Элемент управления TabControl

Элемент управления TabControl  создает окна-вкладки. С помощью этого элемента управления можно отобразить большее количество информации на одной форме. Элементы TabControl содержат объекты TabPage, похожие на объекты класса Panel и GroupBox тем, что объекты TabPage также могут содержать элементы управления. Сначала программист помещает элементы управления в объект TabPage (вкладка), затем добавляет объекты TabPage в элемент управления TabControl. Одновременно отображается только один объект TabPage.

Операторы ввода и вывода данных, обработка ошибок. Пользователь, используя операторы ввода-вывода, выводит результаты (представленные в численном виде) разработанной им программы на экран. Однако сделать это он может по-разному, в частности, ввод и вывод данных можно осуществить на форме, что предпочтительнее тогда, когда не требуется вводить (получать) множество данных. И наоборот: в случае ввода и вывода большого количества данных предпочтительнее запрограммировать стандартное диалоговое окно. Рассмотрим сказанное подробнее.

Функции Val и Str. Первый способ. Ввод данных в текстовое окно, расположенное на форме.

Функция Val (от англ. value — величина, численное значение) преобразует текстовый аргумент в числовое значение. Это преобразование необходимо для корректного выполнения последующих операций в программе.

По умолчанию данные, введенные в текстовое поле, представляются текстовой строкой. Операторы «*», «–» и «/» работают только с числами, поэтому при выборе пользователем одной из этих операций Visual Basic автоматически преобразует значение, присвоенное переменной, в число. Например: a = Val (TextBox1.Text).

Запись такого вида означает: занесение в ячейку с именем А введенного пользователем значения в текстовое окно с именем TextBox1.Text, расположенное на форме.

Вывод данных в текстовое окно на форме можно осуществить, используя функцию Str. Ее действие противоположно действию функции Val.

Запись Str (x) означает, что значение переменной x преобразуется из числа в строку символов.

Например:

TextBox1.Text=Str (Summa).

Использование функций InputBox и MsgBox. Второй способ. Ввод данных из окна ввода и вывод данных с помощью окна сообщения.

Окно ввода — это стандартное диалоговое окно, которое появляется на экране в результате вызова функции InputBox. Значение функции InputBox — строка, которую ввел пользователь. Поэтому, если программе надо получить число, то введенная строка должна быть преобразована в число при помощи соответствующей функции преобразования. Стандартное окно для ввода данных представлено на рис. 2.22.

Рис. 2.22. Стандартное окно для ввода данных

В общем виде инструкция ввода данных с использованием функции InputBox выглядит так:

Переменная = InputBox («Приглашение», «Заголовок»).

Приглашение — это любой текст, который должен находиться в Окне ввода. Его назначение — служить подсказкой пользователю, какую информацию он должен ввести в специальное поле ввода, находящееся в этом окне.

Аргумент Заголовок — это надпись в строке заголовка Окна ввода.

Например:

Name  InputBox («Введите, пожалуйста, Вашу фамилию», «Ввод фамилии»).

Вывод в окно сообщения осуществляется с помощью функции MsgBox. Она позволяет поместить в окно с сообщением один из стандартных значков, например «Внимание», задать количество и тип командных кнопок и определить, на какую кнопку нажал пользователь.

В общем виде инструкция вывода данных с использованием функции MsgBox выглядит так:

MsgBox («Сообщение», НомерКнопки, «Заголовок»).

Сообщение представляет собой текст, который будет отображен на экране.

НомерКнопки указывает тип отображаемых кнопок, тип используемой пиктограммы.

Заголовок — это надпись в строке заголовка Окна ввода. Установки для аргумента НомерКнопки представлены в табл. 2.18.

 

Таблица 2.18

Установки для аргумента НомерКнопки

 

Теперь, когда теоретические основы программирования на языке Microsoft Visual Basic изложены, можно приступить к написанию первой программы. Но прежде всего следует рассмотреть принципы работы в самой среде программирования. Для ее активации следует выполнить команду Пуск/Visual Studio_год_выпуска. Появится окно, представленное

на рис. 2.23.

