28440

Модули. Структура модулей. Заголовок модуля и связь модулей друг с другом. Интерфейсная часть. Исполняемая часть. Инициирующая часть. Компиляция модулей. Доступ к объявленным в модуле объектам. Примеры использования модулей

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Заголовок модуля и связь модулей друг с другом. Здесь UNIT зарезервированное слово единица; начинает заголовок модуля; имя имя модуля; INTERFACE – зарезервированное слово интерфейс; начинает интерфейсную часть модуля; IMPLEMENTATION – зарезервированное слово выполнение; начинает исполняемую часть; BEGIN – зарезервированное слово; начинает инициирующую часть модуля; конструкция BEGIN инициирующая часть необязательная; END – зарезервированное слово – признак конца модуля. Тела процедур и функций располагаются в исполняемой...

Русский

2013-08-20

56.5 KB

5 чел.

Тема 9. Модули. Структура модулей. Заголовок модуля и связь модулей друг с другом. Интерфейсная часть. Исполняемая  часть. Инициирующая часть. Компиляция модулей. Доступ к объявленным в модуле объектам.  Примеры использования модулей.

Модули – это автономно компилируемая программная единица, включающая в себя различные компоненты раздела описаний (типы, константы, переменные, процедуры и функции) а, возможно, некоторые исполняемые операторы инициирующей части.

Модуль имеет следующую структуру:

              UNIT   <имя>;

               INTERFACE

                      <интерфейсная часть>

                IMPLEMENTATION

                       <исполняемая часть>

                BEGIN

                        <инициирующая часть>

                END.

Здесь UNIT- зарезервированное слово (единица);  начинает заголовок модуля; <имя> - имя модуля;

INTERFACE – зарезервированное слово (интерфейс); начинает интерфейсную часть модуля; 

IMPLEMENTATION – зарезервированное слово (выполнение);  начинает исполняемую часть;

BEGIN – зарезервированное слово; начинает инициирующую часть модуля; конструкция          BEGIN <инициирующая часть> необязательная;

END – зарезервированное слово – признак конца модуля.

Таким образом, модуль состоит из заголовка и трех составных частей, любая из которых сможет быть пустой;

В интерфейсной части  сконцентрированы описания глобальных типов, констант и переменных, а также приводятся заголовки глобальных процедур и функций. Появление объектов в интерфейсной части делает их доступными для других модулей и основной программы.  Тела процедур и функций располагаются в исполняемой части модуля, которая может быть скрыта от пользователя.

Модули представляют собой прекрасный инструмент для разработки библиотек прикладных программ и мощное средство модульного программирования. Важная особенность модулей заключается в том, что компилятор Турбо Паскаля размещает их программный код в отдельном сегменте памяти. Максимальная длина сегмента не может превышать 64 байта, однако количество одновременно используемых модулей ограничивается лишь доступной памятью, что дает возможность создать весьма крупные программы.

                        Заголовок модуля и связь модулей друг с другом

Заголовок модуля состоит из зарезервированного слова UNIT и следующего за ним имени модуля:

                                 UNIT   <имя модуля>;

Имя модуля должно совпадать с именем дискового файла, в котором размещается исходный текст модуля. Например:

UNIT METOD; Исходный текст  соответствующего модуля должен размещаться в дисковом файле METOD.PAS. Имя модуля служит для его связи с другими модулями и основной программой. Эта связь  устанавливается специальным предложением:

                                USES   <сп. модулей>

Здесь USES – зарезервированное слово (используется);

<сп. модулей> - список модулей, которыми устанавливается связь; элементами списка являются имена модулей, отделяемые друг от друга запятыми, например:

                  Uses   CRT, GRAPH, METOD;

Если используется объявления USES…, оно должно открывать раздел описаний основной программы. Модули могут использовать другие модули. Предложение USES в модулях может следовать либо сразу за зарезервированным словом INTERFACE, либо  сразу за словом IMPLEMENTATION, либо, наконец, и там, и там (т.е. допускаются два предложения USES)

Интерфейсная часть

Интерфейсная часть открывается зарезервированным словом INTERFACE. В этой части содержатся объявления всех глобальных объектов модуля (типов, констант, переменных и подпрограмм), которые должны стать доступными основной программе и  или другим модулем.

При объявлении глобальных подпрограмм в интерфейсной части указывается только их заголовок, Например:

           UNIT Cmplx;

            INTERFACE

                 Type

                     Complex = record

                                           re, im: real

                                         end;

             Procedure AddC (x, y, : complex;  VAR Z : complex);

             Procedure MulC  (x, y, : complex;  VAR Z : complex);

Если теперь в основной программе написать предложение

                   Uses Cmplx;

то в программе станут доступными тип Complex и две процедуры AddC и MulC из модуля Cmplx.

Отметим, что объявление, подпрограмм в интерфейсной части автоматически сопровождается их  компиляцией с использованием дальней модели памяти. Таким образом, обеспечивается доступ к подпрограммам из основной программы и других модулей.

Следует учесть, что все константы и переменные, объявленные в интерфейсной части модуля, равно как и глобальные константы и переменные основной программы, помещаются компилятором в общий сегмент данных.

