ЛР2 - Модули
Лабораторная работа №2
Модули
Цель работы – овладение практическими навыками и приемами разработки программ с помощью разрабатываемых программистом собственных модулей.
1. Теоретическая часть
1.1. Структура модулей
Структура модуля аналогична структуре программы, однако, есть несколько существенных различий. Она имеет вид:
unit <имя>; {зарезервированное слово (единица); начинает заголовок модуля};
interface {зарезервированное слово (интерфейс), начинает интерфейсную часть модуля}
uses <список модулей>; {необязательный}
Рекомендуемые материалы
{глобальные описания}
implementation {зарезервированное слово (выполнение); начинает исполнительную часть};
uses <список_модулей>; {необязательный}
{локальные описания}
{реализация процедур и функций}
begin {начало инициирующую часть};
{код инициализации}
end. {зарезервированное слово – признак конца модуля}
Таким образом, модуль состоит из заголовка и трех составных частей, любая из которых может быть пустой.
1.2. Связь модулей друг с другом
Заголовок модуля состоит из зарезервированного слова UNIT и следующего за ним имени модуля. Для правильной работы среды ТР и возможности подключения средств, облегчающих разработку крупных программ, это имя должно совпадать с именем дискового файла, в который помещается исходный текст модуля. Если например, имеет заголовок
Unit Global;
то исходный текст соответствующего модуля должен размещаться в дисковом файле Global.pas. Имя модуля служит для его связи с другими модулями и основной программой. Эта связь устанавливается специальным предложением. Эта связь устанавливается специальным предложением
Uses <список модулей>
2.1. Демонстрационные примеры
Пример 2.1. Напишем небольшой модуль. Назовем его IntLib и включим в него две простые подпрограммы для целых чисел - процедуру ISwap и функцию IMax:
unit IntLib;
interface
procedure ISwap(var I,J : integer);
function IMax(I,J : integer) : integer;
implementation
procedure ISwap;
var
temp : integer;
begin
temp := I; I := J; J := Temp
end; {конец процедуры ISwap}
function IMax;
begin
if I > J then IMax := I else IMax := J
end; {конец функции IMax}
end. {конец модуля IntLib}
Наберите этот модуль, запишите его в файл INTLIВ.PAS, а за тем скомпилируйте его. В результате получим код модуля в файле INTLIВ.ТРU. Перешлем его в каталог модулей (если такой имеется), или оставив в том же каталоге, где находится следующая программа, которая использует модуль IntLib:
program IntTest;
uses IntLib;
var
A,B : integer;
begin
Write('Введите два целочисленных значения: ');
Readln(A,B);
ISwap(A,B);
Writeln('A = ',A,' B = ',B);
Writeln('Максимальное значение равно ',IMax(A,B));
end. {конец программы IntTest}
Пример 2.2. Написать программу проверяющая является ли квадратная матрица n x n магическим квадратом, т.е. сумма всех элементов всех строк и столбцов равны.
Program Integral;
Uses crt, mymenu;
Var i,j,n,m,t: integer;
ms: mymas;
ch: boolean;
begin
textbackground(blue);
ms[1]:=’ввод’; ms[2]:=’Проверка’; ms[3]:=’Выход’;
repeat
clrscr;
menu(ms,3,n);
gotoXY(3,3);
textcolor(1);
case n of
1: begin
textbackground(1);
clrscr;
textcolor(red);
writeln(‘Введите размер матрицы m: ’);
readln(m);
for i:=1 to m do
for j:=1 to m do
begin
write(i,’- ая строка’, j,’-ый столбец’);
readln(a[i,j]);
end;
b:=a;
clrscr;
end;
2: begin
textbackground(1);
r2(b,m);
clrscr;
end;
3: halt;
end;
until l = 0;
readln;
end.