Рис. 2.23. Внешний вид начальной страницы среды программирования

 

Кратко рассмотрим назначение главных областей, представленных на данной странице.

Область Открыть последние позволит открыть проект или решение. С точки зрения отличия между проектом и решением следует учитывать, что проект содержит файлы исходного кода, изображения, данных и т.д., которые компилируются в отдельную программу. Решение может содержать один или несколько проектов, информацию о сборке, прочие файлы, которые не связаны с каким-либо проектом.

Область Создание проекта предназначена для создания нового проекта, который может быть создан пользователем на любом языке программирования, выбранном для установки при инсталляции среды программирования, например Visual Basic, Visual C++, Java Script и т.д. Кроме того, область Новый проект позволяет в каждом из вновь создаваемых проектов выбрать так называемый шаблон, с помощью которого можно реализовать тип создаваемой программы, например Приложение Windows Forms, Косольное приложение, Библиотека классов и др.

Используя область Открыть последние, можно получить ускоренный доступ к проектам, которыми пользователь занимался в течение последней недели или в этом месяце, поскольку среда программирования структурирует дату их открытия по временным отрезкам.

Как уже отмечалось выше, программный проект представляет собой совокупность файлов, которые используются средой программирования и необходимы ей для создания исполняемого файла программы.

При нажатии на кнопку Создание проекта на экране появится окно Создание проекта, представленное на рис. 2.24.

Рис. 2.24. Внешний вид окна Создание проекта

Для создания проекта на языке Microsoft Visual Basic первоначально следует в категории установленных языков программирования выбрать Visual Basic. Далее в шаблонах, перечисленных в центральной части окна (см. рис. 2.24), выделить пункт Приложение Windows Forms (.NET Framework), дать имя будущему проекту, указать его расположение и нажать на кнопку Ok. В результате отобразится окно WindowsApp1, представленное на рис. 2.25.

Рис. 2.25. Окно создания проекта

В верхней части окна находится главное меню среды и панель Стандартная. Назначение пунктов меню рассматриваться не будет, поскольку с ними проще знакомиться в процессе работы со средой программирования.

В центральной части окна расположено окно конструирования формы. Именно это окно является основным инструментом визуального программирования. Изменять размеры формы можно, наведя указатель мыши на правый нижний угол или точки формы, в которых находятся маркеры.

Если для реализации проекта понадобится несколько форм, то очередная из них добавляется командой Проект/Добавить новый элемент/Форма Windows Forms. Например, переход на вторую форму осуществляется операторами

 

Form2.Show () // Показать вторую форму

Me.Hide () // Скрыть текущую форму

 

которые пишутся пользователем в коде событийной процедуры обработки

щелчка мыши по кнопке Button1 первой формы проекта (листинг 2.1).

 

Листинг 2.1

Public Class Form1

Private Sub Button1_Click (sender As Object, e As EventArgs) Handles

Button1.Click

   Form2.Show ()

   Me.Hide ()

End Sub

End Class

 

О том, как располагать элементы управления на форме, см. ниже.

Панель элементов, расположенная в левой части экрана, предоставляет в распоряжение пользователя большой выбор элементов управления, которые можно располагать на форме во время ее проектирования. Описание некоторых из них было приведено выше.

В левой и правой частях экрана отображаются служебные окна (Обозреватель решений, Свойства) для работы над проектом. При первоначальном знакомстве со средой перемещать или закрывать их не рекомендуется, но в случае непредвиденных обстоятельств всегда доступен пункт меню Вид, посредством которого можно вернуть окна на экран.

