2008.05_Freebasic – Basic na miarę XXI wieku_[Programowanie].pdf - Programowanie - SOLARIX33

Programowanie

Język programowania/FreeBasic

na miarę XXI wieku

Marek Sawerwain

Język programowania Basic stracił bardzo wiele na popularności w ciągu ostatnich lat. W latach 80.

był to bardzo popularny język programowania szczególnie na komputerach ośmiobitowych takich jak

ZX Spectrum, Atari XL oraz Commodore C64. Wbrew pozorom znacznie późniejszy AMOS, znany z

komputerów AMIGA był językiem bardzo podobnym do Basica. O jego popularności zadecydowała m. in.

duża liczba rozszerzeń, które ułatwiały tworzenie efektownej graiki oraz oprawy muzycznej i dźwiękowej.

programie OpenOfice. Jednakże, istnieją dwa

bardzo ciekawe projekty związane z Basiciem

dla systemu Linux. Pierwszym jest GAM-

BAS. Jest to próba przeniesienia języka Visual Basic do śro-

dowiska UNIXowego. I co warto podkreślić, całkiem udana.

Drugi projekt to FreeBasic, czyli bardzo nowoczesna odmia-

na języka Basic, ale zgodna w wielu aspektach z językiem

QuickBasic (był on dostępny w systemie MS-DOS). Oferu-

je dostęp do wielu współcześnie stosowanych bibliotek np.:

OpenGL, do funkcji systemu baz danych o nazwie SQLite,

czy też do funkcji z biblioteki SDL, o ile tylko wersja binarna

tej biblioteki jest dostępna w systemie. Jest to ogromną zale-

tą, ponieważ po instalacji standardowego pakietu uzyskuje-

my dostęp do wielu przydatnych funkcji.

sności a nawet istnieje możliwość przeciążania operatorów. Bez

kłopotów możemy korzystać z przestrzeni nazw, z preproceso-

ra zgodnego z ANSI C i z wielu innych nowoczesnych właści-

wości jak np.: wątki (ang. thread ).

Warto się przyjrzeć jak wyglądają wobec tego możliwo-

ści programowania obiektowego. Zdeiniujmy klasę o nazwie

Vektor2D, która będzie zawierać dwa pola x oraz y typu single

(liczba zmiennoprzecinkowa o pojedynczej precyzji) oraz ope-

rator konwersji na ciąg znaków. Odpowiednia deinicja przed-

stawia się w następujący sposób: (Listing 4.)

Zaletą FreeBasic względem języka C++ jest następujący

prosty fakt: operator konwersji został nazwany wprost słowem

Cast . Polepsza to znacząco czytelność kodu i trzeba przyznać,

iż w tym konkretnym przypadku autorzy FreeBasica lepiej roz-

wiązali ten aspekt niż np.: w C++. Operator ten jest traktowany

jako funkcja, dlatego o typie konwersji decyduje także typ war-

tości wynikowej. Deklaracja operatora przedstawia się w nastę-

pujący sposób:

Co może FreeBasic?

Współpraca FreeBasic'a z dostępnymi bibliotekami jest bar-

dzo ważna. Należy podkreślić, że FreeBasic oferuje łatwą

współpracę z innymi językami jak np.: C++ czy Java.

Jednak to nie wszystkie możliwości FreeBasica. Pozwa-

la on na tworzenie programów obiektowych, dostępne są wła-

operator Vector2D.cast () As String

return "(" + Str(x) + ", " + Str(y) + ")"

End Operator

maj 2008

Freebasic – Basic

D zisiaj Basic jest kojarzony z makrami np.: w

Programowanie

Język programowania/FreeBasic

Właściwą konwersję wartości pól x oraz y wy-

konuje funkcja Str . Jednakże, skoro mamy de-

inicję typu wektora dwuwymiarowego, to bez

większego trudu możemy przeciążyć operator

dodawania:

względem Javy, która w przypadku większych

programów mimo wszystko nie oferuje zbyt du-

żej wydajności, a na poziomie programowania

strukturalnego, jego możliwości są podobne do

języka C czy np.: ciągle popularnego Pascala.

cji graicznych, choć oferuje podstawowe możli-

wości, to oferuje bardzo proste API nie sprawia-

jące żadnych kłopotów. Naturalnie potrzebny jest

kompilator. Sposób jego instalacji został pokrót-

ce przedstawiony w ramce pt.: Instalacja kompi-

latora FreeBasic .

