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28 Nov 2011 - OOP e Classi

Con le classi si introduce anche il discorso di programmazione orientata agli oggetti (OOP), in quanto il Free Pascal (quindi di rimando anche Lazarus) è considerato tale.
Per capire cosa si intende per programmazione orientata agli oggetti ci viene in aiuto Wikipedia ...

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25 Ott 2011 - I puntatori

Premessa: molto semplicemente si può immaginare la memoria come un insieme di celle di vari tipi, che rappresentano le variabili, ed ognuna di queste celle per essere raggiunta deve avere un indirizzo che rappresenta la sua posizione all'interno della memoria. Una volta capito questo concetto si può capire che un puntatore è semplicemente una variabile che contiene l'indirizzo di un altra variabile. Questo rende i puntatori uno strumento molto potente, ma anche molto pericoloso, perché se si commettono errori è possibile modificare aree di memoria che non volevamo toccare. Per dichiarare un puntatore è buona norma farlo tramite il costrutto type che abbiamo già visto precedentemente (in un altro articolo). Facciamo un esempio:

type

PuntatoreAdIntero=^integer;

var

Puntatore: PuntatoreAdIntero;

oppure si può banalmene scrivere

var

Puntatore:^integer;

Nel primo caso ho definito un tipo di variabile con nome PuntatoreAdIntero che corrisponde a un puntatore ad integer, poi ho dichiarato una variabile di nome Puntatore e del tipo appena dichiarato PuntatoreAdIntero. Nel secondo caso ho dichiarato una variabile di tipo puntatore ad integer. Quindi come si può dedurre da i due modi di dichiarare un puntatore per dire che si tratta effettivamente di un puntatore bisogna usare il simbolo ^ prima del tipo della variabile da puntare.

Ora che abbiamo dichiarato il puntatore vediamo un po di codice per capire meglio come utilizzare un puntatore.


{ Dichiaro il tipo di dato PuntatoreAdIntero }

type

PuntatoreAdIntero=^integer;

.

.

.

{ Dichiaro le variabili che mi servono }

var

MiaVariabile: integer;

MioPuntatore: PuntatoreAdIntero;

.

.

.

{ Codice vero e proprio che andremo ad analizzare }

MiaVariabile:=60; { Inizializzo la variabile }

MioPuntatore:=@MiaVariabile; { Il puntatore ora lo punto alla variabile }

writeln('Il valore puntato è: ', MioPuntatore^); { Stampo il valore puntato da puntatore }

MiaVariabile:=50;

writeln('Il valore puntato è: ', MioPuntatore^); { Stampo il valore puntato da puntatore }


Per prima cosa inizializzo la variabile di nome MiaVariabile a 60, dopodichè dico a MioPuntatore di puntare all'indirizzo di MiaVariabile, dopodiché stampo a video il contenuto della variabile puntata, il risultato sarà 60. In seconda battuta modifico il contenuto di MiaVariabile e ristampo nuovamente il dato contenuto nella variabile puntata, il risultato sarà 50.

I puntatori possono essere utilizzati su qualsiasi tipo di variabile, anche sulle variabili realizzate da noi attraverso il type.

Ad esempio se si realizzasse il tipo di dato animale in questo modo

type

Animale=record

Anni: integer;

Tipo: string;

end;

sarebbe possibile dichiarare un puntatore a tale variabile e le variabili Var1 e Var2 tramite questo codice

var

MioPuntatore: ^Animale;

Var1: Animale;

Var2: Animale;

Poi valorizzerei le due variabili

Var1.Anni:=5;

Var1.Tipo:='cane';

Var2.Anni:=6;

Var2.Tipo:='gatto';

E stamperei a video tramite il puntatore i dati delle due variabili:

MioPuntatore:=@Var1;

writeln('Ho un ', MioPuntatore^.Tipo,' di anni: ', MioPuntatore^.Anni);

MioPuntatore:=@Var2;

writeln('Ho un ', MioPuntatore^.Tipo,' di anni: ', MioPuntatore^.Anni);


Se si creasse una nuova console application e la si modificasse con l'ultimo esempio, il codice sarebbe il seguente:


program project1;


{$mode objfpc}{$H+}


uses

{$IFDEF UNIX}{$IFDEF UseCThreads}

cthreads,

{$ENDIF}{$ENDIF}

Classes, SysUtils, CustApp

{ you can add units after this };


type


{ TMyApplication }


TMyApplication = class(TCustomApplication)

protected

procedure DoRun; override;

public

constructor Create(TheOwner: TComponent); override;

destructor Destroy; override;

procedure WriteHelp; virtual;

end;


type

Animale=record

Anni: integer;

Tipo: string;

end;


{ TMyApplication }


procedure TMyApplication.DoRun;

var

ErrorMsg: String;

MioPuntatore: ^Animale;

