Italian community of Lazarus and Free Pascal

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.

Fino ad ora tutto il codice che abbiamo scritto era in un blocco solo, ovvero abbiamo scritto tutte le righe una dietro l'altra, ma solo perché gli esempi visti erano semplici, ma capita e anche sovente di dover scrivere pezzi di codice che serve riutilizzare. Le motivazioni possono essere molteplici, ma sovente conviene utilizzare le procedure e le funzioni piuttosto che scrivere un monoblocco di codice. Ipotizziamo di dover invertire il valore di due variabili di nome Valore1 e Valore2 e di dover effettuare questa operazione sovente all'interno del nostro programma, per poter fare questa operazione abbiamo bisogno anche della variabile di nome Valore3. Vediamo ora come andrebbe scritto il codice che effettua l'inversione dei valori:

Valore3:=Valore1;

Valore1:=Valore2;

Valore2:=Valore3;

Bene ora immaginiamo di doverlo scrivere 10, 100, 1000 volte all'interno del codice, possiamo facilmente capire che il codice in questione diverrà molto lungo, quindi difficile da gestire in un secondo momento, e in più il programma diverrebbe molto grosso senza tenere conto che la variabile di nome Valore3 rimarrebbe allocata in memoria per tutta l'esecuzione del programma. Mentre ora immaginiamo di immettere questo codice scritto in una procedura, le migliorie sono diverse, ad esempio quando la procedura ha finito la sua vita la variabile Valore3 viene deallocata, il programma occupa meno spazio e se bisogna fare manutenzione il codice diventa più leggibile.

Bene fino ad ora abbiamo parlato di procedure e funzioni come se fossero la stessa cosa, ma fondamentalmente c'è una differenza tra le due cose, ovvero che le funzioni restituiscono un valore, mentre le procedure no. Vediamo ora come si dichiara una procedura e come si dichiara una funzione. Procedura:

procedure NomeProcedura();

begin

.

.

.

end;

Funzione:

function NomeFunzione(): tiporestituito;

begin

.

.

NomeFunzione:=valorerestituito;

end;

La prima cosa che bisogna notare è che sia le funzioni che le procedure hanno un nome che le contraddistingue, per seconda cosa bisogna notare che entrambe terminano con le parentesi e con il punto e virgola. Ma le due cose più importanti da notare sono che la funzione per restituire un valore deve specificare di che tipo è, e per effettuare la restituzione bisogna attribuire il valore da restituire al nome della funzione stessa.

Un altra cosa da apprendere quando si tratta l'argomento procedure e funzioni è il passaggio di parametri. Per passaggio di parametri si intende il passare delle informazioni alla procedura o alla funzione. Vediamo un esempio concreto:

procedure StampaParametrizzato(valore1:integer; valore2:integer; valore3:integer);

begin

if (Valore1<=5) then

writeln(valore2)

else

writeln(valore3);

end;

Bene come si può notare, all'interno delle parentesi tonde subito dopo il nome della procedura, è presente la dichiarazione di tre variabili intervallate da dei punti e virgola. In questo modo definisco quanti parametri passare alla funzione/procedura specificando il tipo del dato che gli passo.

I parametri possono essere passati in due modi, per valore o per referenza. La differenza tra le due è che se sono passati per valore, il valore stesso non può essere modificato all'esterno della procedura, se invece il parametro è passato per referenza allora il valore se viene modificato verrà modificato sempre nel programma. In pratica i due tipi si differenziano grazie alla parola riservata var all'interno delle parentesi tonde. Vediamo un esempio di passaggio di parametri per valore:

procedure Inverti( Valore1: integer; Valore2: integer);

e ora lo stesso ma per referenza:

procedure Inverti(var Valore1: integer; var Valore2: integer);

Ora per capire bene cosa si intende con passaggio di parametri per valore andate a compilare e ad eseguire il seguente sorgente:

program project2;

{$mode objfpc}{$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;

procedure Inverti(Valore1: integer; Valore2: integer);

var

appoggio: integer;

begin

appoggio:=Valore1;