Модуль программы MyMenu.tpu:
Unit MyMenu;
interface
uses dos;
type mymas = array[1..3] of string [25];
masiv = array[1..20,1..20] of integer;
procedure menu (af: mymas; nom: integer; var vh: integer);
procedure r2 (a1: masiv; n1: integer);
implementation
uses crt;
var ch :char;
ay :integer;
p,i,x,y :integer;
l,m,r :boolean;
function ResetMouse:boolean;
var r: registers;
begin
r.ax :=0;
intr ($33,r);
ResetMouse := r.ax =$FFFF;
end;
procedure ShowMouseCursor;
var r: registers;
begin
r.ax := 1;
intr ($33,r);
end;
procedure HideMouseCursor;
var r: registers;
begin
r.ax := 2;
intr ($33,r);
end;
procedure ReadMouseState(var x,y: integer; var lb,mb,rb: boolean);
var r: registers;
begin
r.ax:= 3;
intr ($33,r);
x := r.cx;
y := r.dx;
lb := (r.bx and 1) <> 0;
rb := (r.bx and 2) <> 0;
mb := (r.bx and 4) <> 0;
end;
procedure MoveMouseCursor( x,y: integer);
var r: registers;
begin
r.ax:= 4;
r.cx:= x;
r.dx:= y;
intr ($33,r);
end;
procedure as (x,y: byte; an: integer; car,col: byte);
begin
textcolor(col);
gotoXY(x,y);
for p:=1 to an do write(chr(car));
end;
procedure as_tek(x,y:byte; str: string; col,bc_col:byte);
begin
textbackground(bc_col);
textcolor(col);
gotoXY(x,y);
write(str);
textbackground(0);
end;
procedure Menu;
var i,x,y :integer;
l,m,r :boolean;
label st;
begin
ShowMouseCursor;
MoveMouseCursor(0,0);
textbackground(blue);
textcolor(3);
gotoXY(26,6);
write(‘ -----Menu-------’);
for p:=7 to 7+nom-1 do
begin
gotoXY(26,p); write(‘|’); gotoXY(40,p); write(‘|’);
end;
gotoXY(26,6+nom+1);
write(‘---------------------’);
for y:=1 to nom do
as_tek(28,y+6,af[y],6+blink,1);
as (27,7,13,219,2);
as_tek(28,7,af[1],0,2);
ay:=7;
st:
repeat
if keypressed then ch:=readkey else
begin
ch:=’1’;
ReadMouseState(x,y,l,m,r);
for i:=7 to 6+nom do
if l and (y div 8+l=i) and (x div 8+l>26) and (x div 8+l<40) then
begin
as(27,ay,13,219,1); as_tek(28,ay,af[ay-6], 6+blink,1);
ay:=i;
as(27,ay,13,219,2); as_tek(28,ay,af[ay-6], 0,2);
textcolor(6);
ch:=#13;
end;
delay(1000);
end;
case ch of
#80,#72,#45:
begin
sound(400); delay(600); nosound;
end;
#13:
begin
sound(400); delay(600); nosound;
end; {case}
case ch of
#80
begin
as(27,ay,13,219,1); as_tek(28,ay,af[ay-6], 6+blink,1);
inc(ay);
if ay=6+nom+1 then ay:=7;
as(27,ay,13,219,2); as_tek(28,ay,af[ay-6], 0,2);
end;
#72:
begin
as(27,ay,13,219,1); as_tek(28,ay,af[ay-6], 6+blink,1);
dec(ay);
if ay=6 then ay:=6+nom;
as(27,ay,13,219,2); as_tek(28,ay,af[ay-6],0,2);
end;
#45,#3:
begin
vh:=45;
halt;
end;
end; {case}
until ch=#13;
vh:=ay-6;
end;
procedure r2(al:massiv; n1:integer);
var i, y :integer;
sum, sumi :integer;
s :byte;
begin
sum:=0; s:=1;
clrscr;
for i:=1 to n1 do
sum:= sum+a1[i,1];
for j:=1 to n1 do
begin
sumi:=0;
for i:=1 to n1 do
sumi:= sum+a1[i,j];
if s=1 then
if sumi<>sum then
s:=0;
end; {for}
for i:=1 to n1 do
begin
sumi:=0;
for j:=1 to n1 do
sumi:= sum+a1[i,j];
if s=1 then
if sumi<>sum then s:=0;
end; {for}
gotoXY(1,1);
textColor(red);
for I:=1 to n1 do
begin
for j:=1 to n1 do
write(al[i,j]:3);
writeln;
end;
if s=1 then
begin
writeln(‘Матрица образует магический квадрат’);
end
else
begin
writeln(‘Матрица не образует магический квадрат’);
end;
delay(10000);
repeat
readMouseState(x,y,l,m,r);
until (keypressed or l);
end;
end.
2.2. Практическая часть
Задача 2.1. Разработать модули для решения алгебраических задач:
A. Модуль приближенного решения алгебраических и трансцендентных уравнений;
B. Модуль приближенного вычисления интеграла.
В качестве примера рассмотрим упрощенный модуль приближенного вычисления интеграла методом трапеций.