Исполняемая часть

Исполняемая часть начинается словом IMPLEMENTATION и содержит описания подпрограмм, объявленных в интерфейсной части. В ней могут объявляться локальные для модуля объекты – вспомогательные типы, константы, переменные и блоки, а также метки, если они используются в инициирующей части.

При описании подпрограммы, объявленной в интерфейсной части модуля, заголовок подпрограммы можно опускать список формальных параметров (и  тип результата для функции), так как они уже описаны в интерфейсной части. Но если заголовок подпрограммы приводится в полном виде, т.е. со списком формальных параметров и объявлением результата, он должен совпадать с заголовком, объявленным в интерфейсной части, Например:

               UNIT  Cmplx;

                INTERFACE

                Type  complex = record      re,  im  :  real   end;

                 Procedure AddC (x, y : complex; VAR  Z  : complex);

                 IMPLEMENTATION

                 PROCEDURE AddC;

                    begin

                      z . re := x. re + y. re;

                      z . im := x. im + y. im

                    end;

                 end.

Локальные переменные и константы, а также все программные коды, порожденные при компиляции модуля, помещаются в общий сегмент памяти.

Инициирующая часть

В инициирующей части  размещаются исполняемые операторы, содержащие некоторый фрагмент программы. Эти операторы исполняются до передачи управления основной программе и обычно используются для подготовки ее работы. Например, в них могут инициироваться переменные, открываться нужные файлы, устанавливаться связи с другими ПК по коммуникационным каналам и т.п.:

                  UNIT  FILETEXT;

                  INTERFACE

                  PROCEDNRE  PRINT (s : string);

                  IMPLEMENTATION

                  VAR

                       f  : text

                  const

                       name = ‘output. txt’;

                  Procedure  Print;

                  begin

                       Write (t, s)

                  end;

                     {начало инициирующей части}

                  begin

                       assign (f, name);

                       rewrite (f);

                     {конец инициирующей части}

                  end.

Необходимо отметить, что инициирующую часть можно опустить, чем оформлять в модуле пустую инициирующую часть.

Компиляция модулей

При разработке крупных программных проектов можно использовать различные средства, управляющие способом компиляции модулей, (в частности), например, определены три режима компиляции: COMPILE, MAKE и  BUILD. Режимы отличаются только способом связи компилируемого модуля или основной программы с другими модулями, объявленными в предложении USES.

При компиляции модуля или основной программы в режиме COMPILE все модули, перечисленные в предложении USES, должны быть предварительно откомпилированы, и результаты компиляции помещены в одноименные файлы с  расширением TPU. Например, в  программе (модуле) имеется предложение

                  USES  METOD;

то на диске в каталоге, объявленном опцией UNIT DIRECTORIES уже должен находиться файл  METOD. TPU. Файл  с расширением TPU (TURBO PASCAL UNIT) создается автоматически в результате компиляции модуля.

В режиме MAKE компилятор проверяет наличие TPU – файлов для каждого объявленного модуля. Если нет какого-либо TPU-файла или в  исходный текст модуля внесены какие-либо изменения, система осуществляет компиляцию одноименного файла с расширением PAS. Также в этом режиме предусмотрено перекомпилирование всех моделей, обращающихся к модулю, в интерфейсную часть которого внесены изменения.

Режим MAKE существенно облегчает процесс разработки крупных программ с множеством модулей: программист избавляется от необходимости следить за соответствием существующих TPU-файлов их исходному тексту, так как система делает это автоматически.

В режиме BUILD система компилирует соответствующие PAS-файлы для каждого объявленного в предложении USES модуля (игнорируются существующие TPU-файлы). Таким образом, после компиляции в этом режиме должны быть учтены все сделанные изменения в любом из модулей.

Подключение модулей к основной программе и их возможная компиляция осуществляются в порядке их объявления в предложении USES. При переходе к очередному модулю система предварительно отыскивает все модули, на которые он ссылается.

    

Доступ к объявленным в модуле объектам

   Рассмотрим пример создания модуля реализующего арифметику комплексных чисел.

        UNIT Cmplx;

         {--------------------------------------------------}

        INTERFACE

         {--------------------------------------------------}

        type  complex = record

                                      re,  im  :  real;

                                   end;

        PROCEDURE  AddC  (x, y  : complex;  var  z  :  complex);

        PROCEDURE  SubC   (x, y  : complex;  var  z  :  complex);

        PROCEDURE  MulC   (x, y  : complex;  var  z  :  complex);

        PROCEDURE  DivC    (x, y  : complex;  var  z  :  complex);

        const   c  :  complex  =  (re  : 0.1;  im  : -1);

         {--------------------------------------------------}

        IMPLEMENTATION

         {--------------------------------------------------}

        PROCEDURE  AddC;

        begin

             z. re  :=  x. re + y. re;     z. im  :=  x. im +  y. im;

        end;

      PROCEDURE  SUBC;

        begin

             z. re  :=  x. re  -  y. re;      z. im  :=  x. im -  y. im;

        end;

      PROCEDURE  MulC;

         begin

             z. re  :=   x. re  *  y. re  -  x. im  *  y. im;

             z. im  :=  x. re  *  y. im  + x.im  *  y. re;

        end;

      PROCEDURE DivC;

        var    zz  :  real;

        begin

             zz  :=sgr (y. re)  +  sgr (y. im);

             z. re  := (x. re  *  y. re  + x. im  * y. im )  / zz;

             z. im := (x. re  *  y. im  -  x. im  * y. re)  /  zz;

        end;

      END.

Текст модуля помещается в файл  CMPLX.PAS, создается TPU-файл после  компилирования одноименного PAS-файла. После этого станут доступны процедуры из новой библиотеки. Ниже приводится пример программы, в которой осуществляются четыре арифметические операции под двумя комплексными числами.

      USES Cmplx;

      VAR

        a,  b,  c  :  complex;

      BEGIN

        a. re  :=  1;      a. im  :=  1;

        b. re  :=  1;      b. im  :=  2;

        AddC   (a,  b,  c);

        WRITELN (‘Сложение  :’,  c. re : 5 : 1,   c. im  : 5 : 1);

        SUBC  (a,  b,  c);

        WRITELN (‘Вычитание :’,  c. re : 5 : 1,   c. im : 5 : 1);

         MULC  (a,  b,  c);

        WRITELN  (‘Умножение:’,  c. re : 5 : 1,   c. im : 5 : 1);

        DIVC  (a,  b,  c);

        WPITELN (‘Деление:’,     c, re : 5 : 1,  c. im  : 5 : 1);

      END.

После объявления USES Cmplx программе стали доступны все объекты, объявленные в интерфейсной части модуля CMPLX. При необходимости можно переопределить любой из этих объектов, как это произошло, например, с объявленной в модуле типизированной константой C.

1осн.[182-189]

10доп.[117-124], 11доп.[383-393], 12доп.[134-138]

Контрольные вопросы

1.  Перечислите разделы модуля и укажите их назначение.

2. Можно ли использовать в программе  подпрограмму, описанной в исполнительной части ее модуля и  не объявленную в интерфейсе?

3. Можно ли в программе использовать константы, переменные и подпрограммы, описанные в интерфейсе модуля, которые подключаются к модулю, объявленному  в вашей программе?

4. Как можно использовать в программе переменные, которые в программе и ее модуле объявлены под одним именем?

5. В чем состоит  основной принцип модульного программирования?

6. В каком разделе программы указывается подключение модулей?

7. Какие существуют особенности при разработке собственных модулей?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55578. Читання як спосіб іншомовної комунікації 38 KB
  Враховуючи ці особливості формування компетенції в читанні та той факт що читання поряд з усним мовленням є найбільш розповсюдженим способом іншомовної комунікації пропоную у якості домашнього читання для учнів...
55579. РІЗНОМАНІТНІСТЬ УРОКІВ ЧИТАННЯ ЯК ШЛЯХ ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ЧИТАННЯ В ПОЧАТКОВИХ КЛАСАХ 105.5 KB
  Всім давно відомо що знання фантазія логіка думки і міркувань любов до рідної мови уміння зв’язно логічно і образно розповідати виховуються читанням. Від учителя початкових класів в значній мірі залежить чи полюблять діти читання...
55580. Шляхи формування самостійного читача в системі позакласного читання 135 KB
  З читання як самостійної діяльності дитини у світі книг починається її самоосвіта самовиховання формування високих художніх смаків розвиток духовних сил. Читання практична діяльність.
55581. READING 104.5 KB
  God blessed the monastery when Ukraine became independent. In 1993 it was opened by the efforts of many people. Mother Superior Vira and nuns of the abode accepted the responsibility to restore the old monastery.
55582. В.Сухомлинський «Усмішка» 139.5 KB
  Що було найгловнішим в житті Сухомлинського Без роздумів він відповідав: любов до дітей. Читаймо казки Василя Сухомлинського – ніжні і мудрі і вони будуть напувати нас чистою джерельною водою.
55583. Виразне читання в початкових класах 79 KB
  І цілком слушно, що одному з провідних предметів початкової ланки школи – читанню і розвитку мовлення приділяється велика увага. Бо що таке читання або уміння дитини читати? Це насамперед наявність інтересу до читання...
55584. ВИВЧЕННЯ СПАДЩИНИ В.О.СУХОМЛИНСЬКОГО В ПОЧАТКОВІЙ ШКОЛІ 128.5 KB
  Розширити знання учнів про слова ввічливості; розвивати навики читання; Вправи на розвиток кута зору: вправи в таблицях дя кую про шу ви бачте про бачте добрий день Діти...
55585. Читання вибудовує долі 43 KB
  В історії розвитку людства читання завжди відігравало важливу роль. Але на жаль нині в українському суспільстві цінність читання знижується. Тож читання сьогодні є основою освіти й самоосвіти неперервною навичкою освіти людини протягом усього життя.
55586. Дивовижні пригоди в лісовій школі 41.5 KB
  Пята та шоста група отримують завдання серед запропонованих карток відібрати тільки імена та прізвища письменників Додаток 3. Довідкова служба повідомляє заздалегідь підготовану інформацію про письменника...