Nasz program będzie działał w ramach śro-

dowiska X-Windows choć wszystkie zawiłości z

obsługą okna są przed nami ukryte. Kod źródło-

wy jest w całości zawarty na Listingu 1. Pierwsze

declare operator + ( ByRef leftArg As

Vector2D, ByRef rightArg As Vector2D

) As Vector2D

Pierwszy program

Nasz pierwszy program, to nieskomplikowana

aplikacja, która uruchamia tryb graiczny o nu-

merze 17, czyli tryb 640x400. Biblioteka funk-

Gdzie argument leftArg odpowiada lewemu ar-

gumentowi, natomiast prawy o nazwie righ-

tArg zgodnie ze swoją nazwą prawemu argu-

mentowi operatora dodawania. Obydwa argu-

menty jak widać, są przekazywane przez refe-

rencję, co oznacza wysoką wydajność, ponie-

waż nie są wykonywane kopie argumentów.

Tym razem implementacja przedstawia się na-

stępująco: (Listing 5.)

Nowy wektor jest utworzony za pomocą

konstrukcji Type<Vector2D> , gdzie zgodnie z

kolejnością deklarowania argumentów podaje-

my wartości poszczególnych pól. W podobny

sposób możemy deklarować nowe wektory, ini-

cjalizując od razu pola obiektu:

Listing 1. Uruchomienie trybu graicznego oraz wyświetlenie palety dostępnych kolorów

DIM key AS STRING , driver AS STRING

DIM AS INTEGER i , j , w , h , d , rate

CONST depth = 32

SCREEN 17 , depth

SCREENINFO w , h , d ,,, rate , driver

LOCATE 2 , 2 : PRINT "Mode: " + STR ( w ) + "x" + STR ( h ) + "x" + STR ( d ) ;

IF ( rate > 0 ) THEN

PRINT " @ " + STR ( rate ) + " Hz" ;

END IF

PRINT " (" + driver + ")"

Dim a As Vector2D = Type<Vector2D>(

2.2, 3.3 )

FOR j = 0 TO w - 1

LINE ( 32 + j , 40 ) - ( 32 + j , 79 ) , j SHL 16

LINE ( 32 + j , 100 ) - ( 32 + j , 139 ) , j SHL 8

LINE ( 32 + j , 160 ) - ( 32 + j , 199 ) , j

NEXT j

Naturalnie w klasie - czy używając nomenklatu-

ry FreeBasica: typie - możemy korzystać z kon-

struktora oraz destruktora. Zaletą jest również

obecność własności. Własność do odczytu dekla-

rujemy w następujący sposób:

SLEEP

declare property prop_name as integer

Natomiast jeśli chcemy jeszcze utworzyć wła-

sność do zapisu to odpowiednia deklaracja przyj-

muje następującą postać:

declare property prop_name( new_value

as integer )

Jednakże istnieją także mankamenty. Przedsta-

wiana wersja języka o numerze 0.18c nie oferuje

na obecnym etapie np.: dziedziczenia oraz funk-

cji wirtualnych, co naturalnie stanowi ogrom-

ne ograniczenie modelu obiektowego. Jednakże

autorzy mają w planach wprowadzenie tej mimo

wszystko zasadniczej właściwości. Toteż po uzu-

pełnieniu własności obiektowych będzie można

powiedzieć, iż jest to język o możliwościach zbli-

żonych do C++ czy Java.

