Предлагаемый в главах 2-5 вариант программирования – классический подход последовательной реализации задачи от общего к частному (нисходящее программирование). Машинная обработка задачи производилась с помощью командного интерфейса. В процессе выполнения программы ввод информации из потока обеспечивали операторы (scanf,), предписывающие считывание вводимых данных. Вывод их, а также итоговых (промежуточных) результатов в поток осуществляли операторы printf, fprintf.
Массовое использование графических операционных систем (Windows) привело к необходимости внедрения графических интерфейсов в программирование прикладных задач. Это определило изменение методик организации ввода-вывода информации.
Основа графического интерфейса – окно.
Окно – условное изображение объекта-задачи (часть экрана, выделенная цветом), содержащее элементы взаимодействия с пользователем (кнопки и поля).
Представление объекта в виде окна определяет его как «черный ящик». Отображаемая на экране часть объекта реализует пути общения (интерфейс) с пользователем. Вычислительная часть задачи скрыта за интерфейсом. Окно содержит типовые компоненты:
управления объектом (командные кнопки, меню);
организации контроля и обмена данными (поля).
Разработаем окно реализации простейшей вычислительной задачи (пример 6.5): «Рассчитать площадь прямоугольника s (м2) при известных размерах а (м) и b (м)».
Анализ постановки задачи определяет:
наличие исходных данных – размеров а и b;
получение одного результата – площади s;
Управление выполнением задачи требует как минимум двух команд:
запуск на решение;
прекращение работы задачи.
Следовательно, графический вариант интерфейса формируется совокупностью трех диалоговых полей – подокон (двух ввода, одного вывода) и двух командных кнопок (ОК – расчет, Cancel – выход). Улучшение дружественности пользователю предписывает каждое из диалоговых полей обозначить (расшифровать) добавлением трех поясняющих полей. Один из вариантов графического интерфейса задачи имеет вид:
Диалоговое поле (однострочное, многострочное поле редактирования) – активное подокно реализации ввода-вывода численных значений в форме символьной строки.
Требования задачи определяют выбор конкретной модификации диалогового окна: однострочного или многострочного (список, раскрывающийся список, с вертикальной или горизонтальной прокруткой).
Многострочное поле – активное подокно ввода совокупности данных (элементов массива).
Размер поля выбирается пользователем в соответствии с размерностью массива. Каждый элемент массива располагается в отдельной строке.
В процессе ввода переход на следующую строку осуществляется нажатием клавиши <Enter>.
Отображаемая в поле часть массива изменяется стандартной полосой прокрутки (справа и/или снизу от поля).
Многострочный список – активное подокно вывода массива расчетных данных.
Каждый элемент располагается на отдельной строке.
Отображаемая в списке часть массива изменяется стандартной полосой прокрутки (справа от поля), возникающей, если размер массива больше вертикального размера поля списка.
Поясняющее поле (статический текст, метка) – пассивное подокно расшифровки назначения диалогового поля или командной кнопки соответствующей символьной строкой.
Поясняющие поля(поля комментариев) отличаются от активных полей именами (Text), не выделены цветом и чаще оформляются безрамочно.
Командная кнопка – активный элемент управления задачей.
Характерная особенность диалоговых полей и командных кнопок – отклик на события.
Событие – специфическое внешнее воздействие на конкретный активный компонент.
В качестве типовых событий используют: ввод значения, изменение содержимого поля, указание мышью, одинарное (двойное) нажатие левой клавиши ее, активизация клавишей Tab и т.п.
Реакция – отклик активизированного компонента на событие.
Типовые реакции – контроль вводимых символов, приобретение фокуса (предактивизация, добавление тени), расчет, выход из программы.
Постановка (алгоритм) задачи определяет события, на которые она реагирует в процессе выполнения созданной программы решения (ее реакцию).
Современные языки программирования, в частности С++, располагают обширными библиотеками различных компонентов (объектов) организации интерфейса (окна, кнопки, метки, поля редактирования и т.п.).
Для облегчения использования объекты в библиотеках сформированы в классы.
Класс – объединение по конкретным признакам компонентов, данных и методов их обработки.
