G. KAMLEITER INFORMATIK. Einführung in DELPHI SJ 2004/05 LGG * DARMSTADT. Kurs 11

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1 G. KAMLEITER INFORMATIK Kurs 11 Einführung in DELPHI SJ 2004/05 LGG * DARMSTADT Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:30

2 Inhaltsverzeichnis I EINSTIEG IN DELPHI...4 I.1 Struktur von Delphi Programmen...4 I.2Die Delphi-Oberfläche... 4 I.3Das Einmaleins der Delphi Programmierung...5 I.3.1Einstiegsbeispiel 1: Farbige Fenster...5 I.3.2Einstiegsbeispiel 2: Ein Button steuert die Farben...5 I.3.3 Einstiegsbeispiel 3: Die Ampel... 6 I.3.4Einstiegsbeispiel 5: Der Währungsrechner... 8 I.4 Objektorientierte Programmierung... 9 II DATEIEN Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

3 Abbildungsverzeichnis Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

4 I Einstieg in Delphi I.1 Struktur von Delphi Programmen Jedes Delphi Programm besteht aus einem automatisch erzeugten Hauptprogramm den genutzten System-Units den eigenen Units den angelegten Formularen und Ressourcen Unter dem Programmnamen und der Dateierweiterung.DPR (=Delphi Projekt) wird der Programmquelltext gespeichert. Formulare werden in codierter Form in DFM (=Delphi ForMular) Dateien gespeichert. {$R *.DFM} sorgt für das Laden des Formulars. Delphi erzeugt automatisch eine Ressourcendatei (*.RES), die das Symbol der Anwendung enthält. Projektoptionendatei.DOF (Delphi Options File) Compiler und Linker Einstellungen Desktop-Einstallungen:.DSK (DeSkTop), Arbeitseinstellungen, Fenster,... Beim Speichern eines neuen Projekts oder beim Kopieren auf Diskette muss man sowohl die Unit- als auch die Projekt-Datei speichern!!! I.2Die Delphi-Oberfläche Die Arbeitsumgebung in Delphi wird als integrierte Entwicklungsumgebung (auch IDE) bezeichnet. In dieser Umgebung sind alle Werkzeuge zusammengefasst, die zur Programmentwicklung benötigt werden. Nach dem Start befinden sich 4 Fenster auf dem Bildschirm: das Hauptfenster (1) zum Steuern von Delphi der Objektinspektor (2) Gestaltung der Komponenten (Farbe, Größe,...) das Formularfenster Form1 (3) Hauptfenster der Anwendung das Unitfenster Unit1 (4) Es beinhaltet den Quelltext Im allgemeinen besteht das Erstellen einer Delphi Anwendung aus fünf Schritten: 1. Erstellen eines Formulars 2. Platzieren der Komponenten auf dem Formularfenster 3. Anpassen der Komponenten (Farbe, Größe,...) 4. Schreiben des Programmtextes 5. Testen der Anwendung und Fehlerkorrektur Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