Mimo ograniczeń w modelu obiektowym w

odróżnieniu od swoich protoplastów sprzed wie-

lu lat FreeBasic to sprawny 32-bitowy kompila-

tor, który daje możliwość tworzenia wydajnych

aplikacji, co stanowi od razu o jego zalecie np.:

Rysunek 1. Uruchomiony przykład programu Stars oraz przykład z Listing 1, w tle fragmenty kodu źródłowe-

go programu

www.lpmagazine.org

Programowanie

Język programowania/FreeBasic

dwie linie na Listingu rozpoczynające się od sło-

wa DIM to deklaracje zmiennych. Następnie de-

iniujemy stałą, która będzie oznaczać liczbę bi-

tów przeznaczonych na kolor. Uruchomienie try-

bu graicznego sprowadza się do użycia polece-

nia SCREEN . W rzeczywistości jest to procedu-

ra, a dokładniej podprogram, jednakże dla odróż-

nienia od innych funkcji np.: z biblioteki FMOD ,

wszystkie nazwy związane bezpośrednio z Fre-

eBasiciem będą nazywane poleceniami.

Pierwszy argument polecenia SCREEN to

numer trybu (17 odpowiada rozdzielczości

640x400, a np.: 21 to rozdzielczość 1280x1024),

drugi argument to liczba bitów opisujących ko-

lor jednego piksela. Polecenie SCREEN, posiada

jednakże znacznie więcej parametrów np.: wy-

wołanie w postaci:

źródłowy naszego programu należy poddać kom-

pilacji, ponieważ w przeciwieństwie do starych

wersji Basica, FreeBasic to kompilator. Kompi-

lacja niestety wymaga skorzystania z konsoli, ale

jest bardzo łatwa. Jeśli nasz program z Listing 1,

zapiszemy w katalogu domowym pod nazwą np.:

example_0.bas , to kompilacja sprowadza się do

wydania polecenia:

dzieć się, jakie tryby graiczne, a dokładniej ja-

kie rozdzielczości, możemy włączyć. Wystar-

czy napisać prosty program o następującej po-

staci: (Listing 6.)

Kluczowym poleceniem jest SCREEN-

LIST, które jeśli uruchomimy z parametrem

oznaczającym ilość bitów przeznaczonych na

kolor zwróci liczbę całkowitą, gdzie starsze bi-

ty zawierają szerokość, natomiast młodsze bity

wysokość. Informacje o kolejnych trybach uzy-

skujemy wywołując polecenie SCREENLIST bez

dodatkowych parametrów. Na końcu SCREEN-

LIST zwraca wartość zero, oznaczającą koniec

fbc example_0.bas

Uzupełniając jeszcze informacje o trybie gra-

icznych trzeba dopowiedzieć, iż łatwo dowie-

SCREEN 18, 32, 4, 1

oznacza uruchomienie trybu 640x480 o 32-bi-

towym kolorze, gdzie mamy dostęp do czterech

ekranów, po których można rysować. Naturalnie

tylko jeden z nich jest widoczny w danej chwi-

li. Ostatni parametr -- jedynka – oznacza, iż tryb

graiczny zostanie uruchomiony w trybie pełne-

go ekranu. Do uruchomienia trybu graicznego

wygodnie będzie też użyć polecenia SCREENRES .

Dwa pierwsze argumenty, to odpowiednio szero-

kość i wysokość, więc możemy napisać:

SCREENRES 640, 480, 32, 4, 1

W naszym programie po uruchomieniu trybu

graicznego za pomocą SCREENINFO uzyskujemy

szereg informacji o parametrach obrazu. Warto

zwrócić uwagę na to, iż część parametrów została

pominięta - wystarczy tylko wstawić przecinek, a

ewentualną nazwę zmiennej pominąć.