Valore1:=Valore2;

Valore2:=appoggio;

writeln('All''interno della procedura valore1 vale: ', valore1,' e valore2 vale: ', valore2);

end;

{ TMyApplication }

procedure TMyApplication.DoRun;

var

ErrorMsg: String;

valore1: integer;

valore2: 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 }

valore1:=5;

valore2:=7;

Inverti(valore1,valore2);

writeln('Dopo l''esecuzione della procedura valore1 vale: ', valore1,' e valore2 vale: ', valore2);

// 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 project2.rc}{$ENDIF}

begin

Application:=TMyApplication.Create(nil);

Application.Title:='My Application';

Application.Run;

Application.Free;

end.

Per capire come funziona il passaggio per referenza basta sostituire la riga:

procedure Inverti(Valore1: integer; Valore2: integer);

con la riga:

procedure Inverti(var Valore1: integer; var Valore2: integer);

e ricompilare. Una volta eseguite entrambe le versioni è evidente la differenza tra le due.

N.B.: se per caso si immettesse la riga procedure Inverti(Valore1: integer; var Valore2: integer); allora Valore1 sarebbe passato per valore e Valore2 per referenza.

Le strutture sono dei tipi di variabile composte da variabile semplici, ipotizziamo di voler descrivere un animale con una variabile, dovremmo stabilire che tipo di animale è, quanti anni di vita ha, e tutta una serie di altri fattori. Bene con i mezzi fino ad ora acquisiti, dovremmo fare tutto ciò con due o più variabili, dipende dal numero di caratteristiche che si vogliono far avere all'animale; con una struttura è possibile fare ciò con una variabile. Vediamo ora come si dichiara una struttura:

type

nomedadareallastruttura=record

caratteristica1: tipovariabile;

caratteristica2: tipovariabile;

.

.

.

caratteristicaN: tipovariabile;

end;

Ora che sappiamo come si dichiara una struttura dobbiamo anche sapere che si posiziona subito dopo altre eventuali strutture già dichiarate o dopo l'inclusione delle librerie, ovvero dopo la sezione USES. Vediamo ora l'esempio di cui parlavamo poco sopra, ovvero della variabile che identifica l'animale, io ho usato solo 2 caratteristiche, razza e anni. Le parti importanti sono sottolineate.

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

razza: string[50];

anni: byte;

end;

{ TMyApplication }

procedure TMyApplication.DoRun;

var

MioCane: animale;

MioGatto: animale;

ErrorMsg: String;

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 }

MioCane.razza:='cane';

MioCane.anni:=3;

MioGatto.razza:='gatto';

MioGatto.anni:=2;

writeln('Animale1: ', MioCane.razza, ' di anni ', MioCane.anni);

writeln('Animale2: ', MioGatto.razza, ' di anni ', MioGatto.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.

La prima cosa che dovrebbe saltare all'occhio come già detto prima è il posizionamento della dichiarazione della struttura, ovvero la prima parte sottolineata. La seconda cosa da notare è che una volta definita la struttura dobbiamo dichiarare delle variabili con tipo di variabile la struttura stessa, ovvero la seconda parte sottolineata. La terza cosa da capire è che per accedere alle singole caratteristiche della struttura si usa il punto, sia per valorizzarlo che per leggerlo, esattamente come nel terzo blocco sottolineato nell'ultimo esempio.

Vediamo ora un altro tipo di dato non molto utilizzato, ma che può risultare comodo in alcune occasioni: gli insiemi, che in Pascal sono molto simili al concetto di insieme in matematica; dato un insieme A di oggetti di un insieme di dati B, ogni oggetto di B appartiene o non appartiene ad A.

Vediamo come dichiarare gli insiemi con un esempio:

var giorni: SET OF integer;

Possiamo altrimenti scrivere:

type giorniLavorativi: SET OF integer;

var giorniRip : giorniLavorativi;

Ma il risultato è lo stesso. Per inizializzare un insieme usiamo la sintassi:

giorniLavorativi := [1,3..7, 10..25, 29];

giorniRip := []; {insieme vuoto}

Si noti l'uso di un range nell'assegnazione. La sintassi generale è quindi per un insieme [el1, el2, el3..el7, …] dove per elN si intende elemento numero.

