|
Протоколы и стандарты объектно-ориентированного программированияПротоколы и стандарты объектно-ориентированного программированияOLE DDE Clipboard РЕФЕРАТ по дисциплине "Теория проектирования трансляторов" на тему Протоколы и стандарты объектно-ориентированного программирования Выполнен студентом группы АП-1-91 Маслюковым А.О. СОДЕРЖАНИЕ Предисловие MS Windows и новый метод разработки программ Динамический обмен данными OLE-технология Заключение Список литературы Приложение 1.Пример использования OLE-технологии Предисловие Наиболее распространенным языком программирования последне- го десятилетия безусловно является С. Этому способствовали такие его особенности, как лаконичность, мощность, гибкость, мо- бильность. Вместе с тем, стремительное усложнение приложений, для реализации которых применяются традиционные процедурно-ориентиро- ваннные языки программирования и, в частности С, заставляют гово- рить об определенном кризисе в их использовании, связанном преж- де всего с недостаточной надежностью и выразительной способностью. Подобных недостатков во многом лишены языки объектно-ориен- тированнго программирования (ООП), в сонове которыхлежит идея мо- делирования объектов посредством иерархически связанных классов. Отдельно взятый класс рассматривается как совакупность множества данных и операций над ними, причем доступ к элементам данных класса возможен только посредством операций этого класса. Уста- новление четкой взаимозависимости между данными и операциями ве- дет к большой целостности данных и значительно повышает надеж- ность программ по сравнению с традиционными языками программиро- вания. Кроме того, идея программирования с помощью классов во многом использует тот же подход, который позволяет людям формиро- вать модели объектов реального мира. Впервые идеи ООП были реализованы в середине 60-х годов в языке программирования Симула-67. Последний, однако, не нашел в то время широкого распространения как в силу своей относительно меньшей производительности по сравнению с традиционными языками типа FORTRAN, ALGOL, PL/1 так и, возможно, неадекватности предла- гаемых средств решаемым в то время задачи. Еще одним важным огра- ничением для распространеия Симулы-67 стали трудности, с которы- ми пришлось столкнуться большинству программистов при его изуче- нии. Дело в том, что наряду с целым рядом безусловных достоинств, идеи ООП обладают и одним существенным недостатком - они далеко не просты для понимания и особенно для освоения с целью практи- ческого использования. С++ - развитие С. С++ - это объектно-ориентированыый язык, то есть язык, поз- воляющий программисту оперировать объектами некоторых типов, предварительно им определенным. Название языка "С++" отражает эволюционный характер изменения языка С (запись "++", в языке С, означает, что к какой-то переменной прибавляется единица). Он имеет еще более мощные и гибкие средства для написания эффектив- ных программ, чем С, от которого он произошел. Человек, програм- мирующий на традиционных языках, может просто потерять голову от тех возможностей, которые предоставляет С++. Но не менее важным является то, что такой распространенный и универсальный язык, как С, сохранен в качестве основы. С прост, эффективен, переносим. Чего только нет в языке С: строковых дан- ныхнет, матриц нет, средств параллельного программирования тоже нет. Нет даже ввода-вывода. Типы, операции и операторы С очень близки к тому, с чем мы имеем дело в Ассемблере,- числа, адреса, арифметические и логи- ческие действия, циклы... Кроме того, многие особенности С нед- вусмысленно намекаю компилятору, как сократить код и время испол- нения программы. Эти характерные черты языка С позволяют напи- сать эффективно работающий и не слишком сложный компилятор. И хо- тя в машинных кодах на разных компьютерах элементарные операции обозначаютс по-разному, вряд ли разработчику компилятора придет в голову интерпретировать простейшие выражения каким-нибудь ориги- нальным способом. Именно поэтому язык С "идет везде и на всем", программы, написанные на нем, работают эффективно, и