5 Starten des Programms: Starten eines Programms mit Hilfe der Schaltfläche mit dem grünen Pfeil: Löschen einer Komponente: 1. Markiere die Komponente durch einen Klick 2. Drücke die Taste Entf Löschen mehrerer Komponenten: 1. drücken und nacheinander auf alle Komponenten klicken. Es werden alle Komponenten markiert. 2. Die Taste Entf drücken I.3Das Einmaleins der Delphi Programmierung I.3.1Einstiegsbeispiel 1: Farbige Fenster Farbhintergrund des Fensters ändern: Durch Anklicken mit der linken Maustaste machen wir das Fenster Form1 zum aktiven Fenster. Im Objektinspektor wählen wir das Feld Color aus und überschreiben den dortigen Eintrag z.b. mit clblue oder wählen eine der möglichen Farben aus. Änderung der Beschriftung bzw. Überschrift des Fensters: Durch Anklicken mit der linken Maustaste machen wir das Fenster Form1 zum aktiven Fenster. Im Objektinspektor wählen wir das Feld Caption aus und überschreiben den dortigen Eintrag z.b. mit Fenster1 Schriftart ändern: Durch Anklicken mit der linken Maustaste machen wir das Fenster Form1 zum aktiven Fenster. Im Objektinspektor wählen wir das Feld Font aus und wählen im anfgebotenen Fenster eine Schrift mit ihren Eigenschaften. ( Beispiel 1) Änderung des Icons in der linken oberen Ecke des Formulars: Durch Anklicken mit der linken Maustaste machen wir das Fenster Form1 zum aktiven Fenster. Im Objektinspektor wählen wir das Feld Icon aus und Doppelklicken auf die leere Spalte liefert einen Dialog zum Laden der Bilder, die gespeichert sind in C:\Programme\Gemeinsame Dateien\Borland shared\images\icons I.3.2Einstiegsbeispiel 2: Ein Button steuert die Farben Im folgenden Beispiel soll die Farbe des Fensters durch Betätigung einer Schaltfläche (Button) jeweils gewechselt werden. Dazu ziehen wir einen Button von der Ikonleiste auf unser Formular1 durch Doppelklicken auf das Ikon Button. Wir machen den Button auf dem Formular1 aktiv und klicken ihn doppelt an. Sofort wird in der Unit eine Leer-Prozedur zur Behandlung des Anklickens eingefügt: procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); An der Position des Cursors nach fügen wir folgende Pascal-Anweisung ein: procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); Form1.color:=clRed; Während der Programmausführung wird die Fensterfarbe bei jeder Betätigung des Buttons auf rot gesetzt. Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

6 Erweiterung: 1. Erweitere das Programm so, dass mit Hilfe von 3 Buttons jeweils das Fenster auf eine von 3 verschiedenen Farben gesetzt werden kann. ( Beispiel 2 ) 2. Ändere nach der gleichen Methode die Hintergrundfarbe eines Label-Feldes. ( B eispiel 2 ) I.3.3 Einstiegsbeispiel 3: Die Ampel Aufgabe: 1.Schreibe ein Delphi-Programm, das die Funktionsweise einer Ampel durch manuelle Schaltung simuliert. Zum manuellen Schalten benutzt man eine Button-Komponente, die auf das OnClick-Ereignis reagiert. Die zugehörige Ereignisprozedur enthält den Algorithmus zum Umschalten zwischen den Ampelphasen. ( Beispiel 3 ) (Hilfen: Zur Festlegung von Anfangswerten dient eine Prozedur. FormCreate(), die durch Doppelklicken auf das Hauptformular erstellt werden kann. 2.Erstelle eine Prozedur, die über einen Ende Button das Programm zum Laufzeitmodus korrekt mit close schließt Beispielprogramm: unit UAmpel; interface uses Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls; type TForm1 = class(tform) Label1: TLabel; Panel1: TPanel; Shape1: TShape; Shape2: TShape; Shape3: TShape; Schalten: TButton; Ende: TButton; procedure SchaltenClick(Sender: TObject); procedure EndeClick(Sender: TObject); procedure FormCreate(Sender: TObject); private { Private declarations } public { Public declarations } var Form1: TForm1; Zustand:Integer; implementation {$R *.DFM} procedure TForm1.SchaltenClick(Sender: TObject); Case Zustand of 0: Begin shape1.brush.color:=clred; shape2.brush.color:=clblack; shape3.brush.color:=clblack; Zustand:=Zustand+1; 1: shape1.brush.color:=clblack; Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

7 shape2.brush.color:=clyellow; shape3.brush.color:=clblack; Zustand:=Zustand+1; 2: shape1.brush.color:=clblack; shape2.brush.color:=clblack; shape3.brush.color:=cllime; Zustand:=0; {endcase} procedure TForm1.EndeClick(Sender: TObject); Close; procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); shape1.brush.color:=clred; shape2.brush.color:=clblack; shape3.brush.color:=clblack; Zustand:=1; end. Mögliche Erweiterungen: 1. Schreibe das Programm so um, dass nicht dreimal fast dieselbe Prozedur geschrieben werden muss. ( Case- Anweisung ) 2. Mit Hilfe einer Timer-Komponente kann die Umschaltung automatisiert werden. procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject); Zeit:=Zeit+1; case Zeit of 1..5:Zustand:=0; 6 :Zustand:=1; 7..11:Zustand:=2; 12: Zustand:=0; Zeit:=0; SchaltenClick(Sender); Eine weiteres Problem, was in einer Zusatzaufgabe gelöst werden kann, ist die Behandlung der unterschiedlich langen Phasenlagen bei der Ampel. 3. Simulation einer Ampelkreuzung Eine interessante Erweiterung des vorherigen Programms ist das Erstellen eines Programms zur Simulation des Verkehrs an einer Ampelkreuzung. Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

