Введение в визуальное программирование

 

 

 

 

Содержание

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

Во введении моей курсовой работы я изучила о возможностях визуального  программирования.

 

 Целью моей работы является  изучение общих понятий и принципов  визуального программирования.

 

          С начала появления высокоуровневых языков программирования их развитие постоянно попадает в кризисы, разрешение которых является дальнейшим толчком к развитию новых подходов и методик. Один из таких кризисов был связан с разработкой графического интерфейса пользователя. Программирование вручную привычных пользователю окон, кнопок, меню, обработка событий мыши и клавиатуры, включение в программы изображений и звука требовало значительной доли времени программиста. В ряде случаев этот сервис начинал занимать до 80-90% объема программных кодов. Например, чтобы написать программу для работы с простой БД (например, телефонный справочник) понадобится всего три оператора записи, чтения и удаления записей из БД, а все остальные функции для представления данных, ввода, редактирования и т.д. могут состоять из 50-1000 операторов в зависимости от сложности реализации интерфейса. Причем весь этот труд нередко пропадал почти впустую, поскольку через год — другой менялся общепринятый стиль графического интерфейса, и все приходилось начинать заново.

Избежать такой ситуации можно  двумя подходами. Первый — стандартизация многих функций интерфейса, благодаря  чему появляется возможность использования  библиотек, например, Windows. В этом случае при смене стиля графического интерфейса (например, при переходе от Windows 3-х к Windows 95 и далее к XP) приложения могут автоматически приспосабливаться к новой системе без какого-либо перепрограммирования. Для этого необходимо решение одной из важнейших задач совершенствования техники программирования — повторного использования кодов. Однажды разработанные формы, компоненты, функции могут быть впоследствии неоднократно использованы другими программистами для решения их задач. Каждый программист получает доступ к наработкам других программистов и к огромным библиотекам, созданным различными фирмами. Причем должна быть обеспечена совместимость программного обеспечения, разработанного на разных алгоритмических языках.         

Вторым шагом, существенно  облегчившим жизнь программистов, явилось появление визуального программирования, возникшего в Visual Basic и наиболее удачно реализованного в системах Delphi и C++Builder фирмы Borland.

Визуальное программирование позволило свести проектирование пользовательского  интерфейса к простым и наглядным процедурам, которые дают возможность за минуты или часы сделать то, на что ранее уходили месяцы работы. В современном виде в C++Builder это выглядит так.

При работе в Интегрированной Среде  Разработки (ИСР или Integrated development environment — IDE) C++Builder. Среда предоставляет формы, (в приложении их может быть несколько), на которых размещаются компоненты. Обычно это оконная форма, хотя могут быть и невидимые формы. На форму с помощью мыши переносятся и размещаются пиктограммы компонентов, имеющихся в библиотеках C++Builder. С помощью простых манипуляций можно изменять размеры и расположение этих компонентов. При этом все время в процессе проектирования виден результат — изображение формы и расположенных на ней компонентов. Не надо многократно запускать приложение для выбора наиболее удачных размеров окна и компонентов. Результаты проектирования видны, даже без компиляции программы, сразу после выполнения какой-то операции с помощью мыши.

Кроме этого, во время проектирования формы и размещения на ней компонентов C++Builder автоматически формирует коды программы, включая в нее соответствующие фрагменты, описывающие данный компонент. А затем в соответствующих диалоговых окнах пользователь может изменить заданные по умолчанию значения каких-то свойств этих компонентов и, при необходимости, написать обработчики каких-то событий. То есть проектирование сводится, фактически, к размещению компонентов на форме, заданию некоторых их свойств и написанию, при необходимости, обработчиков событий.

Компоненты могут быть визуальные, видимые при работе приложения, и невизуалъные, выполняющие те или иные служебные функции. Визуальные компоненты сразу видны на экране в процессе проектирования в таком же виде, в каком их увидит пользователь во время выполнения приложения. Это позволяет очень легко выбрать место их расположения и их дизайн — форму, размер, оформление, текст, цвет и т.д. Невизуальные компоненты видны на форме в процессе проектирования в виде пиктограмм, но пользователю во время выполнения они не видны, хотя и выполняют для него некоторую работу,                                                                

В библиотеки визуальных компонентов C++Builder включено множество типов  компонентов и их номенклатура очень  быстро расширяется от версии к версии. Имеющегося уже сейчас вполне достаточно, чтобы построить практически любое самое сложное приложение, не прибегая к созданию новых компонентов.

