Iniciar com Lazarus e Free Pascal

De Menkaura Abiola-Ellison

Tanto se você quer desenvolver sua própria aplicação de banco de dados, como se o que você pretende é criar aplicações web ou até programas de animação, 2D ou 3D, “iniciar com Lazarus e Free Pascal” é, simplesmente, o livro de programação de Lazarus com Free Pascal mais simples e agradável que há disponível.
Neste livro, você descobrirá como abordar a programação orientada a objetos utilizando Lazarus com Free Pascal, com toda confiança. O formato simples e passo a passo de Iniciar com Lazarus e Free Pascal faz com que seja um livro imprescindível para os programadores aspirantes.
Aprenda como dominar as técnicas-chave da programação, desde temas simples até temas mais avançados, seguindo instruções claras e com imagens. Por exemplo, descubra como escrever tratamentos de arquivos simples, aplicações GUI fáceis de utilizar, programação de gráficos, programação de bancos de dados, interceção de erros, tratamento de exceções, técnicas de depuração, inclusão de documentação do código e muito mais.
Descubra a força das mais de 230 bibliotecas de componentes de Lazarus. Este livro está cheio de projetos inspiradores, práticos e fáceis de seguir.

Cada capítulo levará a você desde o princípio até o final com instruções claras e passo a passo, conjuntamente com exemplo para você experimentar. Cada capítulo finaliza com sugestões para provar, permitindo que você teste a si próprio no que tem aprendido. Este livro é basicamente um livro prático, e pede que você “arregace as mangas” e entre em cheio!
Perfeito para entusiastas que queiram desenvolver suas capacidades de programação, e ideal para programadores principiantes, intermediários e avançados que desejem migrar rapidamente a Lazarus.

• Idioma: Português
• Editora: Menkaura Abiola-Ellison
• Data de lançamento: 21 de jan. de 2016
• ISBN: 9780993272349

Pré-visualização do livro

Prefácio

Por que utilizar Lazarus com Free Pascal?

Lazarus não é a única Interface Gráfica de Usuário (GUI) para Free Pascal. Duas que merecem destaque são fpGUI e MSEide+MSEgui.

MSEide+MSEgui…

MSEide é uma Sistema de Desenvolvimento GUI multiplataforma para programadores Pascal, completamente escrito em Pascal. MSEgui não possui compatibilidade com VCL. A biblioteca de gráficos fornece uma interface a win32 e X11. Apesar de ser um esforço de uma única pessoa (Martin S.) neste momento.

Porém, ao momento de escrever este livro, MSEide+MSEgui só são executáveis em plataformas Windows e Linux, no entanto você pode desenvolver aplicações para serem executadas em diversas plataformas.

fpGUI

fpGUI, o kit de ferramentas GUI de Free Pascal, é um kit de ferramentas multiplataformas da interface gráfica de usuário, desenvolvido por Graeme Geldenhuys. fpGUI é um código aberto e software livre, autorizado baixo uma licencia LGPL modificada. O kit de ferramentas tem sido implementado através do uso do compilador Free Pascal, o que significa que se encontra escrito em linguagem Object Pascal.

fpGUI é composto só por widgets gráficos ou componentes, e uma biblioteca de design multiplataforma 2D. Não executa camadas de bancos de dados, gráficos 3D, analisadores sintáticos XML, etc. Também não depende de nenhuma biblioteca enorme de terceiros como GTK ou Qt. Todos os extras vêm diretamente do que se encontre disponível na Biblioteca de Componentes de Free Pascal (FCL – Free Pascal Component Library), a qual vem predefinida com o compilador Free Pascal.

Lazarus

Embora os dois GUI para Free Pascal mencionados anteriormente são boas ferramentas por si próprias escolhi Lazarus pelos seguintes motivos:

a/ Tem uma comunidade enorme e comprometida.

b/ É utilizada em escolas, universidades e no mundo comercial em todo o mundo.

c/ Lazarus IDE pode ser instalado numa ampla variedade de plataformas e dispositivos.

d/ O suporte web é extensivo.

e/ É excelente para desenvolvimento de aplicações de banco de dados.

f/ Possui uma ampla biblioteca e facilita a adição de pacotes. 