Kolejna część programu za pomocą funkcji

LOCATE (ustawienie pozycji kursora) oraz PRINT

w lewym górnym rogu wyświetli podstawo-

we informacje o uruchomionym trybie graicz-

nym. Pętla FOR jest odpowiedzialna za narysowa-

nie trzech pasów w odcieniach czerwieni, zieleni

oraz koloru niebieskiego. Rysowanie jest realizo-

wane za pomocą funkcji LINE . Informacja o ko-

lorze jest zawarta w drugim argumencie, ponie-

waż pierwszy parametr to współrzędne początku

i końca zapisane w postaci dwóch par rozdzie-

lonych myślnikiem: (x1,y1) – (x2,y2) . Kod

Rysunek 2. Strona domowa projektu FreeBasic

Na płycie CD/DVD

Na płycie CD/DVD znajdują się wykorzy-

stywane biblioteki, kod źródłowy programu

oraz wszystkie listingi z artykułu.

Rysunek 3. Tworzenie interfejsu graicznego dla odtwarzacza modułów

maj 2008

Programowanie

Język programowania/FreeBasic

listy dostępnych rozdzielczości.

Jeśli tak się stało, uruchomienie odtwarza-

nia pliku nastąpi po wywołanie funkcji FMU-

SIC_PlaySong , natomiast zatrzymanie od-

twarzania za pomocą funkcji FMUSIC_Stop-

Song . Usunięcie modułu z pamięci następu-

je po wywołaniu funkcji FMUSIC_FreeSong .

Po rozpoczęciu odtwarzania muzyki FreeBa-

sic wykonuje swój program w sposób zupeł-

nie niezależny, więc nie musimy się martwić

o płynność odtwarzania muzyki. Bibliote-

ka FMOD jest pod tym względem niezależ-

na od naszego programu. Dlatego za pomo-

Mały odtwarzacz modułów

Na płycie DVD dołączonej do czasopisma

(oraz na stronie czasopisma Linux+) znajdują

się źródła omówionych przed chwilą przykładów

jak również kilka innych programów. Jednakże,

aby nie tracić miejsca na ich prezentację, zajmie-

my się tylko jednym z nich, a mianowicie pro-

gramem do odtwarzania modułów muzycznych.

Moduły muzyczne, czyli pliki o rozszerzeniu

min.: MOD, S3M oraz XM to bardzo popularne

formaty na tzw. demoscenie, ale nie tylko. Znana,

szczególnie miłośnikom gier, gra Unreal również

korzystała z modułów muzycznych.

Ponieważ FreeBasic oferuje dostęp do bi-

blioteki FMOD, która odtwarza tego typu pliki,

w ramach prostego ćwiczenia dość łatwo zbudo-

wać całkiem przydatny program. Listing 2 przed-

stawia kod źródłowy programu wykorzystujący

bibliotekę FMOD.

Nasz program zaczynamy od polecenia pre-

procesora #include. Podobnie jak jego odpowied-

nik w języku C, polecenie #include włącza plik

nagłówkowy. Dodatkowe słowo once zapewnia,

że plik zostanie włączony tylko raz.

Programy w Basicu nie mają wyróżnio-

nej funkcji, od której rozpoczyna się wykony-

wanie programu. Program rozpoczyna pracę od

pierwszej instrukcji w pliku źródłowym. W na-

szym programie jest to instrukcja warunkowa IF.

Wcześniej wprowadzamy deklarację funkcji er-

ror_sub przeznaczonej do obsługi błędów i kilka

stałych. Jedna z nich, music_ile , zawiera nazwę

pliku do odtwarzania. Nie jest to dobre rozwiąza-

nie, gdyż lepiej byłoby wyposażyć nasz program

w interfejs dla użytkownika i tak zrobimy w na-

stępnym punkcie.

Zadanie pierwszej instrukcji warunkowej,

to sprawdzenie wersji biblioteki FMOD. Upew-

niamy się, czy używana przez program wersja

FMOD nie jest niższa niż wersja FMOD zastoso-

wana podczas kompilacji naszego programu. Jest

tak się stanie, funkcja error_sub zakończy dzia-

łania naszej aplikacji.

Gdy numer wersji biblioteki jest odpo-

wiedni, należy dokonać inicjalizacji bibliote-

ki FMOD. To zadanie wykonuje kolejna in-

strukcja warunkowa wywołująca funkcję FSO-

UND_Init . Pierwszy parametr to częstotli-

wość dźwięku, czyli 44kHz, natomiast liczba

32 oznacza ilość dostępnych kanałów dźwię-

ku. Ostatni parametr pozwala na wprowadzenie

dodatkowych lag, my jednak nie wykorzystu-

jemy żadnych dodatkowych właściwości.

