Cyfroteka.pl

klikaj i czytaj online

Cyfro
Czytomierz
00676 009215 10483506 na godz. na dobę w sumie
Praktyczny kurs Delphi - książka
Praktyczny kurs Delphi - książka
Autor: Liczba stron: 400
Wydawca: Helion Język publikacji: polski
ISBN: 83-7361-013-8 Data wydania:
Lektor:
Kategoria: ebooki >> komputery i informatyka >> programowanie >> delphi - programowanie
Porównaj ceny (książka, ebook, audiobook).
Tomasz Sadowski, autor wielokrotnie wznawianego, podręcznika 'Praktyczny kurs Turbo Pascala', zaprasza Cię tym razem do krainy Delphi. Delphi to system szybkiego tworzenia aplikacji (RAD), w którym programy w dużym stopniu buduje się z gotowych komponentów. O ile Turbo Pascal używany jest głównie w dydaktyce informatyki, o tyle Delphi jest stale rozwijanym i szeroko rozpowszechnionym środowiskiem programistycznym, łączącym przejrzystość ObjectPascala z przyjaznym interfejsem Windows. Być może niektóre z programów używanych przez Ciebie na co dzień zostały napisane właśnie w Delphi.

Książka 'Praktyczny kurs Delphi' napisana jest żywym, przystępnym językiem. Położono w niej nacisk raczej na praktykę niż teorię, i dlatego to wspaniałe wprowadzenie w programowanie dla osób, które wcześniej nie zetknęły się z tą tematyką. Już po przeczytaniu kilku stron będziesz mógł napisać pierwszy program!

Dzięki książce poznasz:

Po lekturze 'Praktycznego kursu Delphi' przekonasz się, że pisanie profesjonalnych aplikacji nie jest tak trudne, jak by się mogło wydawać. Przekonasz się również, że książki poświęcone programowaniu nie muszą być nudną i przepełnioną niezrozumiałą techniczną terminologią lekturą. Ta książka nauczy Cię programować w Delphi -- możesz być tego pewien.
Znajdź podobne książki Ostatnio czytane w tej kategorii

Darmowy fragment publikacji:

IDZ DO IDZ DO PRZYK£ADOWY ROZDZIA£ PRZYK£ADOWY ROZDZIA£ SPIS TREĎCI SPIS TREĎCI KATALOG KSI¥¯EK KATALOG KSI¥¯EK KATALOG ONLINE KATALOG ONLINE ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG TWÓJ KOSZYK TWÓJ KOSZYK DODAJ DO KOSZYKA DODAJ DO KOSZYKA CENNIK I INFORMACJE CENNIK I INFORMACJE ZAMÓW INFORMACJE ZAMÓW INFORMACJE O NOWOĎCIACH O NOWOĎCIACH ZAMÓW CENNIK ZAMÓW CENNIK CZYTELNIA CZYTELNIA FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE Wydawnictwo Helion ul. Chopina 6 44-100 Gliwice tel. (32)230-98-63 e-mail: helion@helion.pl Praktyczny kurs Delphi Autor: Tomasz M. Sadowski ISBN: 83-7361-013-8 Format: B5, stron: 396 Tomasz Sadowski, autor wielokrotnie wznawianego, podrêcznika „Praktyczny kurs Turbo Pascala”, zaprasza Ciê tym razem do krainy Delphi. Delphi to system szybkiego tworzenia aplikacji (RAD), w którym programy w du¿ym stopniu buduje siê z gotowych komponentów. O ile Turbo Pascal u¿ywany jest g³ównie w dydaktyce informatyki, o tyle Delphi jest stale rozwijanym i szeroko rozpowszechnionym ġrodowiskiem programistycznym, ³¹cz¹cym przejrzystoġæ ObjectPascala z przyjaznym interfejsem Windows. Byæ mo¿e niektóre z programów u¿ywanych przez Ciebie na co dzieñ zosta³y napisane w³aġnie w Delphi. Ksi¹¿ka „Praktyczny kurs Delphi” napisana jest ¿ywym, przystêpnym jêzykiem. Po³o¿ono w niej nacisk raczej na praktykê ni¿ teoriê, i dlatego to wspania³e wprowadzenie w programowanie dla osób, które wczeġniej nie zetknê³y siê z t¹ tematyk¹. Ju¿ po przeczytaniu kilku stron bêdziesz móg³ napisaæ pierwszy program! Dziêki ksi¹¿ce poznasz: • Ďrodowisko Delphi • Jêzyk ObjectPascal: jego podstawowe konstrukcje i typy danych • Komponenty zawarte w Delphi • Sposoby pisania w³asnych funkcji i procedur • Programowanie obiektowe • Programowanie grafiki Po lekturze „Praktycznego kursu