O que este livro abrange

Os capítulos do 1 até o 5 introduzem Lazarus e Free Pascal ao leitor. Aqui aprenderá como fazer download, instalar e configurar Lazarus para a sua plataforma de eleição. O leitor aprenderá primeiro como escrever programas de linhas de comando utilizando um editor de texto e o compilador Free Pascal.

Os capítulos do 6 até o 11 favorecem os conhecimentos do leitor ao introduzir temas mais avançados como arranjos e mais. O leitor também aprenderá os fundamentos da Programação Orientada a Objetos.

Estes capítulos introduzirão ao leitor no Ambiente de Desenvolvimento Integrado (IDE - Integrated Development Environment), e permitirão ver a Lazarus e POO em ação.

Os capítulos do 12 até o 16 vasculham ainda mais sobre a programação em Lazarus, e examina temas tais como tratamento de exceções e errores, pacotes de Lazarus e como criar os teus próprios pacotes. O leitor aprenderá sobre as Bibliotecas de Componentes de Lazarus (LCL) e como as utilizar para construir aplicações, incluindo escritura 2D, 3D e animação. Ao utilizar a LCL, o leitor aprenderá como programar por si próprio.

Nos capítulos do 13 ao 23 o leitor aprenderá como escrever aplicações para: manejo de arquivos, aplicações de conjuntos de dados e bancos de dados e desenvolvimento de aplicações web. O leitor também aprenderá como aplicar diferentes técnicas de depuração utilizando as ferramentas de depuração de Lazarus. Aprender a documentar o seu código é uma parte importante do desenvolvimento de aplicações; isto será abrangido durante estes capítulos. O capítulo conclui com uma olhada nos diversos dispositivos que Lazarus e Free Pascal utilizam, por exemplo, em Android, sistemas embebidos de smartphones e Raspberry Pi, por nomear alguns.

O que você precisa para este livro

Você necessitará fazer download do software de Lazarus que seja adequado para o sistema operativo do seu computador (veja o capítulo 2 Instalar Lazarus). Além disso, alguns dos exemplos apresentados neste livro requerem que você faça download de componentes de terceiros (tal como ZeosDB, debatido no capítulo 19).

Feedback do leitor

Os feedbacks por parte dos leitores são sempre bem-vindos. Deixe-nos saber o que opina sobre este livro, assim como o que gosta ou pode não ter gostado.

Para nos enviar um feedback geral envie simplesmente um correio eletrónico a [e-mail], e mencione o título do livro. 

Para quem é este livro

Este livro pressupõe que o leitor não tem conhecimentos prévios de Lazarus ou Free Pascal, e pode ser totalmente novo em informática. Este livro também está orientado a programadores que desejam mudar desde outra linguagem de programação, tal como Delphi, Visual Basic, Java, C++, etc., e querem entrar no ritmo de Lazarus e Free Pascal rapidamente.

Este livro é ideal para principiantes e intermédios.

Convenções

Neste livro encontrarás uma variedade de estilos de texto e ícones que diferenciam distintos tipos de informação. A seguir encontra-se a chave para distinguir estas informações:

Pontos muito importantes a serem lembrados.

É a sua vez de começar a programar.

Por exemplo:

procedure THelloWorld.WriteOut;

begin

Writeln('Hello, World!');

end;

declaração de uma única linha      Writeln('Hello, World!');

Coisas para vocês tentar por si próprio - Experimente!

Uma palavra de advertencia

Como este livro é principalmente prático, espera-se que o leitor escreva os programas listados nele. Portanto, NÃO havrá códigos para você fazer download. A melhor maneira de aprender a programar é através da prática. Os programas são incluidos de maneira intencional e os códigos incluidos no livros são suficientemente manejáveis para esclarecer os exemplos.

Metade da diversão é fazer o trabalho por si proprio, portanto, diverta-se codificando.

Errata

Apesar de eu ter tomado todos os cuidados para garantir a exatidão do conteúdo, os erros acontecem na mesma. Se você encontrar algum erro neste lirvo, eu agradecía se você puder reportá-lo. Ao fazer isto, você pode evitar a frustração de outros leitores e ajudar a melhorar edições subsequentes de este livro. Se você encontrar errata, por favor informe a [e-mail].