их можно пе- реносить с одного компьютера на другой. Большинство языков программирования созданы для решения оп- ределенного круга задач. В них не только не хватает определенных типов данных и функций, но и много лишнего с точки зрения челове- ка, далекого от области, на которую ориентирован язык. Специали- зированные типы данных или операторы, требующие нетривиальной поддержки, затрудняют изучение языка и мешают вашей работе, если вы ими не собираетесь пользоваться. Поэтому С, в котором нет ни- чего лишнего, популярен среди широкого круга программистов. Соот- ветствующие библиотеки могут добавить к средствам языка специали- зированные функции для работы со строками, файлами, списками, ус- тройствами ввода-вывода, математическими объектами и т.д. Остает- ся только выбрать то, что нужно лично вам. Заголовочные файлы об- легчают использование библиотек, предоставляют полезные типы дан- ных, глобальные переменные, макроопределения... Они во многом ус- траняют противоречие между эффективностью программы и удобством использования библиотечных функций. Они также позволяют не повто- рятся и не писать по нескольку раз одно и тоже в различных прог- раммах. Поскольку С был создан специально для системного програм- мирования, он имеет возможности низкого уровня, позволяющие "иг- рать без правил". В зависимости от устройства и операционной сис- темы вашей машины вы можете "влезть" в видеопамять или использо- вать системные программы, находящиеся в оперативной памяти. В любом случае вы можете рассматривать код собственной прог- раммы как данные, а массив данных как код функции, квадратную матрицу как вектор, а текст как бинарное дерево. Что бы ни нахо- дилось в памяти - это всего лишь последовательная цепочка чисел. Если вы не боитесь риска - можете делать все, что вам вздумается. Современные прграммисты выбирают С не только из-за его преи- муществ. В настоящее время мы имеем дело с цепной реакцией: чем больше написано на С, тем больше на нем напишут еще. Это одна из причин, почему язык С++ сохраняет С в качестве подмножества. По мнению автора С++, Бьерна Страуструпа, различие между идеологией С и С++ заключается примерно в следующем: программ на С отражает "способ мышления" процессора, а С++ - способ мышления программиста. Отвечая требованиям современного программирования, С++ делает акцент на разработке новых типов данных, наиболее пол- но соответствующих концепциям выбранной области знаний и задачам приложения. На С пишут библиотеки функций, С++ позволяет созда- вать библиотеки классов. Класс является ключевым понятием С++. Описание класса содержит описание данных, требующихся для пред- ставления объектов этого типа, и набор операций для работы с по- добными объектами. В отличие от традиционных структур С или Паскаля, членами класса являются не только данные, но и функции. Функции-члены класса имеют привилегированный доступ к данным внутри объектов этого класса и обеспечивают интерфейс между этими объектами и ос- тальной программой. При дальнейшей работе совершенно не обяза- тельно помнить о внутренней структуре класса и мехагизме работы "встроенных функций". В этом смысле класс подобен электрическому прибору - мало кто знает о его устройстве, но все знают, как им пользоваться. Часто в целях повышения эффективности и упрощения структуры программы приходится заставлять ее работать с разнородными объек- тами так, как если бы они имели один и тотже тип. Например, ок- ружность и квадрат естественно рассматривать как варианты геомет- рической фигуры. Полезно составлять списки фигур, нарисованных на экране, или функций, которые их размножают, двигают и т.