Einführung in das Programmieren mit Delphi

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1 Einführung in das Programmieren mit Grundlagen für Schüler der Sekundarstufe 1 Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 1

2 Wozu eigentlich programmieren? Diese Frage wird von Fachdidaktikern sehr kontroversiell geführt. Bei der Durchsicht schulautonomer Lehrpläne der Sekundarstufe 1 (10-14) wird man sehr schnell feststellen, dass sich kein eindeutiger Trend ergibt. Zur intensiven Auseinandersetzung mit dieser Frage verweise ich auf die entsprechende Fachliteratur sowie auf zahlreiche Diskussionsforen im Internet. Das vorliegende Skriptum soll interessierten Schülern eine kleine Hilfestellung beim ersten Einstieg in die Programmiersprache bieten. Die Beispiele sind so gewählt, dass sie von durchschnittlich begabten Schülern problemlos gelöst werden können. Woher erhalte ich? Der einfachste Weg zu erwerben ist der Kauf für Kids. Beigelegt ist eine CD mit der Version 3. Die Nachfrage bei Borland ergab, dass es lizenzrechtlich zulässig sei, diese -Version z.b. auf Schulrechnern (man beachte den Plural!) zu installieren. Das bedeutet für den Ausbildungsbereich praktisch Freeware-Status, und da wird das Buch hochinteressant! Man erhält damit sozusagen zwar eine etwas ältere, aber für die Schule durchaus brauchbare Mehrfachlizenz. Taschenbuch Seiten - mitp Erscheinungsdatum: 2000 Auflage: 1. Aufl. ISBN: EUR 25,51 Entwicklungsumgebung Bildquelle: [ ] Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 2

3 Benutzerebene Die Benutzerebene ist der Bereich, in dem der Informationsaustausch zwischen dem Programm und dem Programmbenutzer stattfindet. Diesen Bereich gestalten wir mit Hilfe der Komponentenpalette. In der Komponentenpalette ist ein umfangreiches Sortiment von Bausteinen untergebracht. Das Sortiment der Komponenten, das zum Entwurf der Benutzerebene (Formular) zur Verfügung steht, ist in verschiedene Kategorien (Paletten) unterteilt, die in entsprechenden Registerseiten untergebracht sind. Nachfolgend die im Skriptum verwendeten Beispiele: Standardkomponenten Label Textanzeige auf dem Formular Edit Texteingabe und Textausgabe Button Befehlsschaltfläche RadioButton Ja / Nein-Optionen CheckBox Eingabe von Ja / Nein-Optionen ListBox Auswahlliste GroupBox Rahmen für eine allgemeine Gruppe von Dialogelementen Memo mehrzeilige Texteingabe Panel Unterlage für andere Komponenten, z.b. Toolbar- Komponente auf der Registerseite Zusatzkomponenten BitBtn Befehlsschaltfläche mit eingelagerter Grafik StringGrid Zeilen- und spaltenweise Anzeige von Texten (Texte in Tabellenform) Image Anzeige einer Grafik (*.BMP, *.ICO, *.WMF) Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 3

4 Variablen In der Benutzerebene werden die Eingabedaten des Programmanwenders als Eingabedaten aufgenommen. Von dort werden sie von der Verarbeitungsebene zur Verarbeitung abgeholt und in Variablen (Platzhaltern) gespeichert und weiterverarbeitet. Jede Variable hat einen Namen, über den der Wert angesprochen werden kann. Bei der Definition einer Variable wird ein entsprechend großer Speicherbereich reserviert. Eine Variable ist somit ein reservierter und benannter Speicherplatz im Arbeitsspeicher des Rechners. An einem Speicherplatz kann sich z.b. eine Zahl, ein Zeichen oder eine Zeichenkette befinden, kurz gesagt - Daten. Datentypen für Variablen Typ Format Beispiel Integer Real String Ganze Zahlen Kommazahlen Folge von Zeichen zahl1 := 5; umfang := 4,6; name := Hans; Rechenarten Rechenart Zeichen Beispiel für Variablen Addition Subtraktion Multiplikation Division Wurzel + - * / sqrt ergebnis := zahl1 + zahl2; umsatz := einnahmen ausgaben; flaeche := a * b; n := b / 2; c := sqrt (a * a + b* b); Die Eingaben der Benutzer werden als Zeichenketten (Strings) erfasst. Für Berechnungen müssen sie in Zahlen umgewandelt werden. Genauso müssen berechnete numerische Ergebnisse für die Ausgabe in Zeichenketten zurückverwandelt werden, wenn sie in Editierfeldern als Ergebnisse angezeigt werden sollen. Dazu werden die folgenden Umwandlungsfunktionen benötigt. Umwandlungsfunktion- Kategorie Funktion Beispiel en für Variablen Strings in ganze Zahlen StrToInt x := StrToInt (Edit1.Text); Strings in Dezimalzahlen StrToFloat y := StrToFloat (Edit1.Text); Ganze Zahlen in Strings Dezimalzahlen in Strings IntToStr FloatToStr Edit1.Txt := IntToStr (u); Edit1.Text := FloatToStr (y); Programmvorbereitung Erstelle für jedes Projekt einen eigenen Ordner. Ein Projekt besteht aus folgenden Dateien. Datei Speichern unter und Projekt speichern unter. Project1.dpr Project1.dof Project1.res Unit1.dfm Unit1.pas Project1.exe Programmstart 1. In der Symbolleiste den Button mit dem Pfeil nach rechts klicken oder 2. Im Hauptmenü über den Befehl Start oder 3. Mit der Taste F9 Mit dem Befehl Projekt und Compilieren oder STRgG+ F9 wird der Programmtext vollständig in Maschinensprache übersetzt. Es entsteht eine eigenständig lauffähige Datei Projekt1.exe. wird zur Ausführung nicht mehr benötigt. Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 4