1 Introduzindo Lazarus com Free Pascal

Lazarus, um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE), foi um projeto que ressuscitou das cinzas do projeto Megido. Megido foi a primeira tentativa de desenvolver uma interface gráfica de usuário (GUI) para a linguagem Free Pascal em 1998. Devido a diversos motivos, Megido falhou, porém, vários programadores do projeto decidiram tentar uma abordagem diferente e criar o projeto Lazarus. O projeto tornou-se muito exitoso com mais de 4 milhões de downloads desde março de 2014.

O que é Lazarus?

Lazarus é um IDE visual, livre e multiplataforma para o desenvolvimento rápido de aplicações (RAD) que utiliza o compilador Free Pascal e que suporta Object Pascal em diferente níveis. Uma das características importantes de Free Pascal é a de escreva uma vez, compile em qualquer lugar (write once, compile anywhere). Isto significa, basicamente, que você só precisa de escrever seu código uma vez e compilá-lo para direcionar sua distribuição (para plataformas tais como Windows, Linux, Mac, Android, FreeBSD, Unix, Raspberry Pi, entre outras).

Ao utilizar Lazarus como IDE visual para Free Pascal, Lazarus beneficia-se de um programa orientado a objetos (POO) de linguagem compilada, oferecendo alta velocidade de execução e uma multiplataforma de compilação.

A beleza do Lazarus é que permite ao programador desenvolver uma aplicação rapidamente, logo compila-la e executa-la nas diferentes plataformas, sem necessidade de mudar o código fonte (ou com mudanças mínimas).

Outra caraterística importante e bem recebida de Lazarus com Free Pascal é que se encontra disponível como download gratuito no site de Lazarus (http://www.sourceforge.net site). Este livro baseia-se na versão 1.2.

Lazarus tem algumas palavras-chave e uma sintaxe relativamente simples. É fácil de aprender e utilizar uma vez que você compreende a ideia dos programas orientados a objetos (ver capítulo 7). Lazarus encontra-se respaldado por uma Biblioteca de Componentes (LCL) extensa para realizar diferentes tarefas. Os pacotes adicionais de terceiros podem ser agregados facilmente à IDE de Lazarus. É habitual que os pacotes de terceiros sejam hospedados no Website Source Forge e que possa ser feito o download desde ali.

Contudo, apesar do facto de Lazarus fazer com que a programação com Free Pascal seja fácil e rápida, o principiante encontra-se com a barreira inicial de compreender os conceitos da programação orientada a objetos.

O objetivo deste livro é ajudar-lhe a ultrapassar a etapa inicial de aprendizagem e entrar de maneira confiante no mundo de POO.

O enfoque deste livro é mergulhar direitamente na escrita de programas curtos sem se preocupar muito com suas características de POO. Aprender através da prática e compreender através de exemplos é a maneira que este livro se prepara para que você inicie em Lazarus com Free Pascal.

Programas orientados a objetos

Apesar de que o objetivo deste livro é que você apanhe os princípios da POO a medida que avança, convém ter uma visão geral de suas principais características.

O que é um ‘objeto’?

Os objetos são blocos de códigos de programas e propriedades de dados pequenos, discretos e autônomos que, habitualmente, realizam uma única tarefa. O equivalente mais próximo de um método de objeto nas antigas linguagens procedurais e estruturadas é uma subrotina, uma função ou procedimento. Porém, Free Pascal varia na maneira em que estes objetos são construídos, e na maneira em que podem ser conectados para criar uma aplicação.

Fig. 1 Um fluxograma que define o procedimento para ajustar a temperatura. As caixas do gráfico ilustram os passos no procedimento. O fluxograma pode ser utilizado como uma base para escrever um programa em uma linguagem procedural tal como BASIC, Fortran, Assembly.

Antes da época da programação orientada a objetos, os programadores costumavam utilizar o enfoque da programação procedural. Este enfoque inclui linguagens de programação de baixo nível (utilizando assembly) e linguagens de programação de alto nível (utilizando BASIC e PASCAL procedural como opostos a Pascal Orientado a Objetos (OO)). Vale a pena destacar que Free Pascal também suporta programação estruturada. Porém, este livro vai centrar-se, principalmente, nos aspetos da POO.