д. О точ- ном типе объекта приходится порой забывать. Список геометричес- ких фигур "не знает", что в нем находится - отрезки или звездоч- ки. Не знает этого и компилятор. Но все время, пока вы рисуете эти объекты, неизбежно приходится "помнить", что они из себя представляют. Конечно, возможности низкого уровня позволяют "за- бывать" и "вспоминать" когда и как нам заблагорассудится, но при этом компилятор теряет контроль над осмысленностью действий. Использование производных классов и виртуальных функций поз- воляет избежать рискованной техники и не заботится о том, в ка- кой форме объект типа "геометрическая фигура" хранит информацию о том, круг он или квадрат. (Кроме возможностей ООП, создание ти- пов данных "треугольник" или "квадрат" как производные от базово- го класса "геометрическая фигура" отражает логическую связь поня- тий). Виртуальные функции, по существу, определяют, что именно можно делать с объектом, а не то, как это делать. Создавая класс "геометрическая фигура", мы можем включить в него виртуальные функции рисования, увеличения, поворота. С использованием этих функций можно создать еще один член класса. Затем можно разработать библиотеку программ интерактивной графики, снабдив ее средствами диалого, функциями вроде дополне- ния некоторой области экрана одинаковыми геометрическими фигура- ми и т.д. Библиотечные функции будут вызывать функции-члены клас- са "геометрическая фигура": рисования, движения, поворота,увели- чения. А после того, как мы все это напишем, откомпилируем, спря- чем текст функций, которые считаем своей интеллектуальной соб- ственностью, начинается самое интересное. Теперь мы можем опи- сать сколько угодно новых типов фигур - многоугольников, звездо- чек, эллипсов - производных от класса "геометрическая фигура" и объяснить, как их рисовать, увеличивать и поворачивать. Как дви- гать - объяснять не надо. Это уже есть в базовом классе. Функции нашей библиотеки могут работать собъектами вновь созданных типов, для них это варианты геометричесой фигуры. Следует отметить, что в производных классах могут (и, как правило, должны) появлятся данные и функции, которых нет в базовом классе. Однако ни одна из функций, обрабатывающих "геометрические фигуры", никогда не уз- нает о специфических свойствах многоугольника или эллипса, кроме того, что они по-своему рисуются, увеличиваются и поворачиваются. Производный класс сам может быть базовым для других классов, а поздние версии С++ позволяют сделать один класс производным от нескольких других. При написании программы часто допускаются досадные оплошнос- ти, обнаруживающиеся только на стадии выполнения и, увы, слишком поздно. Например, если переменная по смыслу - знаменатель дроби, хотелось бы получить сообщение об ошиюке тогда, когда ей присваи- вается ноль, а не тогда, когда на этот ноль что-нибудь делится. Или, скажем, функция рисования точки. Невозможно удержаться от соблазна вызвать ее хотя бы раз без проверки выхода за границы экрана. В то же время , если мы пишем программу рисования линии, обязательно нужна функция, которая тупо ставит точку - и как мож- но быстрее. Существует много ситуаций, когда функции и данные следует разрешить использовать только привилегированным функциям, над которыми ва "хорошо подумали". В С++ этого можно добиться, сделав "опасные" данные и функции защищенными членами какого-ни- будь класса. К ним имеют доступ только функции-члены этого же класса, а так же друзья класса. Напротив, если данные или фун- кции-члены объявлены public, они являются общедоступными. С++ предоставляет в распоряжение программиста сложные типы данных. Однако ни аппарат классов, ни перегрузка операций не влияют на эффективность. То, что класс - это класс, известно только компилятору. Если функции-члены классов объявлены inline, на их вызов не требуется время. Фактически это не функции, а под- становки. Лишь виртуальные функции оставляют относительно не- большой след в оперативной памяти. Из всего выше сказанного вытекает логичный вывод: С++ наибо- лее удобный, универсальный и необходимый язык. Но все же возни- кает вопрос, что же было написано на этом языке, используя прин- ципы ООП, что можно было бы "потрогать" любому программисту или пользователю. Ответ очевиден - это Microsoft Windows. MS Windows и новый метод разработки программ. Одним из наиболее важных механизмов взаимодействия программ является обмен данными. В MS Windows существует несколько способов взаимодействия приложений: - почтовый ящик; - динамический обмен