Delphi” przekonasz siê, ¿e pisanie profesjonalnych aplikacji nie jest tak trudne, jak by siê mog³o wydawaæ. Przekonasz siê równie¿, ¿e ksi¹¿ki poġwiêcone programowaniu nie musz¹ byæ nudn¹ i przepe³nion¹ niezrozumia³¹ techniczn¹ terminologi¹ lektur¹. Ta ksi¹¿ka nauczy Ciê programowaæ w Delphi — mo¿esz byæ tego pewien. Spis treści Wstęp ...................................................z............................................ 5 Rozdział 1. Pierwszy krok ...................................................z............................... 11 Rozdział 2. Narzędzie...................................................z...................................... 19 Dodatek — IDE w pigułce ...................................................z............. 30 Rozdział 3. Pierwszy prawdziwy program ...................................................z......... 33 Rozdział 4. Jak to było dawniej…...................................................z.................... 43 Rozdział 5. Nieco elementarnej matematyki ...................................................z.... 51 Rozdział 6. Gdzie przechowywać dane? ...................................................z........... 57 Dodatek — Pozostałe typy proste ...................................................z. 62 Rozdział 7. Jak wprowadzić dane? ...................................................z.................. 65 Dodatek — Formularz to też komponent ........................................... 76 Rozdział 8. Instrukcja warunkowa...................................................z................... 79 Dodatek — Kalkulator, wersja 2.0.......................z............................. 86 Rozdział 9. Jak zrobić to samo kilka razy, czyli pętle .......................................... 91 Dodatek — Pułapki i niespodzianki ................................................. 102 Rozdział 10. Jak nie robić tego samego więcej niż raz, czyli procedury i funkcje...................................................z.............. 105 Rozdział 11. Komunikacja z procedurami...................................................z......... 117 Dodatek — Rekurencja ...................................................z............... 125 Rozdział 12. Zapisujemy więcej danych, czyli tablice ......................................... 129 Rozdział 13. Porządki w danych ...................................................z...................... 139 Rozdział 14. Typy i argumenty strukturalne ...................................................z..... 149 Rozdział 15. Stałe symboliczne ...................................................z....................... 157 Rozdział 16. O ulotności danych i jak jej zaradzić ............................................... 163 4 Praktyczny kurs Delphi Rozdział 17. Pliki tekstowe, czyli jak zapisać dane w czytelny sposób ................ 175 Dodatek — Pliki jeszcze inaczej ...................................................z.. 182 Rozdział 18. Czym naprawdę zajmują się komputery ........................................... 185 Rozdział 19. Konkurencja dla Microsoftu?...................................................z....... 195 Rozdział 20. Programowanie na poważnie ...................................................z....... 205 Rozdział 21. Jak uruchamiać oporne programy ...................................................z 219 Rozdział 22. Dwa (i więcej) w jednym, czyli rekordy ........................................... 