Os fluxogramas são utilizados, frequentemente, em linguagens procedurais para representar o fluxo de programa que o computador deve seguir (ver fig1). O programa é representado por uma série de caixas, setas e diamantes de decisões que mostram caminhos bifurcados juntamente com a habitual subrotina ‘saltar até…’ para evitar criar programação repetitiva de rotinas utilizadas frequentemente.

O principal problema com programas procedurais é que qualquer parte do programa pode interatuar com qualquer outra parte, partilhando dados e variáveis. Tais programas podem tornar-se muito complexos, o que dificulta a compreensão e faz com que aconteçam erros de programação e falta de confiabilidade. Devido à complexidade de tais programas, podem existir partes do programa que sejam difíceis de corrigir, e isto pode enfraquecer seriamente as outras áreas do programa, produzindo uma aplicação inestável.

Em contrapartida, Free pascal é orientado a objetos. No enfoque da programação orientada a objetos de Free Pascal, tudo gira em torno ao conceito de ‘classes’. Uma classe pode ser vista como um ponteiro para um objeto, ou um ponteiro para um registro, com métodos associados a ela, como se mostra na figura 2.

Fig 2. Os elementos de um programa Free Pascal. As caixas retangulares sombreadas representam os dados e os métodos de cada classe.

Fig.3 diagrama básico de classes UML. Um subclasse típica. Mostra de nomes de classes, nomes de métodos e entradas.

As classes por si próprias não são objetos, assim como os design de um arquiteto de uma casa não são uma casa em si.

Uma classe é definida ao proporciona-lhe um nome, um conjunto de dados e um ou dois métodos para manejar os dados. Note que os dados e os métodos são objetos e as suas operações são determinadas pelas classes.

O que são métodos?

Os métodos são, habitualmente, pequenos segmentos de programa e são muito parecidos com as rotinas dos programas procedurais. Utilizam ideias semelhantes a das rotinas de ‘entrada’ e ‘saída’ (e.g. os ciclos ‘for..while..do’.. e ‘if..then...else’ para toma de decisões). Se você tem experiência com programação procedural, então você vai precisar destas aptidões quando for escrever em OO-Pascal.

O que é exatamente um objeto OO-Pascal?

As classes de Free Pascal por si próprias não são objetos, da mesma maneira que a planta de um arquiteto para uma casa não é uma casa em si. Uma classe pode ser considerada como o modelo para construir um programa que execute uma determinada tarefa. (Uma vez que o arquiteto tem projetado a casa, o construtor pode construir a casa física); de maneira semelhante, uma vez que você tem definido a classe, então uma instância dessa classe pode ser construída, dando-lhe variáveis e parâmetros específicos. Uma classe única pode gerar muitas instâncias com propriedades diferentes, mas com funções semelhantes. Cabe destacar que os objetos têm um tempo de vida útil enquanto que as classes não têm.

A medida que avançamos neste livro, a comparação entre classes e objetos tornar-se-á mais clara. Em resumo, podemos dizer que uma classe é um conceito geral (como um animal), enquanto que um objeto é uma realização específica dessa classe, com um tempo de vida útil (como uma gato, um cão ou um rato). Outra maneira de pensar sobre a diferença entre classes e objetos é que uma classe proporciona um padrão mais específico que o programador tem de definir, o qual ele/ela fará quando crie um objeto dessa classe.

A ideia de fazer com que as classes e os objetos se centrem em uma única tarefa significa que cada classe e objeto é autônomo. A interação entre classes é feita baixo condições estritamente controladas. Isto é chamado encapsulamento e será aprofundado a medida que avançamos.

Ao manter (encapsular) dados e métodos dentro da mesma classe obtemos fiabilidade, solidez, economia do tamanho do programa, e facilidade na construção do programa (quando se trata de construir novas classes, que podem ser tiradas de bibliotecas de classes existentes).

A manutenção do programa também é simplificada. Desde o ponto de vista do desenvolvimento e manutenção do programa, podemos considerar as vantagens que Lazarus tem para oferecer. Uma classe que é autônoma pode ser programada e testada de forma isolada. Posteriormente, pode ser acrescentada ao resto da aplicação com a confiança de que vai funcionar.