Le operazioni fattibili con gli insiemi sono le stesse in matematica: ad esempio, "+" corrisponde all'unione, "-" alla differenza e "*" all'intersezione.

[1, 3, 4] + [3, 9..11] = [1, 3, 4, 9..11]

[5, 7, 19, 22] - [22] = [5, 7, 19]

[5, 7, 19, 22] - [23] = [5, 7, 19, 22]

[11..22] * [15..56] = [15..22]

[11..22] + [15..56] = [11..56]

[5, 7, 19, 22] * [22] = [22]

[5, 7, 19, 22] * [23] = []

Per verificare se un elemento è in un insieme, usiamo l'operatore IN:

if 1 in giorniLavorativi then

È possibile anche confrontare gli insiemi:

1. =: restituisce true se i due insiemi sono uguali;

2. <>: restituisce true se i due insiemi sono diversi;

3. <=: restituisce true se il primo insieme è sottoinsieme del secondo (il secondo contiene il primo);

4. >=: contrario di <=

Mentre si può immaginare quanto segue come una matrice di 5x4 celle:

Le matrici infatti si possono chiamare anche array multidimensionali. Gli scopi di una matrice sono molteplici, immaginiamo ad esempio il gioco degli scacchi, la scacchiera può essere rappresentata semplicemente con una matrice. La dichiarazione di una matrice si definisce così: nomevariabile: array[Altezza,Larghezza] of tipodivariabile; vediamo un esempio, se volessimo dichiarare la matrice sopra riportata di 5x4 celle dovremmo procedere così: Matrice1: array[0..4,0..3] of integer;. Anche l'uso non è dissimile dai vettori monodimensionali, prendiamo come esempio la matrice di prima e vediamo di riempirla con dei numeri consecutivi.

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

end;

{ TMyApplication }

procedure TMyApplication.DoRun;

var

Matrice: array[0..4,0..3] of integer;

i,j, contatore: integer;

begin

{ add your program here }

contatore:=0;

for i:=0 to 4 do

begin

for j:=0 to 3 do

begin

Matrice[i,j]:=contatore;

contatore:=contatore+1;

end;

end;

for i:=0 to 4 do

begin

write('|');

for j:=0 to 3 do

begin

if (Matrice[i,j]<=9) then

begin

write('0',Matrice[i,j],'|');

end

else

write(Matrice[i,j],'|');

end;

writeln();

end;

// stop program loop

Terminate;

end;

var

Application: TMyApplication;

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

begin

Application:=TMyApplication.Create(nil);

Application.Title:='My Application';

Application.Run;

Application.Free;

end.

Se provate a compilare e ad eseguire il codice appena scritto vedrete il risultato del vostro lavoro.

Esattamente come per i vettori anche le matrici possono essere statiche o dinamiche, quelle appena dichiarate sono statiche, ora vediamo le dinamiche. Sostanzialmente cambia in fase di dichiarazione della variabile, ipotizziamo di voler rifare l'esempio di poco fa sulla matrice statica con una dinamica la dichiarazione della variabile di nome matrice verrebbe così modificata: Matrice: array of array of integer;. Dopodichè dobbiamo definire quanto è grossa la matrice, ma lo facciamo nella fase esecutiva in questa maniera SetLength(Matrice,5,4). Insomma se dovessimo riscrivere il programma con una matrice dinamica 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

end;

{ TMyApplication }

procedure TMyApplication.DoRun;

var

Matrice: array of array of integer;

i,j, contatore: integer;

begin

{ add your program here }

SetLength(Matrice,5,4);

contatore:=0;

for i:=0 to 4 do

begin

for j:=0 to 3 do

begin

Matrice[i,j]:=contatore;

contatore:=contatore+1;

end;

end;

for i:=0 to 4 do

begin

write('|');

for j:=0 to 3 do

begin

if (Matrice[i,j]<=9) then

begin

write('0',Matrice[i,j],'|');

end

else

write(Matrice[i,j],'|');

end;

writeln();

end;

// stop program loop

Terminate;

end;

var

Application: TMyApplication;

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

begin

Application:=TMyApplication.Create(nil);

Application.Title:='My Application';

Application.Run;

Application.Free;

end.