229 Rozdział 23. Zmienne dynamiczne i wskaźniki ...................................................z. 251 Rozdział 24. Rekord + wskaźnik = lista ...................................................z........... 265 Rozdział 25. O grafice słów kilka ...................................................z.................... 275 Rozdział 26. Od programowania strukturalnego do obiektowego ......................... 289 Rozdział 27. Dziedziczenie, polimorfizm i metody wirtualne ................................. 301 Rozdział 28. Co jeszcze warto wiedzieć o IDE...................................................z.. 317 Rozdział 29. Kilka dobrych rad, czyli co czynić należy… ..................................... 327 Rozdział 30. …a czego unikać ...................................................z........................ 337 Dodatek A Instalacja wersji próbnej Delphi 7 Architect.................................... 343 Dodatek B Odpowiedzi do zadań...................................................z................... 347 Dodatek C Kilka przydatnych pojęć komputerowych......................................... 365 Dodatek D Mikrosłownik angielsko-polski ...................................................z..... 375 Skorowidz...................................................z................................... 379 Rozdział 12. Zapisujemy więcej danych, czyli tablice  Powtórka ze statystyki  Typy strukturalne  Tworzenie i wykorzystanie tablic  Wektory i macierze Jak powszechnie wiadomo, komputer jest narzędziem służącym do szybkiego prze- twarzania dużych ilości danych. Przedstawione do tej pory programy nie dawały naszemu wielkiemu kalkulatorowi specjalnego pola do popisu — dane, na których operowali- śmy, sprowadzały się zwykle do kilku liczb. Nikogo jednak nie trzeba przekonywać, że większość zadań, z którymi mierzą się komputery w praktyce, wymaga wprowa- dzania, przechowywania i przetwarzania ogromnych ilości danych. Cel, który posta- wimy sobie na początku tego rozdziału, będzie znacznie mniej ambitny — spróbuje- my mianowicie rozwiązać prosty problem statystyczny, jakim jest obliczenie wartości średniej i miary rozrzutu w zadanej grupie pomiarów pewnej wielkości. Obliczanie średniej i odchylenia standardowego (ono właśnie jest miarą rozrzutu) jest również typowym zadaniem inżynierskim, toteż jego zaprogramowanie może przydać się nam w przyszłości. Jak powszechnie wiadomo, wartość średnia dla N liczb wyraża się wzorem: x = 1 N N ∑ 1 = i x i gdzie i jest numerem kolejnej wartości w zestawie. Przełożenie tego zapisu na Pascal jest na pierwszy rzut oka banalne, ale… gdzie właściwie będą przechowywane kolejne 130 Praktyczny kurs Delphi wartości xi? Wykorzystanie do tego celu pojedynczych zmiennych typu prostego (a tylko takie na razie znamy) jest praktycznie niemożliwe — nawet gdybyśmy uparli się przy zadeklarowaniu zmiennych Z, Z, Z…, nie wiemy ile należałoby ich zade- klarować, nie mówiąc już o problemach z odwoływaniem się do nich w pętli sumują- cej. Zauważmy jednak, że nasze liczby tworzą jednolity ciąg danych tego samego ty- pu, w matematyce zapisywany w postaci tzw. wektora: [ x , x , x , 3 2 1 K ] , x N Być może kompilator potrafi posłużyć się podobną reprezentacją i zna jakiś sposób na „poszufladkowanie” danych w pamięci tak, by dało się odwoływać do nich poprzez kolejny numer w ciągu? Opisane powyżej rozwiązanie znane jest w programowaniu od kilkudziesięciu lat pod nazwą tablicy (ang. array). Jest ona zestawem danych tego samego typu, zajmującym pewien (na ogół ciągły) obszar w pamięci i pozwalającym na odwoływanie się do po- szczególnych elementów poprzez podanie ich numeru, czyli tzw. indeksu. Mówiąc ogólniej, tablica jest strukturą złożoną z danych innego typu, dlatego też należy