Se for necessário corrigir ou substituir a classe, isto pode ser feito sem causar nenhum efeito adverso às outras classes na aplicação.

Antes de aprofundar mais em classes e objetos e como os construir e utilizar, precisamos de obter e instalar Lazarus.

2 Instalar Lazarus

A melhor maneira de obter o software de Lazarus é visitar o seu website. O seu URL é:

http://www.lazarus.freepascal.org

Este sitio contém uma grande variedade de informação sobre Lazarus, e seus últimos desenvolvimentos e atualizações.

O download levará a você ao link de Source Forge, onde você pode fazer download do software de Lazarus que é adequado para seu sistema. Siga as instruções na tela.

O download consiste, habitualmente, de um único arquivo executável, perto de 115MB para os usuários de Windows. Os usuários de Linux e Mac também necessitarão fazer download, de maneira separada, do compilador Free Pascal (fpc), ao mesmo tempo do que a fonte.

Uma vez que você tenha completado a instalação, terá instalada a IDE de Lazarus e o compilador Free Pascal. Se você se lembrar, Lazarus é um construtor para a linguagem de programação Free Pascal com uma Interface de Usuário que tem uma componente visual de drag-and-drop, mas continuaremos com isto mais à frente.

Free Pascal pode ser executado sem nenhum conhecimento de Lazarus. De facto, você pode construir sua aplicação sem ajuda de um editor de textos simples. Portanto, antes de entrar na ferramenta visual (IDE de Lazarus) vamos escrever nosso primeiro programa Free Pascal ‘Hello, World’, com nada mais do que um editor de texto.

Eu vou fazer isto desde um computador Windows, mas pode ser qualquer plataforma com a que você esteja confortável.

Preparando o ambiente

Passo 1

Clique no menu de início do Windows (em Windows XP e anteriores, clique na opção de executar menu), (em Windows 7 e posteriores, clique na caixa de pesquisa na parte baixa) escreva cmd e logo pressione a tecla enter em seu teclado.

Aqui aparecerá o prompt de comando de Windows, como se mostra a seguir:

Passo 2

Se você instalou Lazarus com sua configuração preestabelecida, então se encontrará na seguinte pasta

e.g.

C:\Lazarus. Seu ambiente de Sistema necessita saber onde encontrar o compilador Free Pascal (fpc), portanto, escreva desde o prompt de comando o seguinte: SET PATH=%PATH%;C:\lazarus\fpc\2.6.2\bin\i386-win32 a seguir, pressione a tecla enter em seu teclado.

Passo 3

Agora podemos começar.

Desde o prompt de comando, escreva c: e logo pressione a tecla enter. Isto vai levar ao disco rígido c:

Agora escreva cd \ e pressione a tecla enter; isto vai levar ao seu diretório de raiz, ou seja, muda o diretório.

Agora escreva md myprog e logo pressione a tecla enter. Isto criará uma nova pasta myprog para o seu código.

Agora escreva cd myprog e logo pressionee a tecla enter. Isto agora vai levar à pasta myprog.

Criaremos um arquivo fictício nessa pasta.

Agora escreva echo temp >hello.pas e pressione a tecla enter.

Você deveria ter uma tela semelhante à que se mostra abaixo:

Passo 4

Agora estamos prontos para escrever nosso primeiro programa. Windows vem com um editor de texto muito básico chamado Notepad. (Nota: é essencial que você utilize um editor de texto – não utilize um processador de palavra como Open Office ou MS Word).

Agora, escreva Notepad.exe hello.pas e pressione a tecla enter.

Deveria aparecer a seguinte janela.

Passo 5

Retire a palavra escrita ‘temp’ e introduza o seguinte texto:

Agora guarde este arquivo clicando no menu de arquivo na parte superior e selecionando a opção ‘guardar’.

Passo 6

Agora estamos prontos para compilar nosso programa (N.B. fpc é Compilador Free Pascal)

Se você não tem fechado a janela prompt de comando, então maximize-la, em caso contrário volte a abri-la.

Agora escreva cls, logo pressione a tecla enter para limpar a tela.

Agora escreva fpc hello.pas

Isto criará uma tela parecida à que se mostra abaixo.

Isso é tudo!

Passo 7

Para executar nosso programa, escreva hello.exe e logo pressione a tecla enter.