С годами жизнь помаленьку наладилась: явились купцы, оживили торговлю и ремесла. Многие крестьяне бросили плуг, и ушли кто в кузнецы, кто в башмачники, а тот стал ткачом, – так возникло разделение труда. Потом появились фабрики и первые станки. И вот настало наше время – время огромных фабрик и сложнейших станков.
Взять хотя бы производство автомобиля – не самого сложного изделия по нынешним временам. А сколько народу копошится вокруг! Автомобильные заводы грандиозны, хотя здесь лишь собирают машины из частей, что делают на других заводах. Части сложных изделий называют узлами или модулями. Модуль – это часть изделия, которую можно изготовить и проверить отдельно от целого. Сборка изделий из модулей дала и высокое качество товара, и бешеную производительность труда. Так новые технологии породили и роскошные машины, и свободное время, убиваемое нами в автомобильных пробках.
Говорят, что история повторяется, ведь с технологиями программирования случилось то же самое, но гораздо быстрее. Ещё полвека назад одну программу мастерил один человек, – то была эпоха первых компьютеров и «натурального хозяйства» в программировании. По мере развития компьютеров росли и аппетиты пользователей, усложнялись решаемые задачи. Сообразно задачам усложнялись программы, и производство их в одиночку стало немыслимо. Потребовались разделение труда и специализация программистов, – точь-в-точь как в промышленности. И теперь производством сложных программ заняты программистские «фабрики».
Так что же это такое, технологии программирования? Алгоритмы какие-то? Или сверхсильные компьютеры? Нет, технологии – это орудия труда и средства его разумной организации. В чем они состоят применительно к нашему ремеслу?
Модули
Вам срочно потребовалась новая программа? Так призовите больше программистов и пусть они трудятся разом! Легко сказать, но как это сделать? Могут ли три писателя сразу сочинять один роман? Первый строчит начало, второй – середину, а третий – окончание? Или три художника писать одну картину? Но в программировании такое возможно! – выручает модульная организация программ.
В Паскале, как и в других современных языках, большой программный проект можно разбить на ряд частей – модулей (UNIT). Модули могут быть написаны и отлажены разными программистами на разных компьютерах независимо друг от друга, а затем соединены в одну программу. В этом и состоит модульное программирование.
Разделять на модули полезно даже небольшие проекты. Ведь модули – это своего рода склады, хранящие процедуры, функции и другие полезные вещи, – эти запасы пригодятся в других проектах. Модули в Паскале называют ещё библиотеками. Если так, то их содержимое – процедуры и функции – можно уподобить книгам. В поставку IDE включен ряд библиотек, содержащих массу полезных процедур, функций и типов данных. Это богатство служит для связи с операционной системой, устройствами ввода-вывода, и помогает строить красивые оконные интерфейсы. Фирменные библиотеки сделают ваши программы по-настоящему профессиональными, вам надо лишь разобраться в технологии модульного программирования.
Дробление модуля – «смертельный» номер
Рассмотрим заурядный случай. Положим, вы работаете над проектом строк эдак на пятьсот, что составляет десяток страниц печатного текста. Немалая часть вашей программы – процедуры, функции – уже отлажена, проверена и может пригодиться в других работах. Файл программы разбух, и потому работать с ним неудобно. К чему эти готовые куски маячат перед глазами и мешают рыться в проблемных частях? Зреет здравая мысль: а не вынести ли их куда-нибудь в другой файл? Но так, чтобы связь с ними, не терялась. А потом, при необходимости, воспользоваться этими кусками в других проектах. Эти разумные мысли ведут вас к модульному программированию.
Сейчас мы разобьем на модули одну из наших программ. Нужен «доброволец», пусть им будет программа «P_56_1». Мы распилим её на две части подобно тому, как фокусник распиливает артистку в цирке. Не пугайтесь, — программа, как и артистка, останется живёхонька и здоровёхонька. Напомню, что «P_56_1» – это шуточная программа для перестановки строк файла в обратном порядке. Вот её схема, где тела процедур я заменил многоточиями, а часть комментариев удалил. Для экономии места дальше я буду показывать программу схематично.
{ P_56_1 – перестановка строк файла }
type PRec = ^TRec;
TRec = record
mStr : string;
mNext : PRec;
end;
var Stack : PRec; { Голова стека }
procedure Push(const arg : string);
{... }
end;
function Pop(var arg : string): boolean;
{... }
end;
{ – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - }
var F : text; S : string;
begin {--- Главная программа ---}
{... }
end.
Вероятно, средства для работы со стеком пригодятся нам где-то ещё, и есть смысл сохранить их на складе. Разделим программу на две части. Первую часть, до пунктирной линии – подпрограммы Push, Pop, объявление типа и переменную Stack – скопируем в другой файл и назовем его «MyLibr» – моя библиотека. Сохраним библиотеку в папке с нашими программами. Здесь вам пригодится умение работать с несколькими окнами и держать открытыми оба файла.
Скопированный кусок в исходной программе теперь не нужен, – выбросим его, а то, что осталось, сохраним под именем «P_59_1».
{ P_59_1 – Первичный файл проекта }
var F : text; S : string;
begin {--- Главная программа ---}
{... }
end.
Файл с главной программой называют первичным (Primary), стало быть, «P_59_1» – это первичный файл нашего проекта. Будет ли он компилироваться? Ясно, что нет. Ведь там вызываются удаленные из файла процедура и функция. Надо подсказать компилятору, что они переехали в файл «MyLibr». Для такой переадресации служит список импорта, который возглавляет ключевое слово USES. Пользоваться списком импорта легко, – достаточно поместить его в начале программы, перечислив после слова USES имена нужных модулей (несколько имен разделяются запятыми). В нашем случае внешним модулем является файл «MyLibr», поэтому дополненный списком импорта первичный файл станет таким.
{ P_59_1 – Первичный файл проекта }
uses MyLibr; { импортируемый модуль }
var F : text; S : string;
begin {--- Главная программа ---}
{... }
end.
Как видите, расширение файла в списке USES не указывают, а сам список завершает точка с запятой. Теперь все, что компилятор не найдет в основной программе, он будет искать в файле «MyLibr». Говорят, что первичный файл импортирует модуль «MyLibr». Компилируется такой проект из двух файлов как обычно – нажатием клавиши F9. Впрочем, для успешной компиляции время ещё не пришло.
Теперь обратимся к файлу «MyLibr». На первый взгляд он содержит всё нужное для компиляции, но это не так. Ведь это не программа, а лишь часть её – модуль. Файлу надо придать особую форму – форму библиотечного модуля, что достигается вставкой в него четырех обязательных ключевых слов (ниже они выделены).
unit MyLibr; { имя библиотечного модуля }
interface { секция интерфейса }
{...}
{- – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – - – -}
implementation { секция реализации }
{...}
end.
Обратите внимание на последнее слово END с точкой. Так же, как в главной программе, оно обязательно и завершает библиотечный модуль.
Но открывает файл ключевое слово UNIT (модуль), – оно назначает модулю имя. Имя указывают за словом UNIT через пробел, эта строка завершается точкой с запятой. Имя модуля должно совпадать с именем файла, но без расширения PAS. Впрочем, имя может быть и длиннее – до 63-х символов, но первые восемь из них должны повторять имя файла. Итак, присвойте модулю имя MyLibr.