данными; - встраивание объектов. Специальный почтовый ящик (clipboard) Windows позволяет пользователю переносить информацию из одного приложения в другое, не заботясь об ее форматах и представлении. В отличие от профессиональных операциональных операционных систем, где механизм обмена данными между программами доступен только программисту, в Windows это делается очень просто и наг- лядно для пользователя. Механизм обмена данных между приложениями - жизненно важное свойство многозадачной среды. И в настоящее время производители программного обеспечения пришли уже к выводу, что для переноса данных из одного приложения в другое почтового ящика уже недоста- точно. Появился новый, более универсальный механизм - OLE ( Object Linking and Embedding ) - Встроенная объектная связь, который позволяет пе- реносить из одного приложения в другое разнородные данные. Напри- мер, с помощью этого механизма данные, подготовленные в системе сетевого планирования Time Line for Windows ( Symantec ), можно переносить в текстовый процессор Just Write ( Symantec ), а за- тем, скажем, в генератор приложений Object Vision (Borland). Правда, это уже нестандартное средство Microsoft Windows, но тем не менее реализация OLE стала возможной именно в Windows. Кроме механизма почтового ящика, предназначенного, в основ- ном, для пользователя, программисту в Windows доступны спе- циальные средства обмена данными между приложениями. Программным путем можно установить прямую связь между зада- чами, например, принимая данные из последовательного порта, авто- матически помещать их, скажем, в ячейки электронной таблицы Excel, средствами которой можно тут же отображать сложные зависи- мости в виде графиков или осуществлять их обработку в реальном режиме времени (этот механизм носит название динамического обме- на данными - Dynamic Data Exchange, DDE ). Основные термины Клиентское приложение DDE - приложение, которому необходи- мо установить диалог с сервером и получить данные от сервера в процессе диалога. DDE-диалог - взаимосвязь между клиентским и серверным при- ложениями. Сервер-приложение - DDE приложение, которое передает дан- ные клиенту в процессе диалога. DDE-Транзакция -обмен сообщениями или данными между клиен- том и сервером. Item имя - строка, идентифицирующая некоторое множество данных, которое сервер в состоянии передать клиенту в процессе диалога. Service имя - строка, генерируемая сервером и используе- мая клиентом для установления диалога. Строковый указатель - двойное слово, генерируемое опера- ционной системой, идентифицирующее строку, передающуюся в процес- се динамического обмена данными. Topic имя - строка, которая идентифицирует тип данных, необходимых клиентскому приложению при динамическом обмене данных. Фильтр транзакции - флаг, который препятствует передаче нежелательных типов транзакций в функцию обратного вызова. В Microsoft Windows динамический обмен данных является фор- мой связи, которая использует общие области памяти для обмена данными между приложениями. Приложение может использовать DDE в некоторый момент времени для передачи и получения новых данных от сервера. Механизм DDE схож с механизмом почтового ящика, который яв- ляется частью операционной системы WINDOWS. Существует лишь нез- начительная разница в том, что почтовый ящик, в большинстве слу- чае, используется как буфер временного хранения информации. DDE может быть инициализирован пользователем и в большинстве случаев продолжать работать без его вмешательства. Библиотека DDEML обеспечивает пользователя набором средств, которые упрощают использование механизма DDE в WINDOWS приложе- ниях. Вместо того, чтобы обрабатывать, получать и передавать DDE сообщения напрямую, приложения используют функции DDEML библиоте- ки. Библиотека DDEML также обеспечивает работу со строками и раз- деляемыми данными, генерируемыми DDE приложениями. Вместо того, чтобы использовать указатели на общие области памяти, DDE прило- жения создают и обмениваются строковыми указателями, которые идентифицируют строки и данные. Уже существующие приложения, использующие