Пример 2.3.
unit Proc;
interface
type
MathFunc = function(x: Real): Real;
function Area(a, b: Real; n: Integer; f: MathFunc): Real;
implementation
function Area(a, b: Real; n: Integer; f: MathFunc): Real;
var
i: Integer;
s, h, c, d: Real;
begin
s := 0;
h := (b-a)/n;
for i:= 1 to n do
begin
c := a+h*(i-1);
d := a+h*i;
s := s+h*(f(c)+f(d))/2;
end; { for }
Area := s;
end; { Area }
end. {Proc}
Здесь функция приближенного вычисления определенного интеграла методом трапеций Area имеет четыре параметра: a, b, n и f. A и b имеют тип Real, представляющие соответственно начало и конец интервала, на котором выполняется аппроксимация; n - это целое число подынтервалов; f - формальный параметр процедурного типа MathFunc, используемый в качестве имени функции. Фактический параметр, связанный с f, должен быть именем функции вещественного типа. Эта функция определяет кривую, площадь под которой вычисляется.
Программа, тестирующая функцию Area для подынтегральной функции
f(x) = x2 – x может иметь вид
Пример 2.4.
program ProcTypeDemo;
uses Crt, Proc;
var
a, b: Real;
n: Integer;
{$F+}
function Func(x: Real): Real;
begin
Func := Sqr(x)-x;
end;
{$F-}
begin
ClrScr;
Write('введите нижнюю граница интервала A:= '); Readln(a);
Write('введите верхнюю граница интервала B:= '); Readln(b);
Write('введите число подинтервалов N:= '); Readln(n);
Writeln('---------------------------------------------');
Writeln(' площадь под кривой S:-= ', Area(a,b,n,Func):10:2);
Readln;
end. {ProcTypeDemo}
Задача 2.2.
В программе, тестирующей функции модуля, сравнить методы приближенного решения алгебраических и трансцендентных уравнений (методы приближенного вычисления интеграла), поочередно используя их для решения одного и того же уравнения (для одной и той же подынтегральной функции). Значение e (точность) следует поочередно брать равными 0.01, 0.001, ..., 0.0000001. Для каждого из методов построить график или столбчатую диаграмму изменения числа потребовавшихся приближений при переходе от одного значения к другому.
3. Задачи, для самостоятельного решения
Приближенно вычислить интеграл:
b
Z= ∫ F(x) dx
а
на заданном отрезке [а;b] в соответствии с вариантом задания. Считать заданным число разбиений отрезка интегрирования n и численный метод решения. Включить в программу вычисление точного значения интеграла.
На печать вывести приближенное, точное значения интеграла и относительную погрешность вычисления в процентах.
| Вар. зад. | Подынтеграл. функция f (x) | Первообразные F(х)=∫ f (x) dx | Метод числен. решения | Число отрезков | Интервал интегр. | Требуем. точность |
| 1. | Ln²(x) / x | Ln³(x)/3 | Трап. | 60 | [1;4] | 10–4 |
| 2. | (1/x²)sin(1/x) | Cos(1/x) | Прям. | 50 | [1;2,5] | 0,5 10–3 |
| 3. | Xx (1 + lnx) | X x | Трап. | 40 | [1;3] | 10–4 |
| 4. | Cos(x) | Sin(x) | Трап. | 60 | [0; p/2] | 10–4 |
| 5. | Sin²(x) | X/2-(sin2x) /4 | Трап. | 60 | [0; p/2] | 0,5 10–3 |
| 6. | X ex sin x | [x sinx+ (1-x) cosx] (e x / 2) | Трап. | 100 | [0; 1] | 10–4 |
| 7. | (ln x/x)² | -[ln x +2lnx+2] (1/x) | Прям. | 50 | [0; 2,5] | 10–4 |
| 8. | X arctgx | (arctg(x²-1)-x) / 2 | Трап. | 50 | [0;3] | 0,5 10-3 |
| 9. | 1 (sgrt (9+x²)) | Ln│x + sgrt (x²+9)│ | Прям. | 100 | [0;2] | 10–5 |
| 10. | eх cos²(x) | Ex(1/2+ cos2x / 10 + sin2x / 5) | Трап. | 60 | [0; p] | 10–4 |
| 11. | X³/(3+x) | X³-3/2x² + 9x –27 ln(x+3) | Прям. | 80 | [1;2] | 0,5 10–4 |
| 12. | (ln x/x)³ | -1/(8x²) (4ln³x + 6ln²x + 6lnx+3) | Трап. | 50 | [1;2] | 10–4 |
| 13. | X ((eх – e–х) / 2) | X chx – shx | Прям. | 50 | [0;2] | 10–4 |
| 14. | X² sin(2x) | -(2x²-1) (cos(2x))/4 +(x) sin(2x)/2 | Трап. | 100 | [1;2] | 10–4 |
| 15. | X/(x4+3x²+2) | Люди также интересуются этой лекцией: Классификация строительных материалов. ½ ln [(-x²-1)/(x²+2)] | Трап. | 50 | [1;2] | 0,5 10-3 |