Использование конкретного экземпляра класса предполагает перемещение копии уже существующего с присвоением ему уникального имени, то есть создание нового экземпляра.
Создание и использование новых экземпляров класса (графических компонентов интерфейса) возможно:
напрямую, вручную;
автоматизированно.
Ручной вариант создания нового экземпляра класса требует достаточных знаний правил формирования, структуры библиотек классов и навыков их поэлементного использования. Для начинающего программиста это трудоемкая операция малоэффективна.
Автоматизированный вариант создания нового экземпляра класса существенно упрощает и облегчает использование классов за счет специальных средств интегрированной среды разработки приложений (ИСРП). Интегрированная среда Borland C++ 5.02 позволяет организовать ввод-вывод информации вычислительной задачи в графической форме представления.
Внимание! ИСРП – обязательный компонент машинной обработки, поэтому методики работы с ней рассматриваются в соответствующей литературе.
Разработка оконного интерфейса задачи обеспечивает эффективный диалог пользователя с ней в процессе решения.
Этапы автоматизированного варианта создания окна:
создание шаблона главного окна;
определение типовых компонентов (полей ввода-вывода, управляющих элементов), размещаемых в окне;
размещение компонентов в требуемых точках окна-заготовки, корректировка их расположения и размеров;
идентификация компонентов.
Создание шаблона окна
Общая идея создания графического интерфейса – организация упрощенного диалога пользователя с задачей в процессе ее решения. Основной компонент – графическое окно с заголовком (названием), отражающим суть задачи.
|
Размеры окна определяются в зависимости от количества типовых компонентов, предполагаемых для ввода-вывода данных и управления задачей, и фактически задаются на этапе машинной обработки.
Определение типовых компонентов
Конкретная задача (ее алгоритм) определяет количество вводимых переменных.
Достоинство графического интерфейса – автоматическое отображение вводимых переменных на протяжении всего решения задачи.
Так, в задаче вычисления площади прямоугольника, исходные переменные – а, b. Для их ввода необходимы два диалоговых однострочных поля, дополненные двумя поясняющими.
|
Выводимые переменные – промежуточные и конечные результаты. Их количество определяется конкретной задачей и желанием пользователя.
В задаче вычисления площади прямоугольника достаточно одной выводимой переменной – искомого значения s. Для вывода необходимо однострочное диалоговое поле, дополненное поясняющим.
|
Выполнение задачи помимо выбора полей требует определения событий и управляющих элементов, обеспечивающих ее решение. Основные события – запуск на решение и прекращение работы. Они реализуются командными кнопками – «ОК» и «Cancel».
Размещение компонентов в площади окна
Расположение полей и кнопок обуславливается навыками пользователя и традициями. Например, размещение полей возможно в следующих вариантах:
построчно с предварительным пояснением;
|
построчно с последующим пояснением;
|
постолбцово с предварительным (последующим) пояснением;
|
сгруппировано по назначению (входные, выходные, промежуточные данные)
|
Размещение управляющих кнопок обусловлено расположением полей и желанием пользователя:
построчно под полями;
|
постолбцово справа от полей;
|
Внимание! На этапе программирования задачи пользователя интересуют только количество и имена активных полей. Фактическое создание окна, корректировка его размеров и месторасположения элементов производится на этапе машинного создания оконного интерфейса.
В рассматриваемом примере примем за основу построчное (простейшее) расположение полей в верхней части окна и кнопок под ними. Вариант шаблона представлен на рис. 6.4.
Рис. 6.4. Шаблон окна задачи о площади прямоугольника |
Идентификация компонентов
Созданный шаблон интерфейса позволяет связать его с задачей. Операция выполняется связью обозначений полей ввода-вывода окна с соответствующими именами переменных программы. В результате все диалоговые поля окна получают уникальные имена.
Так в рассматриваемом примере поле 1 (ввод) предназначено для ввода переменной «а» и идентифицируется именем PoleA, поле 2 (ввод) предназначено для ввода переменной «b» и идентифицируется именем PoleВ, поле 3 (вывод) предназначено для вывода переменной «s» и идентифицируется именем PoleS.
Программная реализация задачи с использованием графического интерфейса представлена ниже.