Po udanej inicjalizacji od razu może-

my spróbować wczytać moduł funkcją FMU-

SIC_LoadSong . Wartość różna od zera ozna-

cza, iż moduł został poprawnie wczytany.

W sieci

• Strona projektu FreeBasic - http://www.freebasic.net

• Top50, czyli 50 najlepszych stron o FreeBasic'u - http://www.fbtop50.com

• Spis gier opracowanych we FreeBasic'u - http://games.freebasic.net

• Wiele narzędzi do programowania, również dla FreeBasic'a - http://www.phatcode.net

• Najnowsze informacje zawiązane z kompilatorem FreeBasic - http://

report.freebasic.info

• Ciekawa strona zawierająca interesujące przykłady wraz z kodem źródłowym, natu-

ralnie we FreeBasic'u – http://aapproj.phatcode.net

Listing 2. Odtwarzanie modułu muzycznego

# include once "fmod.bi"

DECLARE SUB error_sub ( byval Message as string )

const TRUE = 1

const FALSE = 0

const music_ile = "aryx.s3m"

DIM song AS FMUSIC_MODULE ptr

IF ( FSOUND_GetVersion () < FMOD_VERSION ) THEN

error_sub ( "Do poprawnego działania programu naley zainstalowa co

najmniej wersj " & FMOD_VERSION )

END IF

IF ( FSOUND_Init ( 44100 , 32 , 0 ) = FALSE ) THEN

error_sub ( "Nie mona uruchomi systemu FMOD!" )

END IF

song = FMUSIC_LoadSong ( music_ile )

IF song = 0 THEN

error_sub ( "Nie mona wczyta pliku """ + music_ile + """" )

END IF

FMUSIC_PlaySong ( song )

PRINT "Nacinij klawisz spacji (lub dowolny inny) aby zakoczy działanie

tego programu."

SLEEP

FMUSIC_FreeSong ( song )

FSOUND_Close

END

SUB error_sub ( BYVAL message AS String )

print "Błd: " ; message

FSOUND_Close

END 1

END SUB

www.lpmagazine.org

Programowanie

Język programowania/FreeBasic

Listing 3. Fragmenty programu do odtwarzania plików muzycznych

cą polecenia PRINT wyświetlamy komunikat

i poleceniem SLEEP usypiamy nasz program,

ale muzyka nadal jest odtwarzana. Ta wła-

sność okaże się bardzo wygodna w następ-

nym przykładzie.

# include once "gtk/gtk.bi"

# include once "gtk/libglade/glade-xml.bi"

# include once "fmod.bi"

declare sub on_EndWorkBTN_clicked cdecl alias "on_EndWorkBTN_clicked" (

byval object as GtkObject ptr , byval user_data as gpointer )

' usuni  te fragmenty

namespace global

Dim music_ilename As String

Dim song As FMUSIC_MODULE ptr

Dim paused As Byte

Dim FileNameENTRY As GtkWidget ptr

end namespace

Dim xml As GladeXML ptr

Dim MainWin As GtkWidget ptr

global . music_ilename = ""

gtk_init ( NULL , NULL )

' inicjalizacja FMOD

xml = glade_xml_new ( "mplaywin.glade" , NULL , NULL )

MainWin = glade_xml_get_widget ( xml , "MainWin" )

global . FileNameENTRY = glade_xml_get_widget ( xml , "FileNameENTRY" )

gtk_widget_show_all ( MainWin )

glade_xml_signal_autoconnect ( xml )

gtk_main ( )

g_object_unref ( xml )

