Zahl zu groß oder zu klein ist. 4.Hat der Spieler die Zahl erraten, so wird die Anzahl der Versuche und eine Bewertung ausgegeben. 5.Alle Ausgaben werden gelöscht, wenn ein neues Spiel begonnen wird. Datenmodell Anzahl der Versuche:Versuchszahl : integer Zu erratende Zahl:Ratezahl : integer 23

24 Zahlen raten Lösung: Die Daten werden als private Attribute von TGUI deklariert. Damit werden sie zu globalen Variablen (innerhalb des GUI-Objekts1). Problem Eingabe der Spieldaten in lokale Variablen aus den GUI-Objekten ist ineffektiv!!! TGUI = class(TForm) … procedure FormCreate(Sender: TObject); procedure TGUI.BtEingabeClick(Sender: TObject); private { Private-Deklarationen} RateZahl : integer; Versuchszahl : integer; public { Public-Deklarationen} end; Spieldaten als private Attribute des Formulars Hinweise: Zufallszahlen können mit der Funktion random erzeugt werden. Beispiel: z := random(20); ganzzahlige Zufallszahl z mit 0 z < 20 24

25 Zahlen raten procedure TGUI.FormCreate(Sender: TObject); begin randomize; end; Das Prozedurgerüst von FormCreate wird bei einem Doppelklick auf das Formular angelegt. Alternativ kann die Prozedur mit dem Objektinspektors erzeugt werden. Initialisierung des Zufallszahlengenerators: Damit der Zufallsgenerator nicht bei jedem Start dieselbe Zahlenfolge erzeugt, wird er durch Aufruf der Prozedur randomize initialisiert. Für solche Initialisierungen wird üblicher-weise Ereignisprozedur FormCreate benutzt, die automatisch beim Start des Programms aufgerufen wird. Mögliche Erweiterungen: 1.Bauen Sie eine Sicherheitsprüfung ein, dass die Eingabe einer Ratezahl nicht über der Feldgröße und nicht unter 0 liegt. 2.Erweitern Sie das Programm so, dass die Feldgröße über ein Edit-Feld eingelesen wird. 25

26 Teil 2 Übungen Helmut Paulus Speyer,

27 Aufgabe 1 27 Das Schaltjahr-Problem Die Schaltjahresregelung unseres Kalenders (Gregorianischer Kalender) lautet: Ein Schaltjahr ist ein Jahr, dessen Jahreszahl durch 4 ohne Rest teilbar ist. Ausgenommen davon sind die Jahrhundertwechsel, es sei denn, deren Jahreszahl ist durch 400 ohne Rest teilbar. Es kommt also alle 400 Jahre vor, dass ein Jahrhundertwechsel ein Schaltjahr erzeugt. Das Jahr 2000 ist ein solches Jahr. Zu entwickeln ist ein Programm, das nach Eingabe einer gültigen Jahreszahl prüft, ob dieses Jahr ein Schaltjahr ist.

28 Aufgabe 2 Die Entwicklung der Weltbevölkerung 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 soll die jährliche Entwicklung verfolgt werden. Jahr : integer; Population : real; WFaktor : real; Datenmodell:Interaktionen : Aktuelle Werte eingeben und die Population des nächsten Jahres berechnen und anzeigen Aktuelle Werte eingeben und die Population des vorherigen Jahres berechnen und angezeigen Population in 10-Jahresschritten voraus- oder zurückberechnen 28

29 Aufgabe 3 Projekt 17 und 4: Es ist ein Programm zu entwickeln, das das bekannte Kartenspiel simuliert. Anforderungen 1.Spielkarten werden durch einen Würfel ersetzt (Wertbereich [1;...;6]). 2.Es werden Zahlen gewürfelt und aufsummiert. Der Spieler kann nach jedem Spielzug entscheiden, ob er aufhört oder weiter spielen will. 3.Ist die Summe größer als 21, so hat der Spieler verloren. Hört der Spieler bei einer Summe kleiner oder gleich 21 auf, wird noch eine Zahl gewürfelt. Ist die neue Summe immer noch kleiner oder gleich 21, so hat der Spieler verloren, andernfalls gewonnen. 4.Alle Ausgaben werden gelöscht, wenn ein neues Spiel begonnen wird. Projekt 17 und 4: Es ist ein Programm zu entwickeln, das das bekannte Kartenspiel simuliert. Anforderungen 1.Spielkarten werden durch einen Würfel ersetzt (Wertbereich [1;...;6]). 2.Es werden Zahlen gewürfelt und aufsummiert. Der Spieler kann nach jedem Spielzug entscheiden, ob er aufhört oder weiter spielen will. 3.Ist die Summe größer als 21, so hat der Spieler verloren. Hört der Spieler bei einer Summe kleiner oder gleich 21 auf, wird noch eine Zahl gewürfelt. Ist die neue Summe immer noch kleiner oder gleich 21, so hat der Spieler verloren, andernfalls gewonnen. 4.Alle Ausgaben werden gelöscht, wenn ein neues Spiel begonnen wird. 29

30 Links und Literatur E. Modrow: Informatik mit Delphi, Band 1/2, Dümmler-Stam P. Damann, J. Wemßen: Objektorientierte Programmierung mit Delphi, Band 1. Klett-Verlag U. Bänisch: Praktische Informatik mit Delphi, Band 1/2. Cornelsen Frischalowski: Delphi 5.0, Band 1/2, Herdt-Verlag Pohl: Schülerübungen / Klausuren in Delphi, Heft 1/2, Verlag J. Pohl K. Merkert: R. Mechling: K. Heidler: Hessischer Bildungsserver: S. Spolwig: Weitere Hinweise unter: Einsteiger-Tutorial 30


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