5 Aufgabe: Addierer Es soll ein benutzerfreundliches Programm zur Realisierung einer Addition mit ganzen Zahlen erstellt werden. Zu einem späteren Zeitpunkt wird das Programm durch weitere Rechenarten und Fehlerabfragen bei der Eingabe ergänzt. Komponenten 1 Formular: Form1 3 Editierfelder: Edit1, Edit2, Edit3 3 Labels: 1. Zahl, 2. Zahl, Summe 1 Button: Addition Die benötigten Komponenten befinden sich alle in der Komponentenpalette unter Standard. Wir benennen die Labels, den Button und das Formular in aussagekräftige Texte um. Alle Änderungen werden im Objektinspektor durchgeführt. Wir klicken auf Label1 und ändern die Caption auf 1. Zahl Nun löschen wir die Einträge in den Editierfeldern. Klicke auf das Feld Edit1 und entferne den vorgeschlagenen Text Edit1. Unter Form1 ändern wir den Formularnamen. Jetzt starten wir erstmals das Programm. Dazu klicke in der Menüleiste auf Start und wähle im Pulldown-Menü nochmals Start. Wir merken sofort, dass der Button Addition noch nicht funktioniert. Nach einem Doppelklick auf den Button Addition wird das OnClick -Ereignis programmiert. Realisierung der Addition procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var zahl1, zahl2, summe: Integer; zahl1 := StrToInt(edit1.text); zahl2 := StrToInt(edit2.text); summe := zahl1 + zahl2; edit3.text := IntToStr(summe); Button: Addition Das von vorgegebene Programmgerüst wird durch die fett gedruckten Teile ergänzt. end. Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 5

6 Aufgabe: Taschenrechner Es soll ein benutzerfreundliches Programm zur Realisierung der Grundrechenarten erstellt werden. Erfahrene Schüler können dieses Beispiel als Anregung zum Weiterprogrammieren nutzen. Komponenten 1 Formular: Taschenrechner 3 Editierfelder: Edit1, Edit2, Edit3 3 Labels: Eingabe a, Eingabe b, Ausgabe 6 Buttons: a+b, a-b, a*b, a/b, Clear, End Die benötigten Komponenten befinden sich alle in der Komponentenpalette unter Standard. Wir benennen die Labels, die Buttons und das Formular in aussagekräftige Texte um. Alle Änderungen werden im Objektinspektor durchgeführt. Unser Rechner soll auch Dezimalzahlen verarbeiten. Deshalb definieren wir die Variablen vom Typ Real. Der Button Clear soll alle Felder löschen. Der Button End soll das Programm beenden. Realisierung des Taschenrechners procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject); var a, b, ausgabe: Real; a :=StrToFloat(edit1.text); b :=StrToFloat(edit2.text); ausgabe :=a*b; edit3.text :=FloatToStr(ausgabe); Button: a*b Button a*b und ergänze das Programm durch die fett gedruckten Teile. procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject); var a, b, ausgabe: Real; a :=StrToFloat(edit1.text); b :=StrToFloat(edit2.text); ausgabe :=a/b; edit3.text :=FloatToStr(ausgabe); Button; a/b Programmcode für a/b Ergänze diese Schritte für die Buttons a+b und a-b procedure TForm1.Button5Click(Sender: TObject); edit1.clear; edit2.clear; edit3.clear; procedure TForm1.Button6Click(Sender: TObject); close; Button: Clear Button Clear und füge die Löschbefehle ein. Button: End Button End und füge den End-Befehl ein. Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 6