Var1: Animale;

Var2: Animale;


begin

// quick check parameters

ErrorMsg:=CheckOptions('h','help');

if ErrorMsg<>'' then begin

ShowException(Exception.Create(ErrorMsg));

Halt;

end;


// parse parameters

if HasOption('h','help') then begin

WriteHelp;

Halt;

end;


{ add your program here }


Var1.Anni:=5;

Var1.Tipo:='cane';

Var2.Anni:=6;

Var2.Tipo:='gatto';

MioPuntatore:=@Var1;

writeln('Ho un ', MioPuntatore^.Tipo,' di anni: ', MioPuntatore^.Anni);

MioPuntatore:=@Var2;

writeln('Ho un ', MioPuntatore^.Tipo,' di anni: ', MioPuntatore^.Anni);


// stop program loop

Terminate;

end;


constructor TMyApplication.Create(TheOwner: TComponent);

begin

inherited Create(TheOwner);

StopOnException:=True;

end;


destructor TMyApplication.Destroy;

begin

inherited Destroy;

end;


procedure TMyApplication.WriteHelp;

begin

{ add your help code here }

writeln('Usage: ',ExeName,' -h');

end;


var

Application: TMyApplication;


{$IFDEF WINDOWS}{$R project1.rc}{$ENDIF}


begin

Application:=TMyApplication.Create(nil);

Application.Title:='My Application';

Application.Run;

Application.Free;

end.


Una volta compilato ed eseguito questo programma il risultato ottenuto sarà:


Ho un cane di anni: 5

Ho un gatto di anni: 6


Non bisogna lasciarsi trarre in inganno dagli esempi visti fino ad ora, i puntatori sono molto utili e flessibili come strumenti, soprattutto se si affrontano tematiche come liste ed alberi.

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Per funzioni/procedure ricorsive si intendono funzioni/procedure che al loro interno richiamano loro stesse. Questo tipo di logica che viene chiamata logica ricorsiva permette un codice più pulito e più facilmente leggibile. Prendiamo in considerazione l'esempio principe per capire la ricorsione: il fattoriale.

{La funzione che permette la fatturazione di un numero}

function Fatt(numero: integer): longint;

begin

if numero=1 then

Fatt:=numero

else

Fatt:=(numero)*(Fatt(numero-1));

end;


Come si può vedere la funzione in questione si chiama Fatt e prende come parametro un numero intero. Ma se andiamo ad analizzare il codice possiamo trovare la seguente riga come anomala: Fatt:=(numero)*(Fatt(numero-1)); perché ritorniamo come valore la moltiplicazione del parametro per il risultato di una chiamata a se stessa. Cioè all'interno della funzione Fatt esiste una chiamata alla funzione Fatt. Questo modo di usare le funzioni/procedure è molto pulito e facile da interpretare, ma ad esempio rispetto ad un ciclo all'interno di una funzione occupa più spazio in memoria. Per creare delle buone funzioni/procedure ricorsive è necessario che le stesse non entrino in un ciclo infinito, per ciclo infinito si intende che non si verifica mai la condizione per uscire dal ciclo. Per esempio immaginiamo di aver dichiarato come variabile globale, quindi visibile anche all'interno di funzioni, un vettore lungo 50 celle di nome esempioric, e vogliamo sapere quante celle sono valorizzate con il numero 20; dovremmo scrivere la seguente funzione non ricorsiva:


function Conteggia20(): integer;

var

i: integer;

cont: integer;

begin

cont:=0;

for i:=0 to 49 do

begin

if (esempioric[i]=20) then

begin

cont:=cont+1;

end;

end;

Conteggia20:=cont;

end;


Così facendo abbiamo una funzione che cicla fino a fine vettore e ogni qual volta incontra un valore 20 all'interno del vettore incrementa di uno la variabile cont, che corrisponde al risultato che vogliamo ottenere. Ma questo non è l'unico modo per scrivere questa funzione, perché con la ricorsione possiamo ottenere:


function Conteggia20Ric(indice: integer): integer;

begin

if indice>=50 then

Conteggia20Ric:=0

else

begin

if (esempioric[indice]=20) then

Conteggia20Ric:=1+Conteggia20Ric(indice+1)

else

Conteggia20Ric:=Conteggia20Ric(indice+1);

end;

end;


Come si può evincere dall'esempio non esiste un ciclo all'interno della funzione stessa, ma semplicemente la funzione analizza il valore della prima cella e poi se non si trova all'ultima cella controlla tramite una chiamata a se stessa (e qui entra in gioco la ricorsione) il valore della cella successiva. C'è da notare anche una altra cosa che la seconda funzione scritta (quella ricorsiva) ha un parametro, che corrisponde alla cella del vettore che deve analizzare, quindi quando dal programma principale richiameremo la funzione bisogna passargli come parametro il valore 0.