ona do grupy tzw. strukturalnych typów danych. Zmienna typu strukturalnego składa się z innych danych, zorganizowanych zgodnie z regułami obowiązującymi dla danego typu (w przypadku tablic jednowymiarowych dane ustawiane są po prostu w pamięci jedna za drugą). Poszczególne elementy zmiennej strukturalnej mogą być typu pro- stego (np. liczby całkowite) lub strukturalnego (np. tablice lub rekordy) — innymi słowy, możemy tworzyć „piętrowe” dane strukturalne. Dwa najważniejsze typy da- nych strukturalnych, którymi zajmiemy się w naszej książce, to tablice (grupujące elementy tego samego typu) oraz rekordy (grupujące elementy różnych typów). Jak każda inna zmienna, tablica identyfikowana jest w programie poprzez nazwę (np. NKE\D[), natomiast dostęp do jej poszczególnych elementów odbywa się poprzez podanie ich indeksu. Ten ostatni jest po prostu numerem danego elementu tablicy, za- pisanym w nawiasach kwadratowych, np.: ZNKE\D[=?]QFE\[VCLE\YCTV[GNGOGPVVCDNKE[[NKE\D[_ Graficznie można to przedstawić następująco: indeks 1 2 3 4 5 6 wartość 1,43 1,66 2,01 1,23 1,98 3,11 Jak można się domyślać, przed użyciem tablicę należy zadeklarować, do czego służy słowo kluczowe CTTC[: XCT NKE\D[CTTC[=?QHTGCN Po słowie CTTC[ następuje para nawiasów kwadratowych, w których zapisujemy indeks pierwszego i ostatniego elementu tablicy, rozdzielone dwiema kropkami (nie dwu- kropkiem!). Niezbędne jest również poinformowanie kompilatora o typie poszczególnych elementów tablicy — w naszym przypadku są to wartości typu TGCN. Cały powyższy Rozdział 12. ♦ Zapisujemy więcej danych, czyli tablice 131 zapis można przetłumaczyć na polski jako „tablica o stu elementach, numerowanych od 1 do 100, złożona z liczb rzeczywistych”. Podobnie jak w przypadku zmiennych pro- stych, bezpośrednio po zadeklarowaniu elementy tablicy mają wartość przypadkową1. Deklarując tablicę należy pamiętać o dwóch ograniczeniach:  indeksy muszą być stałymi (innymi słowy, w Pascalu nie można deklarować tzw. tablic dynamicznych w sensie znanym np. z BASIC-a),  indeksy muszą być typu porządkowego (chociaż nie muszą być liczbami — można np. zadeklarować tablicę indeksowaną wartością typu EJCT). W większości zastosowań tablice indeksowane są od jedynki, chociaż Pascal tego nie wymaga — równie dobrze można indeksować tablicę od zera (jak w języku C) lub ty- siąca. Rzecz jasna, indeks końcowy musi być większy lub równy początkowemu. Niestandardowe indeksowanie tablic może być źródłem problemów, bowiem od- wołanie do elementu spoza zadeklarowanego przedziału kończy się często trud- nymi do wykrycia błędami wykonania. O ile nie ma naprawdę ważnego powodu, najlepiej zawsze stosować jednolity sposób indeksowania (zwykle od jedynki, cho- ciaż programiści piszący w języku C preferują indeksowanie od zera). Warto przy okazji wspomnieć o funkcjach .QY i *KIJ, które dla tablic zwracają odpo- wiednio wartość pierwszego i ostatniego indeksu. Pozwalają one pominąć przekazywanie informacji o zakresie indeksów, o ile oczywiście mamy pewność, że obliczenia będą zawsze dotyczyły całej tablicy. Poszczególne elementy tablicy mogą być dowolnego typu (ale wszystkie tego samego), przy czym niekoniecznie musi to być typ prosty, jak TGCN czy DQQNGCP — równie dobrze można zadeklarować tablicę złożoną z elementów typu strukturalnego, np. innych tablic lub rekordów. Przykładowa deklaracja: XCT /CEKGT\CTTC[=?QHCTTC[=?QHTGCN utworzy dwuwymiarową tablicę złożoną z 50 wektorów (tablic jednowymiarowych), z których każdy zawiera 50 liczb rzeczywistych. Składnia Pascala pozwala na skrócenie powyższego zapisu do postaci: XCT /CEKGT\CTTC[=?QHTGCN która lepiej odzwierciedla strukturę tablicy dwuwymiarowej, a przy okazji jest prostsza w zapisie. Możliwe jest także tworzenie tablic trój- i więcejwymiarowych (Pascal nie narzuca ograniczeń na liczbę wymiarów tablicy ani wartości indeksów), jednak sto- sowane są one rzadko. z 1 Ściślej rzecz biorąc, tablice deklarowane globalnie inicjalizowane są zerami, jednak lepiej wyrobić sobie nawyk dmuchania na zimne i nie zakładać, że świeżo zadeklarowana tablica zawiera sensowne wartości. 132 Praktyczny kurs Delphi Zanim zabierzemy się do pracy, jeszcze jedna uwaga praktyczna. W porównaniu do starych aplikacji 16-bitowych, Delphi umożliwia tworzenie znacznie większych struktur danych (maksymalny rozmiar tablicy w Turbo Pascalu wynosił około 64 kB, w Delphi ograniczony jest w zasadzie wielkością dostępnej pamięci). Deklarując tablice wewnątrz procedur należy jednak pamiętać, że są one tworzone na stosie, którego pojemność jest ograniczona (domyślnie do 1 megabajta). O ile Pascal nie narzuca formalnych ograniczeń na liczbę wymiarów i elementów tablicy, musimy pamiętać o ograniczeniu praktycznym, wynikającym z rozmiarów dostępnej pamięci. Dodatkowym haczykiem jest fakt, iż wszystkie zmienne lokalne tworzone są do- piero w momencie wywołania funkcji, a zatem do przepełnienia stosu (i krytycznego błędu wykonania) dochodzi w dość nieprzewidzianym momencie podczas pracy programu. W przeciwieństwie do lokalnych, tablice deklarowane globalnie mają do dyspozycji całą pamięć dostępną dla programu (znacznie więcej, niż zajmuje stos), zaś zadeklarowanie zbyt dużej struktury powoduje błąd bezpośrednio po urucho- mieniu. Innymi słowy, deklaracja: XCT NKE\D[CTTC[=?QHTGCN]OKNKQPNKE\DT\GE\[YKUV[EJ_ ma szansę „przejść” w przypadku umieszczenia jej w sekcji globalnej programu lub modułu, natomiast raczej na pewno spowoduje błąd wykonania (nie kompilacji!), jeśli umieścimy ją wewnątrz procedury. Nie znaczy to oczywiście, że tablice najle- piej deklarować jako globalne — pamiętajmy, że zmienna globalna istnieje (i zajmuje pamięć) przez cały czas działania programu, natomiast zmienna lokalna znika po wykonaniu swojego zadania, zwalniając zajętą przez siebie pamięć. Pora na czyny. Nasz program powinien umożliwić wprowadzenie ciągu liczb o dowolnej długości, zapamiętać go, a następnie wyliczyć i wyświetlić wartość średnią i odchylenie standardowe, dane wzorem: s = 1 − 1 N N ∑ ( x i 2 ) − x 1 = i Bardziej spostrzegawczy Czytelnicy być może zauważyli, że wyliczenie średniej wcale nie wymaga tablicowania danych, bowiem sumowanie można prowadzić na bieżąco, w miarę wprowadzania kolejnych liczb. Niestety obliczenie odchylenia standardowego wymaga z jednej strony wcześniejszego ustalenia wartości średniej, z drugiej zaś — ponownego dostępu do poszczególnych liczb. Innymi słowy, wprowadzone wartości trzeba gdzieś zapamiętać, przynajmniej na chwilę2. z 2 Ściślej rzecz biorąc, wcale nie trzeba — kilka przekształceń pozwala zapisać ostatni wzór w postaci     N ∑ i 1 = x i 2     N N −∑ 2 i x i = 1 − 1 N która, jak widać, nie zawiera odwołań do poszczególnych liczb, a jedynie do ich sumy i sumy kwadratów. Metoda ta wykorzystywana jest powszechnie np. w kalkulatorach, jednak jej zastosowanie odebrałoby nam pretekst do wprowadzenia pojęcia tablicy… Rozdział 12. ♦ Zapisujemy więcej danych, czyli tablice 133 Jako podstawę do budowy naszego programu możemy wykorzystać projekt Sumowanie z rozdziału 9. Po dokonaniu kilku modyfikacji (zmiana nazw komponentów wyjścio- wych i etykiet) powinien on prezentować się następująco: Co prawda potrafimy już korzystać z procedur i funkcji (a obliczenia statystyczne aż proszą się o ich zastosowanie), ale na razie pójdziemy po linii najmniejszego oporu i całość kodu upakujemy w procedurze obsługi przycisku Oblicz: RTQEGFWTG6(QTO$WVVQP NKEM 5GPFGT61DLGEV  XCT KKPVGIGT]PWOGTYKGTU\[C\CYKGTCLæEGIQNKE\Dú_ NKE\D[CTTC[=?QHTGCN]KLGLYCTVQħè_ KNG.KE\DKPVGIGT]KNGLGUVNKE[\DRQOKLCO[RWUVGYKGTU\G_ UWOCUWOC-YCFTTGCN]QDNKE\CPGUWO[_[ UTGFPKCQFEJ5VFTGCN]KUVCV[UV[MK_ DGIKP UWOC]\CKPKELCNK\[WLUWO[ŌDCTF\QYCľPG_ UWOC-YCFT KNG.KE\D]\CMđCFCO[ľG[PKGRQFCPQľCFPGLNKE\D[_ ]RT\GPKGħNKE\D[\RQNCYGLħEKQYGIQFQVCDNKE[NKE\[D[_ HQTKVQ9GL.KE\D[.KPGU QWPVFQ]RT\GLFļRQYU\[UVMKEJYKGTU\CEJ_ KH9GL.KE\D[.KPGU=K?  VJGP]LGħNKYKGTU\\CYKGTCYCTVQħè_ DGIKP +PE KNG.KE\D  NKE\D[=KNG.KE\D?5VT6Q(NQCV 9GL.KE\D[.KPGU=K?[ ]RQDKGT\NKE\Dú_ GPF ]QDNKE\ħTGFPKæ_ HQTKVQKNG.KE\DFQ UWOCUWOC NKE\D[=K?[]UWOWLNKE\D[_ UTGFPKCUWOCKNG.KE\D[]QDNKE\UVCV[UV[Mú_ ]QDNKE\QFEJ[NGPKGUVCPFCTFQYG_ HQTKVQKNG.KE\DFQ UWOC-YCFTUWOC-YCFT UST NKE\D[=K?UTGFPKC ]UWOWL[MYCFTCV[QFEJ[NGē_ QFEJ5VFUSTV UWOC-YCFT KNG.KE\D ]QDNK[E\UVCV[UV[Mú_ 9[L5WOC6GZV(NQCV6Q5VT( UWOCHH(KZGF ]Y[RTQYCF[ļUWO[_ 9[L5TGFPKC6GZV(NQCV6Q5VT( UTGFPKCHH(KZGF  9[L1FEJ5VF6GZV(NQCV6Q5VT( QFEJ5VFHH(KZGF  GPF Same obliczenia nie wymagają chyba komentarza. Deklaracja tablicy NKE\D[ umożli- wia obsłużenie do tysiąca wartości, co na potrzeby tego eksperymentu chyba wystar- czy. Warto zauważyć, że na siłę moglibyśmy się obejść bez tablicy, bowiem nasze liczby cały czas przechowywane są w komponencie 9GL.KE\D[ (skąd notabene pobie- ramy je za pomocą operatora indeksowania, tak samo jak z tablic). Nikogo jednak nie 134 Praktyczny kurs Delphi trzeba przekonywać, że pole tekstowe nie jest najlepszym narzędziem do przechowy- wania liczb rzeczywistych, a poza tym narzut związany z pobieraniem poszczególnych wierszy i przekształcaniem ich na wartości typu TGCN jest zbyt duży, by rozwiązanie takie miało sens. Na koniec zwróćmy uwagę na intensywne wykorzystanie w progra- mie pętli HQT — obsługa tablic i dostępu indeksowanego to jej ulubione zastosowania. Jak widać, wykorzystanie tablic jednowymiarowych (a takich w programach spotyka się najwięcej) nie jest specjalnie skomplikowane. Przejdźmy zatem na kolejny poziom i powiedzmy kilka słów na temat tablic dwuwymiarowych. Wspomniana już deklaracja: XCT /CEKGT\CTTC[=?QHTGCN tworzy dwuwymiarową tablicę złożoną o wymiarach 50 na 50 elementów, zawierającą liczby rzeczywiste. W matematyce tablica taka nosi nazwę macierzy i może być zapisana symbolicznie jako:        x 1,1 x 2,1 x 1,2 x 2,2 M M x 1,50 x 2,50 L M L x 50,1 x 50,2 M x 50,50        Zarówno wektory (tablice jednowymiarowe), jak i macierze stosowane są szeroko w obliczeniach naukowych i inżynierskich, toteż umiejętność posługiwania się nimi może okazać się bardzo istotna. Skoro tak, przedstawimy obecnie kilka podstawo- wych technik obsługi tablic dwuwymiarowych. Dostęp do pojedynczego elementu tablicy /CEKGT\ można zapisać następująco: Z/CEKGT\=? W powyższym zapisie posługujemy się dwoma indeksami — wiersza i kolumny — roz- dzielonymi przecinkiem. W ogólnym przypadku tablicy N-wymiarowej nasz zapis miałby postać: Z6CDNKEC=KPFGMUKPFGMUKPFGMU0? Odwołania do pojedynczych elementów macierzy spotykane są dość rzadko; na ogół obliczenia dotyczą całych wierszy lub kolumn, a indeksy przybierają kolejno wartości od pierwszego do ostatniego elementu wiersza lub kolumny. Ponieważ do indekso- wania w pojedynczym wymiarze najlepiej nadaje się pętla HQT, a wymiary są dwa, musimy wykorzystać dwie pętle. Przykładowa konstrukcja tworząca tzw. macierz jednostkową (zawiera ona same zera za wyjątkiem głównej przekątnej3, na której znajdują się jedynki) ma postać: HQTKVQFQ HQTLVQFQ KHKLVJGP/CEKGT\=KL? GNUG/CEKGT\=KL? z 3 Przekątną główną macierzy kwadratowej tworzą elementy, dla których indeks wiersza jest równy indeksowi kolumny. Jak łatwo się przekonać, są one ułożone wzdłuż przekątnej biegnącej od lewego górnego do prawego dolnego „wierzchołka” macierzy. Rozdział 12. ♦ Zapisujemy więcej danych, czyli tablice 135 Jak widać, w pętli zewnętrznej, indeksującej wiersze (licznik K) znajduje się pętla wewnętrzna, indeksująca kolumny (licznik L). W niej z kolei umieszczono instrukcję warunkową, wstawiającą do danego elementu wartość 0 lub 1. Konstrukcja taka nosi nazwę pętli zagnieżdżonych i jest powszechnie stosowana w przetwarzaniu tablic dwuwymiarowych. Oczywiście obie pętle sterowane są różnymi licznikami, co zresztą jest dość naturalne. Nie dość tego, próba użycia tej samej zmiennej jako licznika obu pętli (co zdarzało się roztargnionym programistom piszącym np. w Turbo Pascalu) jest w Delphi nielegalna — zapis: HQTKVQFQ HQTKVQFQ]_ zostanie przez kompilator potraktowany jako próba zmodyfikowania wartości licznika zewnętrznej pętli w jej treści, co doprowadzi do błędu kompilacji. Przy okazji indeksowania warto wspom nieć o jeszcze jednej interesującej kwestii. Na pozór wydawałoby się, że kolejność pętli w powyższym zapisie nie ma znaczenia — innymi słowy obojętne jest, czy licznik pętli zewnętrznej indeksuje wiersze a we- wnętrznej kolumny, czy odwrotnie. Okazuje się jednak, że zamiana liczników pętli miejscami: HQTLVQFQ HQTKVQFQ]_ ma poważny wpływ na czas wykonania programu! Aby to zaobserwować, należy oczywiście powiększyć rozmiary macierzy (być może trzeba będzie zadeklarować ją jako globalną) i użyć precyzyjnego narzędzia do pomiaru czasu (w naszym przykła- dzie wykorzystaliśmy klasę 65VQRGT, którą przedstawimy szczegółowo w części książki poświęconej programowaniu obiektowemu). Czas wypełnienia tablicy o roz- miarach 1000 na 1000 elementów, zmierzony na komputerze z procesorem AMD Athlon 1.2 GHz, wyniósł 20 milisekund w przypadku indeksowania wzdłuż wierszy i 37 milisekund (czyli prawie dwa razy dłużej!) w przypadku indeksowania wzdłuż kolumn. Dlaczego? Kluczem do rozwiązania zagadki jest sposób przechowywania zawartości tablicy w pamięci. W Pascalu, podobnie jak w języku C, tablice dwuwymiarowe zapisywane są w pamięci kolejno wierszami 4. Oznacza to, że następujące po sobie odwołania do kolejnych elementów wiersza będą trafiały pod kolejne adresy pamięci, podczas gdy odwołania „wzdłuż” kolumny będą kierowane pod adresy oddalone od siebie o liczbę bajtów odpowiadającą długości pojedynczego wiersza. Działanie mechanizmów do- stępu do pamięci (w tym także stosowane w nowoczesnych komputerach tzw. pamię- ci podręczne) powoduje, że odwołania do adresów leżących „blisko” siebie są znacz- nie szybsze, niż odwołania do adresów rozproszonych w większym obszarze pamięci. A zatem zapisanie w pętli kolejnych elementów wiersza (położonych jeden za drugim) odbędzie się znacznie szybciej niż zapisanie kolejnych elementów kolumny (oddalo- nych od siebie o wiele bajtów). Oczywiście na cały proces mają wpływ inne czynniki, jak choćby rozmiar tablicy, jednak ogólna reguła jest zawsze ta sama — indeksując tablicę dwuwymiarową należy robić to odpowiednio do sposobu jej przechowywania w pamięci. z 4 Nie jest to bynajmniej powszechna reguła — w Fortranie tablice zapisywane są kolumnami. 