8 ( Beispiel 4 ) (Hintergrund ist das Hauptformular Form1, das die Strasse bildet und grau eingefärbt wird; 4 Panels bilden die begrenzenden Wiesen; der Caption Eintrag wird gelöscht, sodass der Panelname verschwindet. Die Mittelund Querstreifen bilden die shapes auf der Registerkarte additional. Die 4 Rennwagen werden als Image von der Registerkarte additional auf das Hauptformular gesetzt und als transparent markiert. Zum Kopieren einer Ampel wird das Panel der bereits erstellten Ampelroutine markiert und mit strg-c und strg-v in die Zwischenablage kopiert und dann eingefügt. Der erste Timer steuert die verschiedenen Ampelphasen, während der 2. Timer sich um die Bewegung der verschiedenen Autos kümmert. Bezugspunkt jeweils ist Image.left bzw. Image.top. (Der Ursprung des Koordinatensystems ist immer links oben. ) ( Beispiel 4 verschiedene Versionen ) I.3.4Einstiegsbeispiel 5: Der Währungsrechner Das Formular zur Währungsumrechnung besteht aus zwei Label- und Edit Komponenten, sowie zwei Button- Komponenten. Die Label weden mit LDM und LEuro bezeichnet, die Edit-Komponenten mit EDM und EEuro. Wie beim Ampelprogramm gibt es keine Probleme mit der Zuordnung der Variablen zu den Labels und den Edit-Feldern, wenn man den Anfangsbuchstaben L bzw. E zur Unterscheidung hinzufügt. Bei einem Programm in Turbo-Pascal würde man die Zahlen mit Readln einlesen. Beachtet man bei der Eingabe nicht genau die korrekte Schreibung von Zahlen, so tritt ein Laufzeitfehler auf. In Delphi passiert dies nicht, weil in EDIT- Komponenten grundsätzlich nur Text eingegeben werden kann!!! Die Umwandlung in Zahlen nimmt die Ereignisprozedur vor, welche auf das OnClick-Ereignis des Buttons reagiert. Sie bedient sich dabei der Standardprozedur Val. procedure TUmrechnung.BBeendenClick(Sender: TObject); Close; procedure TUmrechnung.BBerechnenClick(Sender: TObject); var DMWert,Eurowert:Real; code:integer; s:string; Val(EDM.Text,DMWert,code); If code=0 then Eurowert:=DMWert/ ; Str(Eurowert:0:2,s); EEuro.Text:=s; procedure TUmrechnung.FormCreate(Sender: TObject); EDM.Text:='0'; EEuro.text:='0'; mögliche Erweiterungen: 1. Die Ereignisprozedur kann so erweitert werden, dass anstelle des Dezimalpunktes auch ein Komma akzeptiert wird. Vor der Umwandlung mit Val muss dazu das Komma im String durch einen Dezimalpunkt ersetzt werden. (Mit der Standard-Funktion Pos lässt sich die Position eines Kommas finden.) 2. Der Währungsumrechner kann auch auf Tastendrücke statt Mauseingaben reagieren. Wird in der Editkomponente Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