Vediamo ora l'esempio completo:


program project1;


{$mode objfpc}{$H+}


uses

{$IFDEF UNIX}{$IFDEF UseCThreads}

cthreads,

{$ENDIF}{$ENDIF}

Classes, SysUtils, CustApp

{ you can add units after this };


type


{ TMyApplication }


TMyApplication = class(TCustomApplication)

protected

procedure DoRun; override;

public

constructor Create(TheOwner: TComponent); override;

destructor Destroy; override;

procedure WriteHelp; virtual;

end;


var

esempioric: array[0..49] of integer; { vettore globale }


{ TMyApplication }


{ Funzione non ricorsiva che mi conta quanti 20 ci sono all'interno del mio vettore dichiarato globalmente }

function Conteggia20(): integer;

var

i: integer;

cont: integer;

begin

cont:=0;

for i:=0 to 49 do

begin

if (esempioric[i]=20) then

begin

cont:=cont+1;

end;

end;

Conteggia20:=cont;

end;

{ Funzione ricorsiva che mi conta quanti 20 ci sono all'interno del mio vettore dichiarato globalmente }

function Conteggia20Ric(indice: integer): integer;

begin

if indice>=50 then

Conteggia20Ric:=0

else

begin

if (esempioric[indice]=20) then

Conteggia20Ric:=1+Conteggia20Ric(indice+1)

else

Conteggia20Ric:=Conteggia20Ric(indice+1);

end;

end;


procedure TMyApplication.DoRun;

var

ErrorMsg: String;

i: integer;

begin

// quick check parameters

ErrorMsg:=CheckOptions('h','help');

if ErrorMsg<>'' then begin

ShowException(Exception.Create(ErrorMsg));

Terminate;

Exit;

end;


// parse parameters

if HasOption('h','help') then begin

WriteHelp;

Terminate;

Exit;

end;


{ add your program here }


for i:=0 to 49 do

begin

esempioric[i]:=i;

end;

esempioric[35]:=20;

esempioric[36]:=20;

{ Nel mio vettore ho 3 valori a 20 }

writeln('Con funzione non ricorsiva il risultato è: ', Conteggia20());

writeln('Con funzione ricorsiva il risultato è: ', Conteggia20Ric(0));

// stop program loop

Terminate;

end;


constructor TMyApplication.Create(TheOwner: TComponent);

begin

inherited Create(TheOwner);

StopOnException:=True;

end;


destructor TMyApplication.Destroy;

begin

inherited Destroy;

end;


procedure TMyApplication.WriteHelp;

begin

{ add your help code here }

writeln('Usage: ',ExeName,' -h');

end;


var

Application: TMyApplication;


{$IFDEF WINDOWS}{$R project1.rc}{$ENDIF}


begin

Application:=TMyApplication.Create(nil);

Application.Title:='My Application';

Application.Run;

Application.Free;

end.

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24 Ott 2011 - Le librerie

Per libreria si intende una raccolta di procedure e funzioni. L'uso delle librerie è molto frequente perché permette di suddividere la scrittura del codice da uno a più file, in modo da rendere il codice più leggibile, meglio strutturato e riutilizzabile. Per realizzare una nuova libreria basta andare su FILE → NUOVA UNIT dopodichè comparirà questo codice:


unit Unit2;


{$mode objfpc}{$H+}


interface


uses

Classes, SysUtils;


implementation


end.


Dove unit è una parola riservata che identifica l'inizio della nostra libreria e Unit2 rappresenta il nome della nostra libreria. Nel nostro caso dobbiamo cambiare Unit2 con il nome che vogliamo dare alla nostra ipotetica libreria, ipotizziamo FunzioniRiciclabili, si noti che quando si va a salvare la libreria bisogna dargli lo stesso nome della unit.

Dopodichè esiste un commento che ignoriamo per andare a vedere la parola riservata interface, dove all'interno di questo segmento di codice possiamo dichiarare costanti, variabili, funzioni e procedure visibili dall'esterno della libreria stessa.

Segue poi la parola riservata uses dove all'interno di questo segmento di codice dobbiamo inserire le librerie che ci servono per poter compilare le nostre funzioni e procedure.

Infine esiste il blocco implementation end. che contengono l'implementazione del codice, ovvero dove dobbiamo scrivere le procedure e le funzioni per intero.

Vediamo ora un esempio pratico, questa librerie che segue contiene una sola funzione di nome ContieneCaratteriNonConcessi.


unit FunzioniRiciclabili;


{$mode objfpc}{$H+}


interface


function ContieneCaratteriNonConcessi(MiaStringa: string): integer;


implementation

uses

Crt;

{Mi dice se nella stringa ci sono caratteri tipo il punto e virgola che non sono ammessi}

function ContieneCaratteriNonConcessi(MiaStringa: string): integer;

var

i: integer;

lung: integer;

Esci: integer;

begin

lung:=Length(MiaStringa);

i:=1;

Esci:=0;

while ((i<lung) AND (Esci=0)) do

begin

if MiaStringa[i]=';' then

begin

Esci:=1;

end;

i:=i+1;

end;

ContieneCaratteriNonConcessi:=Esci;

end;

end.


