2.3.2 Модуль fileIO

Этот модуль содержит процедуры для файлового ввода/вывода матриц. Используются текстовые файлы, которые предварительно необходимо открыть и подготовить к чтению/записи.

Формат файла, содержащего матрицу таков: матрица записана построчно, начиная с первой строки, элементы в каждой строке записаны слева направо и разделены произвольным количеством пробелов. Именно такой файл создаёт процедура Write2DArray:

1 {

2 записывает матрицу arr в текстовый файл outFile. Файл должен быть

3 предварительно открыт

4 }

5 procedure Write2DArray(const arr: TMatrix; const outFile: TextFile);

6 var

7 rowN, colN: integer;

8 begin

9 for rowN:= low(arr) to high(arr) do

10 begin

11 for colN:= low(arr[rowN]) to high(arr[rowN]) do

12 begin

13 //ширина поля 12, так как -2147483648 - 11 символов

14 Write(outFile, arr[rowN, colN]: 12);

15 end;

16 Writeln(outFile);

17 end;

18 end;

Процедура Read2DArray читает файл по строкам, разбирая каждую строку на подстрока пробелами с помощью процедуры ExtractStrings:

1 { читает матрицу arr из текстового файла inFile. Файл должен быть

2 предварительно открыт}

3 procedure Read2DArray(var arr: TMatrix; const inFile: TextFile);

4 var

5 rowN, colN: integer;

6 colCount: integer; //максимальное количество чисел в строке (число столбцов матрицы)

7 lineStr: string; //текущая строка

8 strNumbers: TStringList;//текущая строка, разделённая на подстроки пробелами

9 begin

10 rowN:= 0;

11 colCount:= 0;

12 strNumbers:= TStringList.Create;

13 arr:= nil;

14 while not Eof(inFile) do

15 begin

16 Readln(inFile, lineStr);

17 strNumbers.Clear;

18 ExtractStrings([ ], [], PChar(lineStr), strNumbers); //разделим пробелами на подстроки

19 if colCount < strNumbers.Count then colCount:= strNumbers.Count;

20 SetLength(arr, rowN+1, colCount);//выделим память под новую строку

21 for colN:= 0 to strNumbers.Count-1 do //для каждого числа в строке

22 arr[rowN, colN]:= StrToIntDef(strNumbers[colN], 0);

23 Inc(rowN);

24 end;

25 strNumbers.Destroy;

26 end;

2.3.3 Модуль form

Модуль, содержащий форму, переменную для хранения исходной матрицы, процедуры синхронизации содержания матрицы и элементов формы, а так же процедуру задания размеров матрицы.

Так как задача чётко разделена на задания, оперирующие одними и теми же исходными данными (целочисленным двумерным массивом), было принято решение разделить интерфейс приложения на две части. В верхней части формы отображается матрица исходных данных, которую можно редактировать и размеры которой можно менять. Нижняя часть формы представляет собой набор закладок, каждая из которых соответствует одной из поставленных задач. На каждой закладке содержится описание задания, кнопка «выполнить», а так же элементы, необходимы для отображения результата в рамках этого задания. Некоторые задания состоят в изменении исходной матрицы, результат выполнения таких заданий отображается непосредственно в исходных данных в верхней части формы. Всего существует как минимум три способа выбрать задачу: щёлкнуть мышкой по закладке, выбрать нужный пункт в меню «Задачи», нажать одну из кнопок F1 - F5.

Опишем важные процедуры формы. Процедура ReadMatrix осуществляет чтение исходных данных из таблицы на форме в двумерный массив. Перед началом чтения процедура устанавливает размер массива:

1 {заполнить матрицу в соответствии с содержанием таблицы на форме}

2 procedure TMainForm.ReadMatrix;

3 var rowN, colN: integer;

4 begin

5 SetLength(workMatrix, G_Matrix.RowCount-1, G_Matrix.ColCount-1);

6 for rowN:= 0 to G_Matrix.RowCount-2 do

7 for colN:= 0 to G_Matrix.ColCount-2 do

8 workMatrix[rowN, colN]:= StrToIntDef(G_Matrix.Cells[colN+1, rowN+1], 0);

9 end;

Процедура writeMatrix осуществляет обратную операцию, она заполняет поля таблицы в соответствии с массивом. Кроме этого она меняет значения числа строк и столбцов в соответствии с размерами массива:

1 {заполнить таблицу на форме в соответствии с содержанием матрицы}

2 procedure TMainForm.writeMatrix;

3 var rowN, colN: integer;

4 begin

5 G_Matrix.Cells[1, 1]:= ;//если матрица пуста

6 E_RowsN.Text:= IntToStr(high(workMatrix) + 1);

7 if(E_RowsN.Text <> 0) then

8 E_ColsN.Text:= IntToStr(high(workMatrix[low(workMatrix)]) + 1)

9 else E_ColsN.Text:= 0;