Реализация библиотек сред визуального  программирования

Типы объектов и, в частности, компонентов библиотек C++Builder оформляются в виде классов. Классы — это типы, определяемые пользователем. В классах описываются свойства объекта, его методы и события, на которые он может реагировать. Язык программирования C++ предусматривает только инструментарий создания классов. А сами классы создаются разработчиками программного обеспечения. Однако, создатели C++Builder уже разработали множество полезных классов и включили их в библиотеки системы. Этими классами можно пользоваться при работе в Интегрированной Среде Проектирования. Кроме того, можно создавать свои новые классы.

Если бы при создании нового класса пользователю пришлось все начинать с нуля, то эффективность такого программирования была бы очень низка. Благодаря важному свойству классов  — наследованию не приходится каждый раз с нуля начинать проектирование новых классов. Новый класс может наследовать свойства, методы, события своего родительского класса, т.е. того класса, на основе которого он создается. Например, при создании новой кнопки можно взять за основу один из уже разработанных классов кнопок и только добавить к нему какие-то новые свойства или отменить какие-то свойства и методы родительского класса.

Рассмотрим Реализацию сред RAD

Благодаря визуальному объектно-ориентированному программированию была создана технология, получившая название быстрая разработка приложений, по-английски RAD — Rapid Application Development. Эта технология характерна для нового поколения систем программирования, к которому относится и C++Builder.

Первой системой RAD была среда Visual Basic. Она сформировала новый стиль взаимодействия разработчика программы с компьютером, позволяя наглядно конструировать пользовательский интерфейс с помощью мыши, а не обычным для прежних времен путем: написанием кодов, их трансляцией и выполнением программы, после чего только и можно было посмотреть, как же это выглядит на экране.

Хотя Visual Basic нашел широкий спрос и имеет коммерческий успех, его использование связано с рядом проблем. Главные из них — низкая производительность разрабатываемых приложений при их выполнении, недостаточная строгость и объектная ориентированность языка,  а также ряд других недостатков.

Системы Delphi и C++Builder исправляют многие дефекты, обнаруженные в Visual Basic.

Интегрированная среда разработки в Delphi и C++Builder выглядит одинаково. Весь пользовательский интерфейс, все библиотеки, все приемы работы с этими системами практически одинаковы. Они различаются в силу разного времени выпуска соответствующих версий. Версии C++Builder выпускаются на полгода позже версий Delphi с аналогичными номерами. Поэтому каждая версия C++Builder совершеннее аналогичной версии Delphi, но слабее последующей версии Delphi.

Основное различие Delphi и C++Builder в языках программирования, которые лежат в их основе. Delphi базируется на языке Object Pascal, a C++Builder — на языке C++. Эти языки, сначала существенно различные по своим возможностям, со временем все более сближаются. Сейчас оба они представляют прекрасные инструменты объектно-ориентированного программирования, различающиеся, в основном, синтаксисом. Тем не менее, C++ считается богаче и опережает аналогичные версии Object Pascal. С этой точки зрения, он предпочтительнее.

Приложения, разработанные на Delphi и на C++Builder можно достаточно просто конвертировать друг в друга. Таким образом, в одной из этих систем вы можете использовать свои наработки, сделанные в другой системе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Общая часть

2.1. Введение в визуальное программирование

 

В  2  главе рассмотрим общую  часть визуального программирования:

 

Delphi – это система объектно-ориентированного визуального программирования.

 

В основе Delphi лежит технология визуального проектирования и событийного  программирования, суть которой заключается  в том, что среда разработки берет на себя большую часть рутинной работы, оставляя программисту работу по конструированию диалоговых окон и функций обработки событий.

 

Delphi использует язык Object Pascal в среде визуальной разработки.  

 

Приложения (прикладные программы) Delphi являются интерактивными системами, в которых для организации взаимодействия между пользователем и программой используются методы (подпрограммы), управляемые событиями.