протокол DDE, ос- нованный на сообщениях полностью совместимы с теми, которые ис- пользуют библиотеку DDEML. Вот почему приложение, использующее DDE-протокол могут установить диалог и выполнять транзакции с приложениями, использующими библиотеку DDEML. Взаимосвязь между клиентом и сервером. DDE возникает всегда между клиентским приложением и сервер- ным. Клиентское приложение инициализирует обмен данными путем ус- тановления диалога с сервером и передачи транзакции. Транзакция необходима для данных и обслуживания. Сервер отвечает на транзак- цию и обеспечивает клиента данными. Сервер может иметь сразу нес- колько клиентов в одно и тоже время, в свою очередь, клиент мо- жет получать данные сразу от нескольких серверов. Некоторое при- ложение одновременно может быть и клиентом и сервером. В добавок к вышесказанному, клиент и сервер могут оборвать диалог в любое удобное для них время. DDE сервер использует три зарезервированных типа имен, рас- положенных иерархично: service, topic item - уникально идентифи- цируют некоторое множество данных, которое сервер может передать клиенту в процессе диалога. Service имя - это строка, которую генерирует сервер в те промежутки времени, в которые клиент может установить диалог с сервером. Topic имя - это строка, которая идентифицирует логичес- кий контекст данных. Для сервера, который манипулирует файлами, topic имена это просто названия файлов; для других серверов - это специфические имена конкретного приложения. Клиент обязательно должен указывать topic имя вместе с service именем, когда он хо- чет установить диалог с сервером. Item имя - это строка, которая идентифицирует некото- рое множество данных, которое сервер может передать клиенту в процессе транзакции. Например, item имя может идентифицировать ЦЕЛОЕ ( int, integer ), СТРОКУ ( string, char * ), несколько па- раграфов текста, или BITMAP образ. Все вышеуказанные имена позволяют клиенту установить диа- лог с сервером и получить от него данные. Системный режим Системный режим работы обеспечивает клиента всей необходи- мой информцией о сервере. Для того, чтобы определить, какие серверы доступны в дан- ный момент времени, а также какой информацией они могут обеспе- чить клиента, последний, находясь в начальном режиме работы, дол- жен установить имя устройства, равное NULL. Такой шаблон диалога максимально увеличивает эффективность работы, а также работу с сервером в системном режиме. Сервер, в свою очередь, должен под- держивать нижеописанные item имена, а также другие, часто ис- пользуемые клиентом: SZDDESYS ITEM TOPICS - список item имен, с которыми может работать сервер в данный момент времени. Этот список может изме- няться время от времени. SZDDESYS ITEM SYSITEMS - список item имен, с которыми мо- жет работать сервер в системном режиме. SZDDDESYS ITEM STATUS - запросить текущий статус сервера. Обычно, данный запрос поддерживается только в формате CF_TEXT и содержит строку типа Готов/Занят. SZDDE ITEM ITEMLIST - список item имен, поддерживаемых сер- вером в несистемном режиме работы. Этот список может меняться время от времени. SZDDESYS ITEM FORMATS - список строк, представляющий собой список всех форматов почтового ящика, поддерживаемых сервером в данном диалоге. Например, CF_TEXT формат представлен строкой TEXT. Основное назначение и работа функции обратного вызова Приложение, которое использует DDEML, должно содержать фун- кцию обратного вызова, которая обрабатывает события, полученные приложением. DDEML уведомляет приложение о таких событиях путем посылки транзакций в функцию обратного вызова данного приложения. В зависимости от флага фильтра транзакции, сформированного при вызове функции DdeInitialize, функция обратного вызова полу- чает отсортированные транзакции вне зависимости от того, являет- ся ли данное приложение клиентом, сервером или тем и другим од- новременно. Следующий пример демонстрирует наиболее типичное ис- пользование функции обратного вызова. HDDEDATA CALLBACK DdeCallback( uType, uFmt, hconv, hsz1, hsz2, hdata, dwData1, dwData2 ) UINT uType; // Тип транзакции