Обозреватель решений отображает имена всех файлов проекта, представляя их посредством иерархической структуры. В окне Свойства перечисляются основные установки свойств выбранной формы или отдельного элемента управления (объекта). При изменении того или иного свойства объект обязательно должен быть выделен мышью, поскольку у каждого элемента управления разные свойства. В верхней части окна Свойства расположено несколько кнопок; наибольший интерес представляет кнопка События, принцип работы с которой будет рассмотрен далее.

Форма служит для создания интерфейса программы, а код набирается в окне редактирования кода, доступ к которому пользователь получает, когда осуществляет двойной щелчок по объекту, например форме, кнопке, текстовому окну и т.д. Написание кода программ существенно облегчается за счет способности редактора кода автоматически завершать написание операторов, свойств, методов (рис. 2.26).

107

Рис. 2.26. Окно интеллектуальной подсказки

 

Такая интеллектуализация редактора приводит к тому, что пользователю предлагается список свойств, методов, из которого он может осуществить выбор, нажав клавишу Tab или Enter. В чем их различие, вы увидите, когда будете работать с кодом программы.

 

Программная реализация несложного алгоритма

 

Создадим первое простое приложение, осуществляющее сложение двух чисел. Прежде всего разработаем алгоритм задачи. Согласно свойству массовости алгоритм должен быть разработан в общем виде и может быть применим к некоторому классу задач, различающихся лишь исходными данными. Следовательно, отведем две ячейки (назовем их a и b) под будущие числа (слагаемые), которые будет вводить пользователь, и ячейку summa под вывод результата. Формула для сложения двух чисел будет записана следующим образом: summa = a + b. Итак, блок-схема алгоритма будет такой, как показано на рис. 2.27.

 

Рис. 2.27. Блок-схема алгоритма сложения двух чисел

Теперь по разработанному алгоритму попробуем написать программу. Для этого, находясь в среде программирования, выбираем ссылку Создать проект, в появившемся окне остановим свой выбор на пункте Приложение Windows Forms и нажмем на кнопку Ok.

С помощью панели Инструментов нанесем элементы управления Label1, Label2, Label3, TextBox1, TextBox2, TextBox3, Button1 на форму в соответствии с рис. 2.28. Свойство Multiline каждого текстового окна (TextBox) следует установить в значение True, чтобы появилась возможность управлять его размером.

Рис. 2.28. Расположение на форме элементов управления

 

Последовательно выделяя каждый элемент управления (Form1, Label1, Label2, Label3, Button1), находим его свойство Text и вводим надписи в соответствии с рис. 2.29.

Рис. 2.29. Подписанные пользователем элементы управления

Далее следует выбрать пункт меню Отладка/Начать отладку либо воспользоваться горячей клавишей F5 и запустить программу на выполнение.

Никаких функциональных действий она, конечно, выполнять не будет, поскольку мы создали лишь элементы управления (объекты), но не сделали самого главного — не написали программу.

В листинге 2 приведен текст процедуры, посредством которой выполняют сложение двух чисел. Для его написания следует выполнить двойной щелчок по кнопке Button1 (Ok), создав процедуру обработки события Button1_Click (). Событие может быть создано и другим способом, а именно: выделив кнопку Button1 на форме, обращаемся к окну Свойства и выполняем щелчок по кнопке События. В перечне событий находим событие Click и делаем по нему двойной щелчок мышью.

Листинг 2.2

Public Class Form1

Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles

Button1.Click

   Dim a, b, summa As Integer

   a = Val(TextBox1.Text)

   b = Val(TextBox2.Text)

   summa = a + b

   TextBox3.Text = Str(summa)

End Sub

End Class

Вновь воспользуемся клавишей F5. Результат выполнения программы показан на рис. 2.30.

 

 

Рис. 2.30. Результат работы программы

Тестирование готовой программы

Тестирование программы — проверка программы в рабочих условиях с некоторым специально созданным (тестовым) массивом данных с целью определения ее работоспособности в соответствии с заданными критериями оценки.

Отладка программы — обнаружение, локализация и устранение ошибок в компьютерной программе.

Ошибки, допускаемые при написании программ, условно можно разделить на синтаксические и смысловые. Так, синтаксической ошибкой будет считаться написание ячейки summa с одной буквой m в нашей программе.

Если в программе будут обнаружены синтаксические ошибки, т.е. ошибки, заключающиеся в неправильном написании того или иного оператора, отсутствии на форме объекта, используемого в программе, то компилятор при запуске программы тут же находит подобные ошибки, и пользователь должен их устранить.

Смысловые ошибки можно пояснить на следующем примере. Представим, что основные этапы решения задачи на компьютере пройдены, а именно: мы выполнили общую постановку задачи, выяснили, какие данные являются входными, а какие — выходными, написали формулу, по которой программа будет проводить вычисления, разработали алгоритм и написали программу, выполнили запуск и отладку ошибок. Теперь настала очередь этапа, названного анализом результатов. Безусловно, результат, полученный при вводе целочисленных значений, находящихся в диапазоне типа Integer, будет корректным. Однако пользователь, который будет складывать дробные числа, получит результат, далекий от ожидаемого.

Например, введем в качестве слагаемых числа 3.2 и 4.7. Очевидно, что результат должен равняться 7.9. Но результат, представленный на рис. 2.31, говорит об обратном — неожиданно получилось число 8.

Рис. 2.31. Несоответствие результата введенным данным

 

Ошибки подобного типа связаны с описанием переменных, ведь переменные в нашей программе описаны целочисленным типом данных, а мы попробовали ввести значения вещественного типа, что и привело к искажению результата. Таким образом, проанализировав полученный результат, приходим к выводу, что всегда надо задумываться над корректным описанием переменных, используемых в программе. Изменив в нашей программе описание переменных на тип Single, получим правильный результат — 7.9.

Теперь напишем второй вариант программы «Сложить два числа», на этот раз с использованием функций InputBox и MsgBox. Для создания обработчика Form1_Load () следует два раза щелкнуть по форме. В данном коде функция Val используется для преобразования строкового типа (его возвращает функция InputBox) в числовое значение.

В данном коде (листинг 2.3) используется функция преобразования типов CSng, результатом работы которой является преобразование строкового типа (его возвращает функция InputBox) в вещественный тип.

 

Листинг 2.3

Public Class Form1

Private Sub Form1_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles

MyBase.Load

   Dim a, b, summa As Single

   a = Val(InputBox("Введите, пожалуйста, первое число", "Ввод 1

числа"))

   b = Val(InputBox("Введите, пожалуйста, второе число", "Ввод 2

числа"))

   summa = a + b

   MsgBox("Сумма двух чисел = " & summa, MsgBoxStyle.Information,

"Получаем ответ")

End Sub

End Class

 

Следует отметить, что разделителем при вводе дробных чисел в окно InputBox является запятая в отличие от ввода в текстовое окно, где разделителем будет служить точка.

По окончании работы над проектом его следует сохранить (конечно, можно осуществить это действие и во время работы над ним). Начинающему пользователю лучше не выбирать для этого меню Файл, в котором есть несколько пунктов, связанных с сохранением, а нажать на кнопку Сохранить все (не перепутайте с кнопкой Сохранить, расположенной рядом). Только когда вы получите достаточные навыки работы над проектами и со средой программирования, работайте с меню Файл, в противном случае вы рискуете неправильно сохранить вашу работу.

Результат работы программы, приведенный в листинге 2.3, отображен на рис. 2.32.

Рис. 2.32. Результат выполнения программы

Проведение исследования на основе использования готовой компьютерной модели

Использование компьютера для исследования информационных моделей различных объектов и систем позволяет изучить их изменения в зависимости от значений тех или иных параметров. Процесс разработки моделей и их исследование на компьютере можно разделить на несколько основных этапов.

Описательная информационная модель. На первом этапе исследования объекта или процесса обычно строится описательная информационная модель, которая выделяет существенные с точки зрения целей проводимого исследования параметры объекта, а несущественными параметрами пренебрегает.

Формализованная модель. На втором этапе создается формализованная модель, т.е. описательная информационная модель записывается с помощью какого-либо формального языка. В такой модели с помощью формул, уравнений, неравенств и других элементов фиксируются формальные соотношения между начальными и конечными значениями свойств объектов, а также накладываются ограничения на допустимые значения этих свойств. Однако далеко не всегда удается найти формулы, явно выражающие искомые величины через исходные данные. В таких случаях используются приближенные математические методы, позволяющие получать результаты с заданной точностью.

Компьютерная модель. На третьем этапе необходимо формализованную информационную модель преобразовать в компьютерную модель, т.е. выразить ее на понятном для компьютера языке.

Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели:

1) создание проекта на одном из языков программирования;

2) построение компьютерной модели с использованием электронных таблиц.

В процессе создания компьютерной модели полезно разработать удобный графический интерфейс, который позволит визуализировать формальную модель, а также реализовать интерактивный диалог человека с компьютером на этапе исследования модели.

Компьютерный эксперимент (исследование). Четвертый этап исследования информационной модели состоит в проведении компьютерного эксперимента (исследования). Если компьютерная модель существует в виде программы на одном из языков программирования, ее нужно запустить на выполнение и получить результаты.

Если компьютерная модель исследуется в приложении, например в электронных таблицах, можно провести сортировку или поиск данных, построить диаграмму или график и т.д.

Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели. Пятый этап состоит в анализе полученных результатов и корректировке исследуемой модели. В случае различия результатов, полученных при исследовании информационной модели, с измеряемыми параметрами реальных объектов можно сделать вывод, что на предыдущих этапах построения модели были допущены ошибки или неточности. Например, при построении описательной качественной модели могут быть неправильно отобраны существенные свойства объектов, в процессе формализации возможны ошибки в формулах и т.д. В этих случаях необходимо провести корректировку модели, причем уточнять модели можно многократно, пока анализ результатов не покажет их соответствие изучаемому объекту.

Исследование физических моделей. Построение информационной модели движения тела, брошенного под углом к горизонту. Рассмотрим процесс построения и исследования модели на конкретном примере движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Содержательная постановка задачи «Попадание в стенку тела, брошенного под углом к горизонту». В процессе тренировок теннисистов используются автоматы, которые бросают мячик в определенное место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол полета мячика для попадания в мишень, расположенную на определенной высоте, находящуюся на известном расстоянии.

Качественная описательная модель. Сначала построим качественную описательную модель процесса движения тела с использованием физических объектов, понятий и законов, т.е. в данном случае идеализированную модель движения объекта. Из условия задачи можно сформулировать следующие основные предположения:

•     мячик мал по сравнению с Землей, поэтому его можно считать материальной точкой;

•     изменение высоты мячика мало, поэтому можно считать ускорение свободного падения постоянной величиной g  9,8 м/с2 и движение по оси 0y равноускоренным;

•     скорость бросания тела мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь и движение по оси 0x можно считать равномерным.

Формальная модель. Для формализации модели используем известные из курса физики формулы равномерного и равноускоренного движения. При заданных начальной скорости v0 и угле бросания α значения координат дальности полета x и высоты y от времени можно описать формулами

Пусть мишень высотой h будет размещена на расстоянии s. Из первой формулы находим время, которое понадобится мячику, чтобы преодолеть расстояние s.

Подставим значение для t в формулу для у и получим L — высоту мячика над землей на расстоянии s:

Формализуем теперь условие попадания мячика в мишень. Попадание произойдет, если значение высоты L мячика будет удовлетворять условию в форме неравенства 0 ≤ L ≤ h.

Если L < 0, то это означает недолет, а если L > h, то это означает перелет.

На основе формальной модели, описывающей движение тела, брошенного под углом к горизонту, создадим компьютерную модель с использованием системы программирования Microsoft Visual Basic. Сформируем сначала графический интерфейс проекта.

Разместим на форме:

•     четыре текстовых поля для ввода значений начальной скорости и угла бросания мячика, расстояния до мишени и ее высоты;

•     две метки для вывода высоты мячика на заданном расстоянии и текстового сообщения о результатах броска;

•     10 меток для обозначения назначения текстовых полей (имен переменных и единиц измерения).

Создадим программный код событийной процедуры (листинг 2.4), определяющей попадание мячика в мишень. В коде программы используется оператор Select Case, который позволяет выбрать одно из нескольких возможных продолжений программы. Выбор осуществляется в зависимости от значения так называемого ключа выбора (переменная L).

 

Листинг 2.4

Public Class Form1

Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As

Sys-tem.EventArgs) Handles Button1.Click

   Const G As Single = 9.81

   Const Pi As Single = 3.14

   Dim v0, a, s, L, h As Double

   'Ввод начальных значений

   v0 = Val(TextBox1.Text)

   a = Val(TextBox2.Text)

   s = Val(TextBox3.Text)

   h = Val(TextBox4.Text)

   'Попадание в мишень

   L = s * Math.Tan(a * Pi / 180) - (G * s ^ 2) / (2 * v0 ^ 2 * Math.Cos(a

* Pi / 180) ^ 2)

   Label11.Text = L

   Select Case L

       Case Is < 0

           TextBox5.Text = "Недолет"

       Case Is > H

           TextBox5.Text = "Перелет"

       Case Else

           TextBox5.Text = "Попадание"

   End Select

End Sub

End Class

 

Компьютерное исследование. Введем произвольные значения начальной скорости и угла бросания мячика. Скорее всего попадания мячика в мишень не будет. Меняя один параметр, например угол, проведем пристрелку, используя известный артиллерийский прием «взятие в вилку», в котором применяется эффективный метод «деление пополам». Сначала найдем угол, при котором мячик перелетит мишень, затем угол, при котором мячик не долетит до стены. Вычислим среднее значение углов, составляющих «вилку», и проверим, попадет ли мячик в мишень. Если он попадет в мишень, то задача выполнена, если не попадет, то рассматривается новая «вилка» и т.д.

Рис. 2.33. Форма приложения

 

Анализ результатов и корректировка модели. Модернизируем проект так, чтобы можно было для каждого значения скорости бросания мячика получить с заданной точностью диапазон значений углов, обеспечивающих попадание мячика в мишень (выполните самостоятельно).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что называют идентификатором?

2. Расскажите об основных правилах создания идентификаторов.

3. Дайте характеристику типов данных. Расскажите об особенностях каждого из них.

4. Объясните суть работы оператора присваивания.

5. Какие операторы служат для ввода-вывод данных? Напишите их синтаксис.

6. В каких двух формах записываются дробные числа?

7. Перечислите этапы решения задач на компьютере.

8. Назовите основные элементы управления, используемые в среде Microsoft Visual Studio, и поясните их назначение.

9. Разработайте алгоритм и программу, в которой вычисляются площадь

и объем сферы:

10. Разработайте алгоритм и программу, в которой подсчитывается количество часов, минут и секунд в заданном числе суток:

11. Разработайте алгоритм и программу, в которой вычисляется площадь

треугольника по трем сторонам. Вычисление проводится по формуле

Герона:

где S — площадь треугольника; p = (a + b + c)/2 — полупериметр; a, b, c — длины сторон треугольника.

12. Разработайте алгоритм и программу решения системы линейных

уравнений:

по правилу Крамера:

13. Разработайте алгоритм и программу определения объемов цилиндра

и конуса с радиусом основания R = 5 см и высотой H = 8 см:

14. Разработайте алгоритм и программу определения общего сопротивления электрической цепи, если имеются три резистора R₁, R₂, R₃:

15. Опишите этапы разработки и исследования моделей.

16. Каковы пути построения компьютерных моделей?