Основой объектно-ориентированного программирования является объект. Объект можно определить как совокупность данных (компонентов) и методов работы с ними. Объектно-ориентированная программа – это совокупность объектов и способов их взаимодействия. Обмен информацией между объектами производится с помощью сообщений. Сообщения являются результатом появления событий.

Событие – это отклик на внешнее воздействие. Суть программирования, управляемого событиями, состоит в отслеживании таких событий, которые требуют реакции приложения.  

 

Объектно-ориентированное программирование (ООП, OOP – Object Oriented Programming) позволяет решать сложные задачи с помощью объектов, необходимых для программирования в Windows. При работе с Delphi можно и не использовать концепции ООП, но использование элементов визуальной разработки автоматически ведёт к применению ООП.

Объекты в Delphi – это элементы, из которых строится приложение: форма, рамка, кнопка, метка и др. Объектом является и включаемый визуальный компонент (например, кнопка) в том виде, как он представлен во время помещения его на форму и во время выполнения программы. Объекты изображаются на экране до выполнения самой программы. Поэтому программирование в Delphi – визуальное. 

 

Основным окном разрабатываемого приложения является форма. В процессе разработки приложения при размещении объекта на форме (например, кнопки) в визуальной среде основные параметры объекта (размер, положение на экране, цвет и пр.) сразу отображается в виде реального компонента на форме, а соответствующий ему код на языке Object Pascal автоматически записывается в исходный файл формы, который отображает объект в процессе выполнения программы.

Не весь код программы, написанной для Delphi, находится в приложении Delphi. Небольшая его часть фактически является частью Windows. Например, коды для стандартных окон диалога и кнопок полностью получены от Windows. Delphi просто использует их, выполняя соответствующие вызовы из Windows DLL (Dynamic Linked Library). 

 

Схематично взаимосвязь программ с Delphi и Windows представлена на рис.1.  

 

 

 

(Рисунок 1) 

 

Свойства – это атрибуты (основные характеристики), которые описывают особенности объекта; например, отображают такие характеристики, как цвет, высота, ширина и положение объекта. На внешний вид объекта можно воздействовать (изменять его) во время разработки и выполнения приложения, изменяя его свойства. 

 

Практически все объекты реагируют  на определённые события от мыши и  клавиатуры.

Приложения Windows используют методы (подпрограммы) обработки событий для управления взаимодействием между программой и пользователем и для реакции на действия ОС. Программный код, который пишет программист в Delphi, будет обеспечивать реакцию на события. Подпрограмма, которая реагирует на событие, называется обработчиком события. Delphi работает с событиями путём вызова определённых процедур – обработчиков событий. Если процедура не связана с данным событием, то оно игнорируется и выполняется стандартная реакция системы или не производится никакого действия.

2.2. Общее понятие визуального  программирования

       В главе 2.2 рассмотрим  программу Browser.  Визуальное программирование является в настоящее. время одной из наиболее популярных парадигм программирования. Визуальное программирование состоит в автоматизированной разработке программ с использованием особой диалоговой оболочки. Рассматривая системы визуального программирования, легко увидеть, что все они базируются на объектно-ориентированном программировании и являются его логическим продолжением. Наиболее часто визуальное программирование используется для создания интерфейса программ и систем управления базами данных.

      С объектно-ориентированными системами ассоциируется программа Browser (рис.1). Это средство вместе с системой экранных подсказок позволяет программисту по желанию просматривать некоторые части программного окружения и видеть весь проект уже созданной программы. Под проектом программы здесь понимается структура программы — состав файлов, объектов и их порождающих классов, которые слагают программу в целом.

Рис..1. Browser в Delphi 5.0

 

Одну из ключевых возможностей программы Browser предоставляет окно, в котором находится список всех классов системы. При выборе одного из классов в специальных окнах отображаются его локальные функции и переменные. Затем при выборе одного из методов на отдельной панели высвечивается его код. Обычно в системе присутствуют средства для добавления и удаления классов из проекта. Программа Browser — это не просто визуализатор. Это основной, интегрирующий инструмент, который помогает одновременно рассматривать существующую систему и разрабатывать документацию программного проекта.