Come si può evincere da questo esempio il nome della libreria è FunzioniRiciclabili e l'unica funzione contenuta al suo interno lavora sulle stringhe, ovvero in base ad una stringa passata per parametro che se non contiene il carattere ; allora restituisce il valore numerico 0, altrimenti restituirebbe 1.

Ora che abbiamo scritto la nostra libreria è importante riuscire a poterla usare nelle altre unit che compongono il programma. Per fare ciò bisogna immettere nella sezione uses della unit in cui vogliamo usare la funzione appena scritta il nome della libreria appena creata, nel nostro caso sarebbe FunzioniRiciclabili, e ora possiamo usare la funzione ContieneCaratteriNonConcessi liberamente.

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23 Ott 2011 - File

Fino ad ora abbiamo visto solo programmi che permettevano il mantenimento di dati in memoria solo fino al termine dell'esecuzione dello stesso. Mantenere i dati memorizzato oltre l'esecuzione del programma è possibile tramite l'uso dei file. Per capire come funzionano analizziamo il seguente esempio.


procedure LavoriamoConIFile();

var F: system.Text;

Riga: string;

begin

AssignFile (F,'Test.txt');

rewrite (f);

writeln (f,'Uso dei file1!');

CloseFile (f);

AssignFile (F,'Test.txt');

append (f);

writeln (f,'Uso dei file2!');

CloseFile (f);

AssignFile (F,'Test.txt');

reset (f);

while not eof(F) do

begin

readln(f,Riga);

writeln(Riga);

end;

CloseFile (f);

writeln('FINITO!');

end;


Abbiamo dichiarato due variabili, la variabile F che contiene lo stream al file e la variabile Riga che conterrà i dati letti dal file. In questo modo:

var F: system.Text;

Riga: string;


Dopodiché abbiamo detto al programma che vogliamo aprire un canale di comunicazione con un file che in questo caso si chiama Test.txt e che il canale in questione si chiama F, e lo abbiamo fatto in questo modo:

AssignFile (F,'Test.txt');


Però al momento non abbiamo ancora aperto fisicamente un canale di comunicazione con il file, cosa che facciamo in questa maniera:

rewrite (f);


Il rewrite non è il solo modo di aprire il canale verso il file. Ci sono tre modi di farlo e sono:

  1. rewrite: che apre il file in scrittura, se non c'è lo crea e se esiste con del contenuto ne cancella il contenuto.

  2. reset: che apre il file in sola lettura, e se il file non esiste restituisce un errore

  3. append: apre il file in scrittura ma senza cancellarne il contenuto, aggiungendo al fondo del contenuto già esistente.


In seguito abbiamo scritto all'interno del file la stringa 'Uso dei file1!', in questo modo:

writeln (f,'Uso dei file1!');

al passo successivo abbiamo chiuso in canale il sola scrittura sul file in questo modo:

CloseFile (f);


Bene così facendo abbiamo creato un file di nome Test.txt se ancora non esisteva, se invece già esisteva allora lo abbiamo svuotato. Dopodiché abbiamo inserito la stringa 'Uso dei file1 !'. Ma il programma non è ancora terminato, e vediamo come prosegue:


AssignFile (F,'Test.txt');

append (f);

writeln (f,'Uso dei file2!');

CloseFile (f);


Grazie a quello appena imparato possiamo analizzare il blocco per intero, che apre il canale al file senza svuotarlo (grazie al comando append) e inserisce in coda la stringa 'Uso dei file2!', in seguito chiude il canale al file.

Ma il programma ancora non è terminato, analizziamo il pezzo successivo:

AssignFile (F,'Test.txt');

reset (f);

while not eof(F) do

begin

readln(f,Riga);

writeln(Riga);

end;

CloseFile (f);

writeln('FINITO!');


In questo ultimo blocco che andiamo ad analizzare possiamo subito notare che grazie al comando reset apriamo il canale al file in sola lettura. Dopodiché entriamo in un ciclo da cui si esce solo quando si è a fine file. Ogni volta che eseguo una interazione (ovvero un giro del codice contenuto nel ciclo) leggo una riga dal file con il comando readln passandogli come parametri il canale f e una stringa che conterrà la riga stessa e poi la stampo grazie al comando writeln. Una volta che sono arrivato a fine file stampo a video la stringa 'FINITO!'.

Da tenere ben presente è la dicitura EOF che significa End Of File e che serve ad identificare la fine del file.

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