10 B_SetDimmsClick(self);

11 //заполним таблицу

12 for rowN:= low(workMatrix) to high(workMatrix) do

13 for colN:= low(workMatrix[rowN]) to high(workMatrix[rowN]) do

14 G_Matrix.Cells[colN+1, rowN+1]:= IntToStr(workMatrix[rowN, colN]);

15 end;

Процедура B_SetDimmsClick является обработчиком нажатия кнопки «задать размеры». Она проверяет, не стали ли размеры меньше единицы, меняет число строк и столбцов в таблицах формы, а так же проставляет номера строк и столбцов:

1 {обраюотчик уствновки размеров матрицы}

2 procedure TMainForm.B_SetDimmsClick(Sender: TObject);

3 var

4 i: integer;

5 RowsN, ColsN: integer;

6 begin

7 //значения размеров не должны быть меньше 1

8 RowsN:= StrToIntDef(E_RowsN.Text, 0);

9 if RowsN < 1 then begin RowsN:= 1; E_RowsN.Text:= 1 end;

10 ColsN:= StrToIntDef(E_ColsN.Text, 0);

11 if ColsN < 1 then begin ColsN:= 1; E_ColsN.Text:= 1 end;

12 //число строк и столбцов в таблице, учитывая колонку и строку с номерами

13 G_Matrix.RowCount:= RowsN + 1;

14 G_Matrix.ColCount:= ColsN + 1;

15 //в этих таблицах отображаются одномерные массивы из первого задания

16 G_Task1B.RowCount:= RowsN;

17 G_Task1C.RowCount:= RowsN;

18 //одномерный массив из четвёртого задания имеет длину, равную числу элементов исходной матрицы

19 G_Task4.ColCount:= RowsN * ColsN;

20 //расставим номера строк и столбцов

21 for i:= 0 to RowsN do

22 begin

23 G_Matrix.Cells[0, i+1]:= IntToStr(i+1);

24 G_Task1B.Cells[0, i]:= IntToStr(i+1);

25 G_Task1C.Cells[0, i]:= IntToStr(i+1);

26 end;

27 for i:= 0 to ColsN do

28 G_Matrix.Cells[i+1, 0]:= IntToStr(i+1);

29 for i:= 0 to RowsN * ColsN do

30 G_Task4.Cells[i, 0]:= IntToStr(i+1);

31 G_Matrix.Refresh;

32 end;

Процедура FormDestroy выполняется при уничтожении формы и выполняет очень важную функцию - освобождает память, которая выделялась во время работы приложения под матрицу исходных данных.

Процедура saveClick является обработчиком щелчка по пункту меню Файл->Сохранить. Она отображает диалог выбора файла для сохранения, создаёт выбранный файл, а после окончания записи закрывает его:

1 {обработчик Файл->Сохранить}

2 procedure TMainForm.saveClick(Sender: TObject);

3 var

4 outFile: TextFile;

5 begin

6 //отобразим диалог выбора файла для сохранения, если отмена - выходим

7 if SaveDialog.Execute = false then exit;

8 AssignFile(outFile, SaveDialog.Files[0]);

9 ReWrite(outFile);//создадим файл

10 readMatrix;//прочтём матрицу из таблицы

11 Write2DArray(workMatrix, outFile);//запишем матрицу в файл

12 CloseFile(outFile);//закроем файл.

Процедура loadClick ведёт себя так же, только не создаёт файл, а открывает его для чтения:

1 {обработчик Файл->Загрузить}

2 procedure TMainForm.loadClick(Sender: TObject);

3 var

4 inFile: TextFile;

5 begin

6 //отобразим диалог выбора фала для загрузки, если отмена - выходим

7 if OpenDialog.Execute = false then exit;

8 AssignFile(inFile, OpenDialog.Files[0]);

9 Reset(inFile);//подготовим файл к чтению

10 Read2DArray(workMatrix, inFile);//прочтём матрицу из файла

11 writeMatrix;//отобразим матрицу

12 CloseFile(inFile);//закроем файл

13 end;

Остальные процедуры просто вызывают процедуры и функции других модулей, наполняют результатами соответствующие заданию элементы формы, а в конце обязательно освобождают динамическую память, если таковая была выделена в рамках процедуры.

2.4 Описание формата исходных файлов

Матрица в исходном файле представляется в текстовом виде. Каждая строка матрицы начинается с новой строки. Каждый элемент строки отделён от других произвольным числом пробелов и должен быть представлен целым числом, лежащим в диапазоне [-2147483648; 2147483647]. Если какой-то элемент выходит за границы этого диапазона, либо не является целым числом, то он интерпретируется как ноль.

Пример правильно составленного исходного файла:

100000 10000 20000 40000 -4000

50 100 -20 1000 2000

-100 -50 -20 0 20

-1000 -200 200 2 12

4000 -100000 -40000 -10000 80000