7 Aufgabe: Auswahlrechner IF THEN Es soll ein benutzerfreundliches Programm zur Realisierung der Grundrechenarten mittels Radioschalter erstellt werden. Nach der Eingabe von zwei Zahlen muss die entsprechende Operation gewählt werden. Komponenten 1 Formular: Auswahlrechner 3 Editierfelder: Edit1, Edit2, Edit3 4 RadioButtons: Addition, Subtraktion 3 Buttons: Start, Clear, Ende Die benötigten Komponenten befinden sich alle in der Komponentenpalette unter Standard. Wir benennen die Labels, die Buttons, die Radiobuttons und das Formular in aussagekräftige Texte um. Alle Änderungen werden im Objektinspektor durchgeführt. Auch Feinpositionierungen der Radiobuttons. Unser Rechner soll auch Dezimalzahlen verarbeiten. Deshalb definieren wir die Variablen vom Typ Real. Der Button Start soll das Programm ausführen. Clear soll alle Felder löschen. Ende soll das Programm beenden. Realisierung des Auswahlrechners procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var a, b, ausgabe: Real; a :=StrToFloat(edit1.text); b :=StrToFloat(edit2.text); If RadioButton1.Checked Then ausgabe:= a+b; If RadioButton2.Checked Then ausgabe:= a-b; If RadioButton3.Checked Then ausgabe:= a*b; If RadioButton4.Checked Then ausgabe:= a/b; Button: Start Button Start und ergänze das Programm durch die fett gedruckten Teile. edit3.text :=FloatToStr(ausgabe); procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); edit1.clear; edit2.clear; edit3.clear; procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject); close; Button: Clear Button Clear und füge die Löschbefehle ein. Button: Ende Button Ende und füge den Ende-Befehl ein. Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 7

8 Aufgabe: Einmaleins FOR TO Es soll ein benutzerfreundliches Programm zur Realisierung der Malreihen erstellt werde. Nach der Auswahl einer beliebigen Malreihe soll diese im Ausgabefenster dargestellt werden. Komponenten 1 Formular: Einmaleins 2 GroupBox: Malreihe, Ausgabe 1 SpinEdit: Auswahlfeld 1 Listbox: Ausgabfeld 3 Buttons: Start, Clear, Ende Das Auswahlfeld SpinEdit befindet sich in der Komponentenpalette unter Beispiele. Die restlichen Komponenten findet man unter Standard. Wir benennen die GroupBoxen, die Buttons und das Formular in aussagekräftige Texte um. Überlagernde Komponenten kann man durch Klick mit der rechten Maustaste in den Vordergrund bringen. Weiter Änderungen werden im Objektinspektor durchgeführt. Realisierung procedure TForm1.StartClick(Sender: TObject); var a, zaehler, ergebnis: Integer; zeile: String; a := StrToInt(SpinEdit1.Text); Button: Start Button Start und füge den fett gedruckten Programmcode ein. for zaehler := 1 To 10 do ergebnis := zaehler * a; zeile := IntToStr( zaehler) + ' mal ' + IntToStr(a) + ' = ' + IntToStr(ergebnis); ListBox1.Items.Add(zeile); For To Schleife Die Ausgabezeile wird 10-mal ausgeführt und in die List- Box eingetragen. procedure TForm1.ClearClick(Sender: TObject); Listbox1.clear procedure TForm1.EndeClick(Sender: TObject); close; Button: Clear Button Clear und füge den Löschbefehl ein. Button: Ende Button Ende und ergänze den Code. Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 8

9 Aufgabe Es soll ein benutzerfreundliches Programm mit Registerreitern zur Berechnung von Dreiecken erstellt werden. Die Umsetzung wird am Beispiel des rechtwinkeligen Dreiecks vorgestellt. Das Programm kann beliebig erweitert werden. Die Bitmap- Fotos für die Skizzen können z.b. mit MS-Paint vorbereitet werden. Komponenten für die Page Rechtwinkelig 1 Formular: Dreiecksb. 1 TabbedNotebook: 4 Pages 2 GroupBox: Ein- Ausgaben 5 Labels: SeiteA, SeiteB, Umfang, Flaeche, Skizze 4 Editierfelder: Edit1, Edit2, Edit3, Edit4 1 Bitmap-Bild: ca. 100x50 Pixel (Paint) 2 BitBtn Buttons: Kind = bkok und bkcancel Die Komponente TabbedNotebook und BitBtn-Buttons befindet sich in der Komponentenpalette unter Zusätzlich. Die restlichen Komponenten findet man unter Standard. Die Einstellungen für das TabbedNotebook werden im Objektinspektor durchgeführt. Pages: 4 Register, TabsPerRow: 4, ActivePage: Rechtwinkelig. Alle weiteren Komponenten erhalten im Objektinspektor aussagekräftige Texte. Realisierung für das rechtwinkelige Dreieck procedure TForm1.BitBtn1Click(Sender: TObject); var a, b, c, u, f: Real; a := StrToFloat(edit1.text); b := StrToFloat(edit2.text); c := sqrt(a*a+b*b); u := a+b+c; f := (a*b)/2; edit3.text := FloatToStr(u); edit4.text := FloatToStr(f); procedure TForm1.BitBtn2Click(Sender: TObject); edit1.clear; edit2.clear; edit3.clear; edit4.clear; Button: OK Button OK und füge den fett gedruckten Programmcode ein. sqrt berechnet die Wurzel Button: Clear Button Clear und füge die Löschbefehle ein. Dr. F. Borotschnig 2005 LAG Informatik Seite 9