FSOUND_Close

end 0

' usuni  te fragmenty

sub on_PlayBTN_clicked cdecl ( byval object as GtkObject ptr , byval

user_data as gpointer ) export

global.song = FMUSIC_LoadSong( global.music_ilename)

if global . song = 0 then

error_sub ( "Nie mona wczyta pliku: " & global . music_ilename )

else

FMUSIC_PlaySong ( global . song )

end if

end sub

sub on_StopBTN_clicked cdecl ( byval object as GtkObject ptr , byval

user_data as gpointer ) export

FMUSIC_FreeSong( global.song )

end sub

sub on_PauseBTN_clicked cdecl ( byval object as GtkObject ptr , byval

user_data as gpointer ) export

Dim tmp As Byte

if global . paused = 0 then

tmp = FMUSIC_SetPaused ( global . song , 1 )

global . paused = 1

else

tmp = FMUSIC_SetPaused ( global . song , 0 )

global . paused = 0

end if

end sub

sub on_SelFileBTN_clicked cdecl ( byval object as GtkObject ptr , byval

user_data as gpointer ) export

' usuni  te fragmenty

end sub

Duży odtwarzacz modułów

Poprzedni przykład, niestety, nie ma interfej-

su graicznego, toteż należy taki interfejs zbu-

dować. Załóżmy, że w naszym programie wy-

stąpi pięć przycisków. Trzy pierwsze związane

będą z odtwarzaniem muzyki: Play, Pause oraz

Stop. Przycisk O.K. kończy pracę naszej apli-

kacji. Ostatnim przyciskiem jest przycisk o na-

zwie „trzy kropki”. Za jego pomocą wybieramy

moduł do odtwarzania. Dodamy również pole

edycyjne, w którym wyświetlana będzie nazwa

pliku wraz z pełną ścieżką.

Do budowy tak prostego interfejsu, mi-

mo wszystko, najlepiej skorzystać z biblio-

teki GTK+, tym bardziej iż FreeBasic ofe-

ruje pełny dostęp do tej biblioteki. Wspiera-

ne są również pliki XML zawierające opis in-

terfejsu wygenerowanego za pomocą progra-

mu GLADE.

Niestety kod źródłowy naszej aplikacji jest

już zbyt duży, aby go zaprezentować w całości,

dlatego Listing 3 przedstawia tylko wybrane,

choć jak widać obszerne, fragmenty. Podobnie

jak w poprzednim programie rozpoczynamy od

dołączenia plików nagłówkowych. Oprócz bi-

blioteki FMOD dołączamy także pliki dotyczą-

ce biblioteki GTK+ oraz pakietu GLADE-XML.

Następnie deklarujemy nagłówki funkcji odpo-

wiadające na sygnały np.: na sygnał „clicked”,

czyli na tzw. kliknięcie na przycisk. Listing 3 za-

wiera tylko jeden przykład takiej deklaracji. Po-

dobieństwo do języka C jest jak widać oczywi-

ste, choć musimy użyć słowa kluczowego by-

val aby wskazać, iż wartości te są przekazy-

wane przez wartość (tzn. wykonywana jest ko-

pia wskaźników). Nim zaczniemy budować sam

interfejs, należy uruchomić bibliotekę FMOD

- ten fragment jest identyczny jak w poprzed-

nim punkcie, dlatego nie będzie on w tym miej-

scu omawiany.

Kolejny fragment to deinicja przestrzeni

nazw o nazwie global. W ten sposób, wszyst-

kie zmienne, które chcemy aby były widoczne

dla innych funkcji i procedur są zawarte w prze-

strzeni global, pełniącej rolę przestrzeni zmien-

nych globalnych. Ważną zmienną jest zmienna

o nazwie song reprezentująca wczytany moduł

muzyczny. Po deklaracji zmiennych należy za-

inicjalizować bibliotekę GTK. To zadanie jest

realizowane przez funkcję gtk_init. Kolejne li-

nie kodu są praktycznie takie same jak w wielu

aplikacjach GTK+ pisanych bezpośrednio w ję-

zyku C. Zastosowanie funkcji glade_xml_new

maj 2008

2008.05_Freebasic – Basic na miarę XXI wieku_[Programowanie].pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: