ZSI.Techniki Programowania
Wykład 7
Janusz Jabłonowski
Moduły w Pascalu
Często zdarza się, że tworzymy zestaw procedur (funkcji,
stałych, typów i zmiennych) realizujšcych powišzane ze sobš
operacje (zwykle dotyczšce jednego typu danych, np. operacje na
wektorach). Ponieważ taki zestaw można potem wykorzystać w
wielu programach, byłoby wygodnie nie musieć kopiować go
tekstowo za każdym razem, gdy chcemy go użyć, lecz móc tyko
wskazać, że dany zestaw ma być teraz użyty. (Podobnie jak z
procedurš, raz jš definiujemy, a potem wielokrotnie używamy
podajšc tylko jej nazwę). Taki zestaw nazywamy modułem. Zwykle
moduł zawiera deklaracje potrzebne lokalnie (na potrzeby
modułu) oraz deklaracje eksportowane, czyli takie, które będzie
widać poza modułem.
Moduły można bardzo łatwo tworzyć w Pascalu (precyzyjniej: w
różnych implementacjach Pascala, jak np. Free Pascal, Delphi,
Turbo Pascal). Moduł zapisujemy w pliku z rozszerzeniem .pas. W
samym module trzeba dopisać kilka specjalnych klauzul i
informację o eksportowanych deklaracjach (opisane poniżej). Po
skompilowaniu otrzymujemy plik o takiej nazwie jak plik .pas
ale o innym rozszerzeniu (.ppw we Free Pascalu, .dcu w Delphi,
.tpu w Turbo Pascalu). Ten plik zawiera skompilowane treci
procedur i funkcji modułu (oraz informacje o innych
deklaracjach z modułu). Jeli kto chce skorzystać z tego
modułu, to potrzebuje TYLKO pliku skompilowanego, plik ródłowy
(.pas) nie jest już potrzebny!
ˇ Struktura modułu
Moduł ma następujšcš strukturę:
unit <nazwa>;
interface
<lista eksportowanych deklaracji>
implementation
<lista deklaracji lokalnych i definicje eksportowanych
procedur>
begin
<inicjalizacja>
end.
Uwagi:
1) <nazwa> musi być taka jak nazwa pliku.
2) W <licie eksportowanych deklaracji> podajemy same
nagłówki eksportowanych procedur, ich treci (wraz z
powtórzonymi nagłówkami) muszš się znajdować w częci
implementation.
3) <inicjalizacja> wykonuje się tylko raz, przed rozpoczęciem
wykonywania głównego programu.
4) Jeli inicjalizacja jest zbędna, to można jš pominšć wraz
ze słowem begin.
5) Zamiast słowa kluczowego begin można użyć słowa
initialization. W takim przypadku można też umiecić w module
częć rozpoczynajšcš się słowem finalization, opisujšcš
operacje, które majš się wykonać, podczas kończenia pracy
programu.
ˇ Korzystanie z modułów
Korzystanie z modułów jest bardzo proste: na poczštku
korzystajšcego z nich
programu (lub modułu) umieszczamy klauzulę
uses <nazwa>;
i od tej pory wszystkie deklaracje z importowanego modułu sš
widoczne
w programie tak, jakby były w nim zadeklarowane.
ˇ Struktura programu korzystajšcego z modułów
(rysunek)
ˇ Zalety stosowania modułów
ˇ lepsza strukturalizacja programu,
ˇ ukrywanie implementacji,
ˇ szybsza kompilacja.
Kolejki i stosy
W bardzo wielu algorytmach pojawia się potrzeba wykorzystania
struktury danych, umożliwiajšcej wstawianie i pobieranie
danych. Dwiema najprostszymi taki strukturami sš stos i
kolejka.
ˇ Stos
Umożliwia wstawianie elementów i ich pobieranie z poczštku
(wierzchołka) stosu. Czasami mówi się, że stos realizuje
strategię wstawiania/pobierania LIFO (Last In, First Out;
ostatni wszedł, pierwszy wyjdzie). Stos odwraca kolejnoć
wstawianych elementów.
Operacje:
procedure wstaw(var s: TStosu; elt: TDanych);
procedure pobierz(var s: TStosu; var elt: TDanych);
function pusty(s: TStosu): boolean;
-----------------------------------------------
procedure pierwszy(s: TStosu; var elt: TDanych);
procedure ini(var s: TStosu);
procedure usuń_wszystko(var s: TStosu);
Uwagi implementacyjne:
ˇ co to jest TDanych,
ˇ jak reprezentować stos, czyli co to jest TStosu (tablica,
lista),
ˇ czemu pierwszy i pobierz nie sš funkcjami,
ˇ czy parametr funkcji pusty powinien być przekazywany przez
zmiennš, czy przez wartoć,
ˇ czasami definiuje się trochę inne operacje (pobierz tylko
usuwa element ze struktury danych),
ˇ często spotykane nazwy angielskie (wstaw - push; pobierz -
pop; pusta - empty; pierwszy - top),
ˇ czym się różni ini od usuń_wszystko,
ˇ czy warto wprowadzać usuń_wszystko.
ˇ Kolejka
Umożliwia wstawianie nowych elementów na koniec i pobieranie
elementów z poczštku. Czasami mówi się, że kolejka realizuje
strategię wstawiania/pobierania FIFO (Firsty In, First Out;
pierwszy wszedł, pierwszy wyjdzie). Kolejka zachowuje kolejnoć
wstawianych elementów.
Operacje:
procedure wstaw(var k: TKolejki; elt: TDanych);
procedure pobierz(var k: TKolejki; var elt: TDanych);
function pusta(k: TKolejki): boolean;
-----------------------------------------------
procedure pierwszy(k: TKolejki; var elt: TDanych);
procedure ini(var k: TKolejki);
procedure usuń_wszystko(var k: TKolejki);
Uwagi implementacyjne:
ˇ co to jest TDanych,
ˇ jak reprezentować kolejkę, czyli co to jest TKolejki
(tablica, lista),
ˇ czemu pierwszy i pobierz nie sš funkcjami,
ˇ czy parametr funkcji pusta powinien być przekazywany przez
zmiennš, czy przez wartoć,
ˇ czasami definiuje się trochę inne operacje (pobierz tylko
usuwa element ze struktury danych),
ˇ często spotykane nazwy angielskie (wstaw - enqueue, put;
pobierz - dequeue, get; pusta - empty; pierwszy - first),
ˇ czym się różni ini od usuń_wszystko,
ˇ czy warto wprowadzać usuń_wszystko.
ˇ Przykłady zastosowań:
Algorytmy grafowe (stos, kolejka), realizacja rekursji
(stos), ONP i wyliczanie wartoci wyrażeń (stos).
ˇ Realizacja stosu i kolejki za pomocš modułów
ˇ podział na częć publicznš i prywatnš
ˇ decyzja czy operacje majš mieć strukturę danych (stos,
kolejkę) jako pierwszy parametr
Struktury listowe
Typy wskanikowe sš niezwykle elastyczne i pozwalajš budować
praktycznie dowolnie wymylne struktury danych. Oprócz
pojedynczych list można definiować tablice list, listy tablic,
listy list itp.
Przykłady zastosowań bardziej rozbudowanych struktur listowych:
ˇ rzadkie macierze (skrypt)
ˇ sortowanie topologiczne (skrypt)
Dużo informacji o strukturach listowych można znaleć w
skrypcie (dostępnym w naszej bibliotece) "Pracownia
Programowania I" pod redakcjš M. Cichego i S. Szpakowicza.