Provate a compilare e ad eseguire il programma e capirete cosa abbiamo/avete fatto.

Con i vettori o array questo problema è facilmente superabile perché con una sola dichiarazione si possono memorizzare più valori. Per capire meglio come ciò è possibile si può immaginare la memoria come un insieme di tante celle, se dichiaro una variabile come fino ad ora visto occupo una di queste celle, invece se dichiari un vettore è come occupare da una a N celle consecutive. Quindi ricapitolando se volessimo realizzare l'esempio di prima con questa soluzione dovremmo dichiarare la variabile così variabile1: Array[0..9] of integer. In questo modo abbiamo metaforicamente ma neanche poi tanto dichiarato che 10 celle della memoria si chiamano variabile1, e per poter leggere o cambiare il valore di ogni singola cella usiamo un contatore da 0 a 9 ovvero l'identificativo di ogni singola cella del valore.

Vediamo un esempio per capire meglio come utilizzare gli array. Ovviamente apriamo una nuova "Console Application" e la compiliamo in modo che sia tale e quale a questo codice qui sotto.

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;

{ TMyApplication }

procedure TMyApplication.DoRun;

var

variabile1: array[0..9] of integer;

i: integer;

ErrorMsg: String;

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 }

for i:=0 to 9 do

begin

variabile1[i]:=i+10;

end;

for i:=0 to 9 do

begin

writeln('Il valore della cella ', i,' e'':',variabile1[i]);

end;

// 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;

begin

Application:=TMyApplication.Create(nil);

Application.Title:='My Application';

Application.Run;

Application.Free;

end.

Bene quello che è stato aggiunto al codice iniziale sono la dichiarazione di queste due variabili

variabile1: array[0..9] of integer;

i: integer;

e queste righe di codice.

for i:=0 to 9 do

begin

variabile1[i]:=i+10;

end;

for i:=0 to 9 do

begin

writeln('Il valore della cella ', i,' e'':',variabile1[i]);

end;

Come possiamo vedere la parte importante è nell'esecuzione dei due cicli for. Il primo immette nelle celle del vettore un valore che varia da 10 a 19 e nel secondo ciclo scrivo a video questi 10 valori contenuti in variabile1. Un'altra cosa importante da notare è che in fase di dichiarazione bisogna anche dire al programma di che tipo è il vettore, nel nostro caso è integer.

Bene quello che fino ad ora si è detto sui vettori si può classificare come "vettori statici", ora vedremo anche quelli dinamici. Si differenziano uno dall'altro dalla mancata dichiarazione della lunghezza del vettore. Un vettore statico infatti si dichiara così: nomevariabile: array[lunghezza] of tipodivariabile; mentre un vettore dinamico si dichiara così: nomevariabile: array of tipodivariabile;. Vediamo ora un esempio per capire come si usano. Dopo aver dichiarato la seguente variabile così: Variabile1: array of integer; bisogna inserire il codice sottostante nella fase esecutiva del programma.

SetLength(Variabile1,6);

for i:=0 to 5 do

begin

Variabile1[i]:=i;

end;

for i:=0 to 5 do

begin

writeln('Valore 1: ',Variabile1[i]);

end;

La prima cosa che bisogna notare è la procedura SetLength che serve a stabilire quanto è lungo il vettore, perché nel caso di un vettore statico una volta stabilita la lunghezza del vettore quello rimane per tutta l'esecuzione del programma, mentre per i vettori dinamici la lunghezza del vettore può variare resettandone la lunghezza. Per il resto è tutto uguale ai vettori statici.