UINT uFmt; // Формат почтого ящика HCONV hconv; // Идентификатор диалога HSZ hsz1; // Идентификатор строки #1 HSZ hsz2; // Идентификатор строки #2 HDDEDATA hdata; // Идентификатор глобального объек- та памяти DWORD dwData1; // Данные текущей транзакции #1 DWORD dwData2; // Данные текущей транзакции #2 { switch (uType) { case XTYP_REGISTER: case XTYP_UNREGISTER: . . . return (HDDEDATA) NULL; case XTYP_ADVDATA: . . . return (HDDEDATA) DDE_FACK; case XTYP_XACT_COMPLETE: . . . return (HDDEDATA) NULL; case XTYP_DISCONNECT: . . . return (HDDEDATA) NULL; default: return (HDDEDATA) NULL; } } Параметр uType идентифицирует тип посланной транзакции в функцию обратного вызова при помощи DDEML. Значения оставшихся параметров зависят от типов транзакции. Типы транзакций будут об- суждены нами в разделе "Обработка Транзакций". Диалог между приложениями Диалог между клиентом и сервером всегда устанавливается по требованию клиента. Когда диалог установлен, оба партнера полу- чают идентификатор, который описывает данный диалог. Партнеры используют этот идентификатор в большинстве фун- кций DDEML для посылки транзакций и для их обработки. Клиенту мо- жет потребоваться диалог как с одним сервером, так и с нескольки- ми. Рассмотрим подробно как приложение устанавливает диалог и получает информацию о уже существующих каналах связи. Простой Диалог Клиентское приложение устанавливает простой диалог с серве- ром путем вызова функции DdeConnect и определяет идентификаторы строк, которые содержат всю необходимую информацию о service име- ни текущего сервера и интересущем клиента в данный момент topic имени. DDEML отвечает на вызов этой функции посылкой соответствую- щей транзакции XTYP_CONNECT в функцию обратного вызова каждого доступного в данный момент времени сервера, зарегистрированное имя которого совпадает с именем, переданным при помощи функции DdeConnect при условии, что сервер не отключал фильтр service имени вызовом функции DdeServiceName. Сервер может также установить фильтр на XTYP_CONNECT тран- закцию заданием соответствующего флага CBF_FAIL_CONNECTIONS при вызове функции DdeInitialize. В процессе обработки транзакции типа XTYP_CONNECT DDEML пе- редает полученные от клиента service и topic имена серверу. Сер- вер должен проверить эти имена и возвратить TRUE, если он в сос- тоянии работать с такими именами, и FALSE в противном случае. Если ни один из существующих серверов не отвечает на CONNECT-зап- рос клиента, функция DDeConnect возвращает ему NULL с информа- цией о том, что в данный момент времени НЕ возможно установить диалог. Однако, если сервер возвратил TRUE, то диалог был успешно установлен и клиент получает идентификатор диалога - двойное слово, посредством которого и ведется обмен данными с сервером. Затем сервер получает транзакцию вида XTYP_CONNECT_CONFIRM (в случае, если он НЕ описывал флаг фильтра CBF_FAIL_CONFIRMS при вызове соответствующей функции). В нижеприведенном примере производится попытка установить диалог с сервером, который в состоянии работать с service именем 'My Server' в системном режиме. Считаем, что параметры hszSysTopic и hszServName уже предварительно созданы нами ранее. HCONV hConv; HWND hwndParent; HSZ hszServName; HSZ hszSysTopic; . . . hConv = DdeConnect( idInst, // Копия приложения hszServName, // Идентификатор service-имени handle hszSysTopic,// Идентификатор system-topic-имени (PCONVCONTEXT) NULL); // Используем контекст по умолчанию if( hConv == NULL ) { MessageBox( hwndParent, "MyServer НЕ доступен!", (LPSTR) NULL, MB_OK ); return FALSE; } . . . В этом примере функция DdeConnect заставляет DDEML посы- лать транзакцию вида XTYP_CONNECT в функцию обратного вызова сер- вера MyServer. А теперь приведем пример функции обратного вызова сервера, который обрабатывает транзакцию XTYP_CONNECT и сравнивает свое зарегистрированное имя с именем, полученным от клиента. Как уже было отмечено ранее, если они совпадают, то сервер в состоянии установить диалог с клиентом. #define CTOPICS 5 HSZ hsz1; // Идентификатор строки, полученный от DDEML. HSZ ahszTopics[CT |