136 Praktyczny kurs Delphi Wróćmy teraz do zagadnień bardziej przyziemnych i zastanówmy się, w jaki sposób obliczyć sumę elementów leżących w „górnym trójkącie” macierzy, tj. na jej przekątnej i ponad nią:        x 1,1 L x 2,1 x 2,2 x 50,1 x 50,2 M M M M L x 50,50        Jak łatwo sprawdzić, dla każdego sumowanego elementu spełniony jest warunek: i ≤ j gdzie K jest indeksem wiersza, zaś L — indeksem kolumny. Wykorzystując tę regułę, możemy zapisać sumowanie jako: UWOC HQTKVQFQ HQTLVQFQ KHKLVJGPUWOCUWOC /CEKGT\=KL? Jak nietrudno wyliczyć, całkowita liczba przebiegów obu pętli wynosi 2500 (50 razy 50), przy czym tylko część z nich (dokładnie 1275) będzie „pełnych” — w pozostałych przypadkach instrukcja warunkowa nie wykona się. Jeśli podejrzewasz, że powyższy zapis da się ulepszyć, masz rację. Zauważmy, że w każdym wierszu sumowaniu pod- legają tylko te elementy, dla których numer kolumny (L) jest większy lub równy nu- merowi danego wiersza (K). Dlaczego zatem nie zapisać: UWOC HQTKVQFQ HQTLKVQFQ UWOCUWOC /CEKGT\=KL? Nikt przecież nie powiedział, że pętla musi rozpoczynać się od jedynki, ani że do inicja- lizacji licznika nie można wykorzystać innej zmiennej (np. licznika pętli zewnętrznej)! W ten sposób obcięliśmy prawie połowę przebiegów, co prawda pustych, ale jednak zajmujących jakiś czas — pomiary wykonane przez autora wykazały przyrost prędkości o ponad 20 procent, co jest zyskiem niebagatelnym. Opisane tu zabiegi to nic innego, jak optymalizacja programu — poprawienie jego wydajności poprzez odpowiednią modyfikację kodu źródłowego. W przypadku sumo- wania elementów ponad przekątniowych optymalizacja polegała na zmianie struktury pętli, co wyeliminowało część niepotrzebnych obliczeń. Usprawnienie ma w tym przy- padku naturę ogólną — jest niezależne od używanego języka programowania, kom- pilatora czy też sprzętu. Z kolei technika zademonstrowana przy okazji tworzenia ma- cierzy jednostkowej jest specyficzna, wykorzystuje bowiem charakterystyczną dla Pascala organizację danych w pamięci oraz mechanizmy sprzętowe, które w innych komputerach mogą być niedostępne lub działać inaczej5. z 5 Przemilczmy dyskretnie fakt, iż w zasadzie nie dokonaliśmy tu żadnej optymalizacji — kod był optymalny w swojej pierwotnej wersji, my zaś z premedytacją popsuliśmy go, aby zademonstrować efekt zamiany indeksów. Rozdział 12. ♦ Zapisujemy więcej danych, czyli tablice 137 Zapamiętaj  Typy złożone z danych innych typów noszą nazwę typów strukturalnych. Należą do nich tablice i rekordy.  Tablice umożliwiają przechowywanie większych ilości danych tego samego typu.  Tablice mogą być jedno-lub wielowymiarowe. Tablice jednowymiarowe zwane są wektorami, zaś wielowymiarowe — macierzami.  Dostęp do elementów tablicy realizuje się poprzez indeksowanie. Indeksy tablicy są wartościami całkowitymi; Pascal nie narzuca ograniczeń na zakres i liczbę indeksów.  Do indeksowania tablic wykorzystuje się najczęściej pętle HQT.  Operacje na tablicach często można zoptymalizować, bądź to poprzez zmianę układu kodu źródłowego, bądź też poprzez wykorzystanie specyficznych cech samego komputera. Pomyśl 1. Napisz procedurę wyszukującą i zwracającą najmniejszą i największą wartość w jednowymiarowej tablicy liczb rzeczywistych. 2. Transpozycją macierzy nazywamy zamianę miejscami jej kolumn i wierszy. Napisz procedurę VTCPUR, dokonującą transpozycji macierzy kwadratowej / (macierz kwadratowa ma tyle samo wierszy, ile kolumn).
Pobierz darmowy fragment (pdf)

Gdzie kupić całą publikację:

Praktyczny kurs Delphi
Autor:

Opinie na temat publikacji:


Inne popularne pozycje z tej kategorii:


Czytaj również:


Prowadzisz stronę lub blog? Wstaw link do fragmentu tej książki i współpracuj z Cyfroteką: