Теоретический материал (Паскаль): Работа с клавиатурой

Теоретический материал (Паскаль)

Работа с клавиатурой. Стандартные процедуры read и readLn. Стандартные функции readKey и KeyPressed; их применение в циклах

Это занятие мы посвятим вопросам программирования обменов с клавиатурой компьютера. Турбо Паскаль содержит несколько простых и ясных средств, которые позволяют организовать эффективное управление программой посредством клавиатуры.

Самая простая и часто применяемая техника организации приема информации основывается на использовании уже знакомых Bам процедур read и readln. Расширим знания о них. Эти процедуры работают со стандартным входным файлом, который отождествлен с “консолью”, т. е. с клавиатурой и экраном дисплея. На практике это означает, что информация, введенная с клавиатуры, помимо обработки процедурами, будет отображаться на экране.

Удобством указанных процедур является автоматическое преобразование ими вводимой цепочки символов в значение заданного типа. Так, если в разделе описания переменных имеется описание вида

Var
  Chislo : integer;

то выполнение оператора readln (Chislo) будет происходить следующим образом. Программа будет приостановлена в ожидании ввода с клавиатуры символов, изображающих целое число. После ввода этих изображений они будут автоматически преобразованы в соответствующие двоичные значения и присвоены переменной Chislo. Аналогично организован прием значений действительного, символьного и строкового типа. Если read(readln) не может выполнить преобразования, то генерируется ошибка № 106 – Invalid numeric format (Неверный формат числовых данных) и выполнение программы прекращается. Это является стандартной реакцией, которую выполняет программа, взявшая на себя обработку ошибок. Мы вернемся еще к обработке ошибок, вызванных некорректным вводом, в теме “Процедуры и функции”, где научимся правильно составлять и использовать вспомогательные подпрограммы. А пока приведем пример применения этих процедур ввода при организации циклов.

Program Useread;
Uses Crt;
Var
  X, Y : Byte;
  Stop : String;
Begin
  TextBackGround(5);
  ClrScr;
  Randomize;
  repeat
    X:=Random (76);
    Y:=Random (23);
    GoToXY (X, Y);
    TextColor (Random(15));
    write('***');
    X:=1;
    Y:=24;
    GoToXY (X, Y);
    TextColor (0);
    write ('Для остановки программы наберите “Стоп“');
    write ('Для продолжения – любую клавишу ');
    readln(Stop);
  until (Stop='Стоп') or (Stop ='стоп');
  readln;
End.

Примечание. Здесь использованы следующие процедуры:

GoToXY (X, Y:Byte) - перемещает курсор к элементу экрана с заданными координатами, учитывая, что размер экрана в текстовом режиме 25 строк по 80 символов.

TextBackGround (Color : Byte) – задает цвет фона.

TextColor (Color : Byte) – задает цвет символов.

Однако, несмотря на простоту и удобство, стандартные процедуры read и readln не обеспечивают всех потребностей, возникающих при работе с клавиатурой. Их важнейший недостаток в том, что вместе с приемом символов они выполняют их отображение на экран (так называемое “эхо на монитор”). В большинстве случаев это либо не нужно, либо недопустимо. Например, если программа реализует некоторый оконный интерфейс, то вывод вводимых символов испортит изображение. Кроме того, они рассчитаны только на ввод относительно небольшого подмножества символов (буквы, цифры, знаки препинания) и частичного использования специальных клавиш (например, Backspace для отмены только что введенного символа). Эти процедуры не могут распознать нажатие функциональных или редактирующих клавиш и их сочетаний с управляющими клавишами Ctrl, Alt, Shift. В силу указанных причин процедуры read и readln редко используются в серьезных программах.

Стандартная функция readKey

Более универсальным средством взаимодействия с клавиатурой является стандартная функция readKey из системного модуля Crt. Функция вызывается без параметров, возвращает значение символьного типа и работает следующим образом. Организуется задержка выполнения с ожиданием нажатия клавиши. После того, как нажатие произведено, функция завершает работу, возвращая код нажатой клавиши. Полученное значение можно использовать далее в программе. Тривиальный пример работы с функцией readKey, не требующий комментариев, может выглядеть так:

Program UsereadKey;
Uses
  Crt;
Var
  Sym : Char;
Begin
  ClrScr;
  while true do
    begin
      write ('Введите букву - ');
      Sym := readKey;
      writeln ('Вы ввели букву - ', Sym);
      if Sym = 'q'
        then
          Exit
    end
End.

Примечание. Здесь использована процедура Exit, которая позволяет досрочно выйти из программы. Применение этой процедуры является проявлением плохого стиля программирования.

Функция readKey не отображает введенный символ на экран, благодаря чему она широко используется для организации управления в различных диалоговых программах. В дополнение к этому readKey позволяет отслеживать нажатие более широкого множества клавиш, опознавая функциональные и редактирующие клавиши и их сочетания с управляющими клавишами Ctrl, Alt, Shift.

Если говорить более подробно, функция readKey исходит из того, что все множество клавиш и их сочетаний с управляющими клавишами разбито на два подмножества, которые обычно называют основным и расширенным наборами.

В основной набор входят клавиши букв, цифр, разделителей и знаков препинания, их комбинации с клавишей Shift (или, что то же самое, при включенном переключателе CapsLock), а также клавиши Tab, BackSpace, Enter и Esc. Если нажата одна из перечисленных клавиш, то readKey возвратит обычный ASCII-код соответствующего символа.

В расширенном наборе содержатся некоторые (не все) клавиши из основного набора в комбинации с клавишами Ctrl и Alt, а также функциональные и редактирующие клавиши. Если нажимается одна из клавиш расширенного набора, то функция readKey возвращает символ с кодом 0 (его представление в программе – chr(0) или #0). В этом случае повторное обращение к readKey вернет код клавиши из расширенного набора.

Коды клавиш из основного и расширенного наборов в виде, удобном для включения в Турбо Паскаль-программы, приведены в приложении.

Схема использования функции readKey для общего случая может выглядеть так:

Program UsereadKey2;
Uses
  Crt;
Var
  Sym : Char;
Begin
  ClrScr;
  while true do
    begin
      write ('Нажмите клавишу');
      Sym := readKey;
      if Sym <> #0
        then
          begin {основной набор}
            case Sym of
              #8 : writeln ('Вы нажали BackSpace');
              #9 : writeln ('Вы нажали Tab');
              #13 : writeln ('Вы нажали Enter');
              #27 : writeln ('Вы нажали Esc');
            else
              writeln ('Вы ввели символ ',Sym);
            end;
            if Sym = #27
              Then
                Exit
          end
      else
        begin {расширенный набор}
          Sym := readKey;{повт. чтение: берем расширенный код}
          writeln ('Вы нажали клавишу с кодом ', Ord (Sym));
        end
    end
End.

Большинство прикладных диалоговых программ использует описанную технику взаимодействия с клавиатурой. Однако встречаются случаи, когда возможностей функции readKey оказывается недостаточно. На самом деле функция readKey воспринимает нажатия не всех клавиш: достаточно попробовать, запустив вышеприведенную программу, нажать клавиши F11, F12, ввести комбинацию Alt+Esc и т.д. Тому, кто желает более детально изучить работу этой функции, предлагаем самостоятельно найти в книгах по Турбо Паскалю этот материал. А мы ограничимся вышесказанным.

Стандартная функция KeyPressed

Второй базовой функцией взаимодействия с клавиатурой является функция KeyPressed. В отличие от readKey, она предназначена не для приема кода нажатой клавиши, а для простой проверки, была ли нажата какая-либо клавиша. Эта функция вызывается без параметров и возвращает значение булевого типа: True, если было нажатие, и False в противном случае.

Важно понять, что KeyPressed не производит никаких действий с кодом нажатой клавиши, но код может быть далее прочитан функцией readKey, например,

. . .
if KeyPressed
  then
    S := readKey;
. . .

Cоотношение этих функций станет более понятным, если рассмотреть их внутреннюю организацию несколько подробнее. В системной области DOS имеется небольшой буфер, в который операционная система помещает коды нажатых клавиш. Буфер организован в виде очереди, причем помещение кодов производится в ее хвост, а считывание из головы. Таким образом, каждое обращение к функции readKey извлекает из головы очереди один содержащийся там код. Если буфер пуст, то организуется задержка выполнения до тех пор, пока в нем не появится код (появление кода соответствует нажатию клавиши). Если же к моменту вызова readKey нажатие уже произошло, то есть буфер содержит хотя бы один код, то никакой задержки не будет. Буфер очень невелик и рассчитан на хранение максимум 15 кодов, что соответствует 15 нажатиям. Кстати говоря, иногда встречается такая ситуация, когда та или иная программа “не успевает” выбирать коды клавиш из буфера (то есть нажатия производятся чаще). Ситуация переполнения буфера индицируется звуковым сигналом, после чего коды вновь нажимаемых клавиш будут пропадать.

Функция KeyPressed не извлекает код из буфера, а только проверяет, пуста ли очередь, и возвращает соответствующее булево значение. Более подробно рассмотрение системных аспектов работы с клавиатурой смотрите в соответствующей литературе.