9 die Eingabetaste gedrückt, so soll umgerechnet werden. Man ordnet dazu bei der EDM-Komponente dem Ereignis OnKeyUp eine Ereignisprozedur zu ( hier: GeheWeiter ). ( Beispiel 5 : Pwaehrung3). procedure TUmrechnung.GeheWeiter(Sender: TObject; var Key: Word; Shift: TShiftState); If Key=VK_Return then BBerechnenClick(Sender); 3. Projekt Taschenrechener Das bisher Gelernte lässt sich bei der Erstellung eines kleinen Taschenrecheners überprüfen und festigen. ( Beispiel 6 ) I.4 Objektorientierte Programmierung Am Beispiel eines kleinen Programms soll der Unterschied in der Programmierungstechnik bei herkömmlichen, imperativen Programmiersprachen, wie Basic, Pascal, Fortran, usw. gegenüber einer konsequent objektorientierten Programmiersprache, wie Delphi, Java herausgearbeitet werden. Aufgabe: Gesucht sind die Lösungen einer quadratischen Gleichung der Form ax²+bx+c=0. Imperatives Programmieren: Um die Aufgabe zu lösen, zerlegt man das gegebene Problem nach dem E-V-A-Prinzip (E-Eingabe-V-Verarbeitung und A-Ausgabe) in 3 Hauptblöcke. Eine weitere Unterteilung zerlegt jeden Block noch einmal in weitere feinere Schritte, die nacheinander abgearbeitet werden können. Am Ende wird das Programm dann zeilenweise abgearbeitet. Stellt man ein Flussdiagramm des Programms auf, so sieht man deutlich die statische, lineare Programmiertechnik. Flussdiagramm Struktogramm Objektorientiertes Programmieren: Beim objekorientiertem Programmieren verwendet man die von Booch, Jacobson und Rumbaugh entwickelte sog. UML (=Unified Modeling Language), um Beziehungen zwischen Klassen darzustellen. Rechtecke mit evtl. weiteren Unterteilungen für Methoden tragen die Namen der Klassen. Pfeile repräsentieren die Beziehungen zwischen ihnen. Dabei gliedert sich die moderne Software-Entwicklung grundsätzlich in 5 Phasen: 1.Anforderungsspezifikation - Hier wird festgelegt, welchem Zweck das Programm dienen soll und welche Aufgaben es erfüllen soll. 2.Analyse - In dieser Phase werden Bedienung und Arbeitsweise des Programms ausgearbeitet. 3.Design - Hier werden die Ergebnisse der Analyse ausgewertet und in Klassenspezifikationen umgesetzt. Dabei Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

10 ist zu erfassen, welche Klassen (Objekte) benötigt werden, welches die wichtigsten Elemente der Klassen sind und in welchen Beziehungen die Klassen zueinander stehen. 4.Implementation - Das Klassen-design wird in Code umgesetzt 5.Test - Das Programm wird kompiöiert und auf syntaktische und Laufzeitfehler getestet. Analyse eines kleinen Beispiels ist zu finden in Dirk Louis Peter Müller Java 2 S. 320 ff. Gute UML-basierte CASE-Tools sind: Rational Rose ( ObjectiF ( ArgoUML ( Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

11 II Grafik II.1 Einführung Windows ist Grafik pur. Einen Unterschied zwischen Text- und Grafikmodus, wie unter DOS, gibt es nicht mehr, da auch Text als eine spezielle Form von Grafik aufgefasst wird. Delphi bietet für die Grafikprogrammierung folgende grundsätzliche Varianten: 1. Anzeige von vorgefertigten Grafikdateien (z.b. *.bmp, *.wmf) in speziellen Container-Komponenten (z.b. Image, Paintbox,..) 2. Verwendung von shape-komponenten (z.b. Rechteck, Ellipse,...) 3. Einsatz von Grafik-Methoden (z.b. LineTo, Ellipse, Draw,...) auf dem Canvas (Leinwand) einer Komponente ( Form, Image, Bitmap, Printer,...) 4. Direkter Zugriff auf die Windows Grafikschnittstelle über GDI-Funktionen II.2 Bilder auf dem Image-Objekt Wir wollen schrittweise die Darstellung eines Bildes auf dem Bildschirm mit DELPHI verfolgen. Zur Anzeige von Bildern in Formularen dient das Objekt Image. Ziehen wir also die Komponente Image im Register Zusätzlich durch Doppelklick in die Mitte des leeren Formulars. In diese Komponente wollen wir nun ein fertiges Bild händisch laden. Dazu klicken wir doppelt auf die Fläche Form1 und schreiben den Namen der neuen Prozedur Bilddarstellen hinein. Anschließend ergänzen wir im implementation Teil die neue Prozedur procedure Bilddarstellen; try Bild:=TBitmap.Create; Bild.LoadfromFile('Dilthey.bmp'); Image1.Picture.graphic:=Bild; finally Bild.free; und ergänzen unter type die neue Prozedur procedure Bilddarstellen;. Die Deklaration von Image1 vom Typ TImage und die Deklaration der Variablen Bild im var-teil als Tbitmap schließen das Programm ab. Damit können alle Windows Bitmapdateien *.bmp geladen und dargestellt werden. II.3 Elementare Zeichenroutinen auf dem Canvas-Objekt II.3.1 Das Canvas-Objekt Grafikelemente gelangten bisher dadurch in die Delphi-Anwendungen, dass vorgezeichnete Bilder (Grafiken) im Entwurfsmodus -eventuell auch zum Laufzeitmodus- in eine Komponente eingefügt wurden. Werden die Grafiken erst zur Laufzeit des Programms, also während der Programmausführung, erstellt, so kann dieses Verfahren nicht verwendet werden. Der von DOS kommende Umsteiger ist es gewohnt, dass sich Grafikanweisungen stets auf den gesamten Bildschirm beziehen. Zeichnet man in Delphi Grafikelemente, so zeichnet man diese nicht direkt auf das Objekt, sondern immer auf dessen Zeichenfläche (engl. Canvas). Die Leinwand ist eine Eigenschaft der Komponente (des Objekts), ist aber selber wieder ein Objekt, das Eigenschaften und Methoden besitzt. Die wichtigsten grafischen Ausgabeobjekte sind das Form-Objekt, die Paintbox- und die Image-Komponente. Wie zeichnen wir nun auf die Leinwand zur Laufzeit? Dies geschieht in mehreren Schritten (am Beispiel des Objekts Bild): 1. Man zeichnet in der Bildkomponente Bild. Dies ist unser Objekt. 2. Das Objekt Bild besitzt die Eigenschaft Canvas, hat also eine Leinwand, eine Zeichenfläche. Diese Leinwand ist aber wieder ein Objekt, das insbesondere Methoden zum Zeichnen von geometrischen Figuren besitzt. Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:31

12 3. Zugegriffen wird auf die Leinwand wie auf alle bisherigen Eigenschaften, indem man den Namen des Objekts voranstellt: Bild.Canvas 4. Nun können wir zeichnen, indem wir die Canvas-Methoden z.b. für das Zeichnen eines Rechtecks oder einer Linie oder eines Punktes usw. verwenden. Form1.Canvas.Pen.Color:=clRed; Canvas.Brush.Color:=clYellow; Form1.Image1.Canvas.MovTo(x,y); Bild.Canvas.Rectangle(10,10,30,30); 5. Zum Starten der Zeichnung kann ein Button oder die Prozedur FormCreate dienen, die die benötigten Befehle aufnehmen. Zahlreiche Delphi-Komponenten besitzen die Eigenschaft Canvas. Da diese Eigenschaft nur zur Laufzeit des programms existiert, können im Objektinspektor keine Einstellungen vorgenommen werden. Man muss sich also die Informationen aus der Hilfedatei beschaffen. Canvas: Methoden: Canvas: Eigenschaften Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:32

13 II.3.2 Koordinatensysteme Will man auf einer Zeichenfläche zeichnen, so muss man wissen, dass die Koordinaten der entsprechenden Punkte in ein Koordinatensystem eingezeichnet werden. Dabei liegt der Koordinatenursprung immer links oben, die positive x-achse zeigt nach rechts und die y-achse zeigt nach unten. Die Maßeinheit ist das Pixel, d.h. Die Koordinaten sind vom Typ integer. Mehrere zeichenbefehle auf Canvas fasst man mit der with-anweisung zusammen: Statt Canvas.Pen.Color:=clBlack; Canvas.Brush.Color:=clRed; : kann man auch schreiben with Canvas do Pen.Color:=clBlack; brush.style:=bssolid; : Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:32

14 LITERATUR 1. P. Einführung in die Programmiersprache Delphi Dezember 2004 / 20:12:33