|
Реферат: Основы программирования на языке Паскаль (Программирование)
| |
|Краткий курс лекций |
|"Основы программирования на языке Паскаль" |
| |
| |
|Введение. |
| Прежде всего, следует напомнить, что изучение языка программирования |
|представляет собой знакомство с формальными правилами записи алгоритмов для|
|их последующего выполнения компьютером. Формальность сия проистекает из |
|самих принципов, заложенных в архитектуру вычислительных устройств, и |
|жесткости математической логики. Поэтому, постарайтесь воспринять все |
|довольно строгие правила как неизбежность, настроить себя на серьезную, |
|скрупулезную, порой сложную работу. Однако не стоит бояться, расстраиваться|
|и сетовать на судьбу: немного аккуратности, внимания, знания предыдущего |
|материала - и вы уже программист. |
| |
|Основные понятия. |
| Как и любой алгоритм, являющийся, как вы помните, последовательностью |
|инструкций, программа на языке Паскаль состоит из команд (операторов), |
|записанных в определенном порядке и формате. |
| Команды позволяют получать, сохранять и обрабатывать данные различных |
|типов (например, целые числа, символы, строки символов, т.д.). Однако кроме|
|команд в записи программы участвуют еще так называемые "служебные слова". |
|Это и есть элементы формальности, организующие структуру программы. Их не |
|так много, но их значение трудно переоценить. Служебные слова можно |
|использовать только по своему прямому назначению. Переопределять их не |
|разрешается. |
| Вам уже известно, что основное назначение компьютера - облегчить |
|человеку работу с большими объемами информации, поэтому подавляющее |
|большинство программ построено по одному, довольно простому принципу: |
|получение данных из внешнего мира (ввод), обработка их по соответствующему |
|алгоритму, хранение необходимой информации и вывод во внешний (по отношению|
|к компьютеру) мир полученных результатов. Все эти действия реализуются |
|через имеющиеся в языках программирования команды, алгоритмические |
|структуры и структуры данных. |
| |
|Основная структура программы. |
| Правила языка Паскаль предусматривают единую для всех программ форму |
|основной структуры: |
|Program ; |
| |
|Begin |
| |
|End. |
| Здесь слова Program, Begin и End являются служебными. Правильное и |
|уместное употребление этих слов является обязательным. |
| Угловые скобки в формате указывают на то, что вместо них при реальном |
|программировании должно быть подставлено конкретное значение. Сама запись |
|программы в принципе может производиться вообще в одну стоку. При этом ее |
|части должны отделяться друг от друга хотя бы одним пробелом. Однако, такая|
|запись неудобна для чтения, недостаточно наглядна, поэтому я рекомендую |
|придерживаться приведенной структуры, а в теле программы по возможности |
|записывать по одному оператору в строке. |
| Имя программы выбирается программистом самостоятельно в соответствии с|
|правилами построения идентификаторов. |
| Все объекты, не являющиеся зарезервированными в Паскале, наличие |
|которых обусловлено инициативой программиста, перед первым использованием в|
|программе должны быть описаны. Это производится для того, чтобы компьютер |
|перед выполнением программы зарезервировал память под соответствующие |
|объекты и поставил в соответствие этим участкам памяти идентификаторы. |
|Раздел описаний может состоять из пяти подразделов: |
| 1. Описание меток (Label). |
| 2. Описание типов (Type). |
| 3. Описание констант (Const). |
| 4. Описание переменных (Var). |
| 5. Описание процедур и функций (Procedure, Function). |
| При отсутствии необходимости в каком-либо виде объектов, |
|соответствующий подраздел может быть опущен. |
| |
|Алфавит языка. |
| Основу любого языка составляет алфавит, то есть конечный, |
|фиксированный набор символов, используемых для составления текстов на |
|данном языке (в нашем случае - программ). Конечно, стройность картины |
|немного портит наличие диалектов, создающихся стихийно и очень часто |
|включающих в себя апокрифические (неканонические) буквы и знаки. В |
|программировании эта проблема решается введением понятия "стандарт языка". |
|Оно практически неприменимо к языкам человеческим, вечно развивающимся и |
|изменяющимся. Мы с вами в основном будем говорить о той самодостаточной |
|части языка Паскаль, которая входит в различные его компьютерные реализации|
|в неизменном виде. В плане изучения, я не вижу большого смысла излагать вам|
|строгие правила стандарта, хотя такие существуют. Ограничимся некоторыми |
|замечаниями, раскрывающими все же формальности употребления символов в |
|языке Паскаль. |
| Итак, алфавит языка Паскаль составляют: |
| 1) буквы латинского алфавита; |
| 2) арабские цифры; |
| 3) специальные знаки. |
| Использование символов первой группы чаще всего вопросов не вызывает, |
|но свои тонкости здесь имеются. Во-первых, это употребление заглавных и |
|строчных букв. Большинство существующих трансляторов не различают буквы |
|разных регистров. Таким образом, записи "progRaM" и "PROGram" будем считать|
|идентичными. Во-вторых, некоторые символы латиницы и кириллицы совпадают по|
|начертанию. Нельзя ли вместо буквы "К" латинской написать "K" русскую? |
|Ответ: в тетради (если вы их сможете различить) - пожалуйста, в программе |
|на ЭВМ - ни в коем случае. На вид они может быть и похожи, но уж коды-то у |
|них совершенно разные, а компьютер, как вам известно, оперирует внутри себя|
|не буквами, а их числовыми кодами. |
| По поводу привычных арабских цифр сказать можно только то, что с их |
|помощью записываются не только числа. Цифры в качестве обыкновенных |
|символов могут использоваться в различных других конструкциях языка. |
| Сложнее всего обстоит дело со специальными знаками, поэтому их |
|придется разобрать подробно, иногда забегая вперед, но вы пока можете |
|пропускать мимо ушей непонятные термины, не забывая, однако, записывать все|
|в тетрадь. Потом, при изучении соответствующих структур, вы будете иметь |
|возможность заглянуть в этот раздел для того, чтобы уточнить какой знак в |
|данном месте необходимо использовать. |
| Наиболее часто употребляемым специальным символом является пробел (в |
|значимых местах мы будем обозначать его в записях знаком "V"). Его |
|использование связано с форматами основной структуры программы, разделов |
|описаний, операторов. Не следует путать наличие пробела с отсутствием |
|символа. |
| . конец программы, разделение целой и дробной частей вещественного |
|числа (десятичная точка), разделение полей в переменной типа Record; |
| , разделение элементов списков; |
| .. указание диапазона; |
| : используется в составе оператора присваивания, а также для |
|указания формата вывода в операторе Writeln; |
| ; отделяет один раздел программы от другого, разделяет операторы; |
| ' используется для ограничения строковых констант; |
| - + * / ( ) арифметические знаки (используются по своему |
|назначению); |
| < > знаки отношений; |
| = используется в составе оператора присваивания, в разделах |
|описаний констант и типов, используется как знак отношения (равно); |
| @ имя специального оператора определения адреса переменной, |
|подпрограммы; |
| ^ используется для именования динамических переменных; |
| {} ограничение комментариев в программе; |
| [ ] заключают в себе индексы элементов массивов; |
| _ символ подчеркивания используется также как любая буква, |
|например, в идентификаторах - вместо пробела; |
| # обозначение символа по его коду; |
| $ обозначение директивы компилятора, обозначение шестнадцатеричного|
|числа. |
| Возникает вопрос, а как же быть с русскими буквами и другими знаками, |
|имеющимися на клавиатуре? Некоторые версии Паскаля допускают их |
|использование в программе, но стандарт языка этого не подразумевает. |
|Поэтому включать эти символы в программу можно только в качестве строковых |
|констант или внутри комментария, то есть там, где транслятор при компиляции|
|их игнорирует. При использовании этих знаков в качестве данных, они |
|равноправны со всеми символами, которые может хранить в памяти и |
|обрабатывать компьютер. |
| |
|Идентификаторы. |
| Имена операторов, переменных, констант, типов величин, имя самой |
|программы назначаются программистом и называются в Паскале |
|идентификаторами. Существуют правила, которым должны отвечать все |
|идентификаторы: |
|идентификатор должен быть уникальным, то есть одним и тем же именем разные |
|объекты не могут быть названы; |
|идентификатор имеет ограничение по длине (зависит от конкретной реализации |
|языка на компьютере); |
|идентификатор может состоять только из символов латинского алфавита, цифр и|
|знака подчеркивания ("_"); |
|идентификатор не может начинаться с цифры. |
| |
|Константы. |
| Из всех подразделов описаний сейчас мы рассмотрим только описание |
|констант и переменных, остальные - позже. |
| Вообще говоря, в Паскале константами являются любые явно заданные в |
|программе данные (например, 7493, 'привет', 54.899). Следует обратить ваше |
|внимание на то, что при записи числовых констант с дробной частью эта часть|
|отделяется от целой не запятой, как, возможно, вы привыкли, а точкой. Для |
|записи очень больших по модулю или очень малых (близких к нулю) чисел |
|существует возможность записи их в так называемой экспоненциальной форме. С|
|такой записью вы встречались в математике и физике, но называли ее |
|стандартным видом числа. |
| Пример: 2 . 4 5 6 7 Е - 0 6 |
| ^мантисса ^порядок |
| Здесь буква "Е" отделяет мантиссу (совокупность значащих цифр числа с |
|десятичной точкой после первой) от порядка (показателя степени десятки в |
|стандартном виде числа). Вам предстоит научиться как читать числа в таком |
|виде, так и записывать. |
| Константы, представляющие собой строковые величины, заключаются в |
|апострофы. |
| Если одна и та же величина используется в программе несколько раз, то |
|удобнее было бы обозначить ее каким-нибудь именем и использовать это имя |
|везде, где требуется записать соответствующую константу. Кроме сокращения |
|размера исходного текста программы, это позволит избежать случайных ошибок,|
|а также упростит отладку программы. Описание именованных констант |
|начинается служебным словом Const. Далее следуют записи вида: |
|=<значение>; |
|Пример: |
|Const |
|Pi=3.14; |
|Name1='Татьяна'; |
|Name2='Виктор'; |
|R21=6.33187E+03; |
|W_W_W=934122; |
|Понятие переменной. Типы. |
| Данные, как вы знаете, хранятся в памяти компьютера, но для указания |
|на конкретную информацию очень неудобно все время записывать физические |
|адреса ячеек. Эта проблема в языках программирования высокого уровня, в |
|частности в Паскале, решена введением понятия переменной. Переменная в |
|Паскале - именованный участок памяти для хранения данных определенного |
|типа. Значение переменной (информация в соответствующих ячейках памяти) в |
|ходе выполнения программы может быть изменено. Константами же, как вы уже |
|знаете, называются величины, значение которых в ходе выполнения программы |
|изменено быть не может. Конкретные переменные и константы представляют |
|собой объекты уникальные и отличаются друг от друга именем. |
| В качестве данных в программах на языке Паскаль могут выступать числа,|
|символы, целые строки символов. Заметьте, что с этими различными видами |
|информации выполняются совершенно разные действия. Например, с числовыми |
|величинами производятся арифметические операции, чего невозможно сделать с |
|символьными. Кроме того, разные виды данных требуют различного объема |
|памяти для хранения. В соответствии с этими соображениями в языке Паскаль |
|введено понятие "Тип" (TYPE). Тип переменной указывает на то, какие данные |
|могут быть сохранены в этом участке памяти, и в каких действиях эта |
|переменная может участвовать. Существуют зарезервированные (базовые) типы в|
|языке Паскаль, но, как далее вы убедитесь, есть также возможность создавать|
|свои собственные, определяемые программистом типы переменных. |
| К базовым типам относятся: |
|тип целых чисел - Integer |
|тип "длинных" целых чисел - Longint |
|тип действительных (вещественных) чисел (то есть - с дробной частью) - Real|
| |
|тип неотрицательных целых чисел от 0 до 255 - Byte |
|тип неотрицательных целых чисел от 0 до 65535 - Word |
|символьный тип - Char |
|строковый тип - String |
|логический тип - Boolean |
| Физически типы данных отличаются друг от друга количеством ячеек |
|памяти (байтов), отводимых для хранения соответствующей переменной. |
|Логическое же отличие проявляется в интерпретации хранящейся информации. |
|Например, переменные типа Char и типа Byte занимают в памяти по одному |
|байту. Однако в первом случае содержимое ячейки памяти интерпретируется как|
|целое беззнаковое число, а во втором - как код (ASC) символа. |
| В отличие от констант, неименованных переменных не существует. Все |
|используемые в программе переменные должны быть описаны в соответствующем |
|разделе описания. |
| Раздел описания переменных начинается служебным словом Var, после |
|которого следуют записи следующего вида: :<Название|
|типа>; |
| Список может состоять из нескольких имен (при этом они разделяются |
|запятыми), а также и из одного имени. Тип, указываемый после двоеточия, |
|определяет, какие данные теперь могут храниться в описанных таким образом |
|переменных. Для каждого используемого в программе типа переменных в разделе|
|их описания должна быть, как минимум, одна собственная строка. |
| Пример: |
|Var |
|A,B,H_22,Angle : Real; |
|Name3 : String; |
|Flag : Boolean; |
|I,J,K,Count : Word; |
|Оператор присваивания. Арифметические выражения. |
| Самым простым действием над переменной является занесение в нее |
|величины соответствующего типа. Иногда говорят об этом, как о присвоении |
|переменной конкретного значения. Такая команда (оператор) в общем виде |
|выглядит на языке Паскаль следующим образом: |
| :=; |
| Выражение, указанное справа от знака ":=", должно приводить к значению|
|того же типа, какого и сама переменная, или типа, совместимого с переменной|
|относительно команды присваивания. Например, переменной типа Real можно |
|присвоить значение типа Integer или Word (впрочем, наоборот делать нельзя).|
|Выражение будет сначала вычислено, затем, его результат будет положен в |
|ячейки памяти, отведенные для переменной. |
| Что же представляет собой выражение на языке Паскаль? Многое зависит |
|от типа выражения. Рассмотрим сначала выражения арифметические, то есть те,|
|результатом которых является число. |
| В состав арифметического выражения на языке Паскаль могут входить: |
|числовые константы; |
|имена переменных; |
|знаки математических операций; |
|математические функции и функции, возвращающие число; |
|открывающиеся и закрывающиеся круглые скобки. |
| Правила построения выражений напоминают математические с некоторыми |
|уточнениями. Выражение записывается в одну строку (никакой многоэтажности),|
|между операндами обязательно должен стоять знак операции (Запись "2x" - не |
|допускается), знаки некоторых операций и названия некоторых функций отличны|
|от привычных вам. |
| Операции: |
|+ сложение; |
|- вычитание; |
|/ деление; |
|* умножение; |
|MOD остаток от деления (записывается так: A MOD B; читается: остаток от|
|деления A на B); эта операция применима только к целым числам; |
|DIV целочисленное деление (записывается так A DIV B; читается: |
|результат деления A на B без дробной части); эта операция тоже применяется |
|только для целых операндов. |
| Аргументы функций всегда записываются в круглых скобках: |
|SIN(X) sin x; |
|COS(X) cos x; |
|ARCTAN(X) arctg x; |
|ABS(X) абсолютное значение x (в математике - |x|); |
|SQR(X) возведение x в квадрат; |
|SQRT(X) извлечение квадратного корня; |
|TRUNC(X) отбрасывание дробной части х; |
|ROUND(X) округление х до ближайшего целого числа; |
| После выполнения второго оператора присваивания в участке памяти, |
|отведенном под переменную R, окажется результат указанного выражения, |
|однако, к сожалению, узнать его мы не сможем, поскольку пока не имеем |
|возможности "заглянуть" в память машины, вывести значение переменной хотя |
|бы на экран. |
| |
|Составной оператор |
| Этот оператор, строго говоря, оператором не является. Дело в том, что |
|также как арифметические действия иногда бывает необходимо заключать в |
|скобки, последовательности команд (операторов) тоже иногда требуют |
|объединения. Это позволяют сделать так называемые операторные скобки. |
|Формат (общий вид) составного оператора таков: |
|Begin |
|<Оператор 1>; |
|<Оператор 2>; |
|...... |
|<Оператор N> |
|End; |
| Возможно, такая структура напоминает вам основную структуру программы.|
|Действительно, отличие только в том, что после End в конце составного |
|оператора ставится точка с запятой, а в конце программы - точка. По своей |
|сути вся программа представляет собой большой составной оператор. |
| Обратите внимание на то, что точка с запятой перед End может не |
|ставиться. |
| Составной оператор предоставляет возможность выполнить произвольное |
|количество команд там, где подразумевается использование только одного |
|оператора. Как вы узнаете потом, такая необходимость встречается довольно |
|часто. |
| |
|Операторы ввода и вывода информации |
| Если вы помните, при рассмотрении примера работы оператора |
|присваивания мы столкнулись с необходимостью узнать результат выполнения |
|программы. Мы разобрались с тем, как информацию сохранять (в переменных), |
|как обрабатывать (с использованием выражений), но два фундаментальнейших |
|информационных процесса остались вне нашего внимания: получение информации |
|и передача ее во внешний по отношению к компьютеру мир. Пока наши программы|
|могут использовать лишь информацию, которая находится непосредственно в |
|тексте программы. Узнать, какие значения в данный момент имеют переменные, |
|также не представлялось возможным. Программирование в таких условиях теряет|
|смысл. |
| Взаимодействие устройств обработки и хранения информации с внешней |
|средой (хотя бы с пользователем) является совершенно необходимым. За такой |
|интерфейс в языке Паскаль отвечают операторы ввода-вывода информации. Эти |
|инструкции позволяют ввести аргументы, параметры расчетов во время |
|выполнения программы (а не на этапе ее написания), осуществить вывод |
|рассчитанных данных в понятном человеку виде. |
| Сначала операторы ввода (форматы операторов): |
|Read(); |
|Readln(); |
| В таком формате эти команды позволяют вводить данные в переменные во |
|время выполнения программы с клавиатуры. Элементами списка ввода могут быть|
|имена переменных, которые должны быть заполнены значениями, введенными с |
|клавиатуры. |
| Выполнение операторов ввода происходит так: ход программы |
|приостанавливается, на экран выводится курсор, компьютер ожидает от |
|пользователя набора данных для переменных, имена которых указаны в списке |
|ввода. Пользователь с клавиатуры вводит необходимые значения в том порядке,|
|в котором они требуются списком ввода, нажимает Enter. После этого |
|набранные данные попадают в соответствующие им переменные и выполнение |
|программы продолжается. |
| Примечание: данные при вводе разделяются пробелами. |
| Разница между работой процедур Read и Readln (от Read line) состоит в |
|следующем: после выполнения Read значение следующего данного считывается с |
|этой же строчки, а после выполнения Readln - с новой строки. |
| Для вывода информации в Паскале также есть две команды: |
|Write(); |
|Writeln(); |
| Такой формат использования Write и Writeln позволяет выводить на экран|
|монитора данные из списка вывода. Элементами списка вывода могут являться |
|имена переменных, выражения, константы. Прежде чем вывести на экран |
|компьютер значения выражений сначала вычислит. Элементы списка, также как и|
|в операторах ввода, разделяются запятыми. |
| Различие между двумя операторами вывода таково: после выполнения |
|оператора Writeln (от Write line) происходит переход на новую строчку, а |
|после выполнения инструкции Write, переход на новую строчку не происходит и|
|печать по последующим командам вывода Write или Writeln будет происходить |
|на той же строчке. При вызове оператора Writeln без параметров просто |
|происходит переход на новую строчку. |
| Приведем пример использования операторов ввода и вывода: |
|Program Inteface; |
|Var |
| R,S : Real; |
|Begin |
| Write('Введите радиус круга '); {Печать на экране просьбы о вводе} |
| Readln(R); {Ввод значения в |
|переменную R с клавиатуры} |
| S:=4*ARCTAN(1)*SQR(R); {Вычисление площади круга (pR2)} |
| Writeln('Площадь круга радиусом ',R,' равна ',S) |
|End. |
| Эта программа запрашивает у пользователя значение радиуса круга, |
|обеспечивает возможность ввести его значение, рассчитывает и выводит на |
|экран величину площади круга с таким радиусом. Таким образом, появляется |
|возможность, не внося изменений в текст программы, вводить различные |
|значения радиуса и получать, соответствующие им значения площади круга. Для|
|этого достаточно несколько раз запустить программу. Также эта программа |
|демонстрирует следующее правило: выдача результатов должна быть |
|прокомментирована так, чтобы был ясен смысл напечатанных чисел. |
|Действительно, ведь можно было бы ограничиться Writeln(S), но значение |
|выведенного программой числа в этом случае было бы ясно только тому, кто |
|эту программу написал. |
| |
|Метки. Оператор безусловного перехода. |
| Каждый дом на улице имеет свой номер, все люди имеют собственные |
|имена, даже ячейки памяти компьютера имеют каждая свой адрес. Все это |
|принято для того, чтобы иметь возможность однозначно указать на |
|определяемый объект. Точно также, для указания на операторы в программах |
|применяются метки. |
| Метка в стандарте языка Паскаль представляет собой целое |
|неотрицательное число. Все используемые в программе метки должны быть |
|перечислены в разделе описания меток, начинающемся служебным словом Label, |
|например: |
| Label 1, 2, 8; |
| Одной меткой можно пометить только один оператор. Метка от помеченного|
|оператора отделяется двоеточием. |
|Пример: |
| 6: Writeln(14/2); |
| Во всех приведенных ранее программах операторы выполнялись один за |
|другим в том порядке, в котором они были записаны в тексте. Такая |
|алгоритмическая структура называется прямым следованием. Однако, в языке |
|Паскаль изначально существует оператор, нарушающий прямолинейное выполнение|
|программы, передающий управление в произвольную ее точку. Такая инструкция |
|называется безусловным переходом и имеет такой формат: |
| Goto <метка>; |
| Оператор, к которому происходит переход должен быть помечен данной |
|меткой. |
| Использовать оператор безусловного перехода следует крайне осторожно |
|во избежание получения ошибочных результатов или полного "зацикливания" |
|программы. Вообще, употребление данной команды среди программистов |
|считается дурным тоном. Как вы убедитесь, всегда существует возможность |
|обойтись без него. |
| |
|Условный оператор |
|Одной из основных алгоритмических структур является ветвление |
|(альтернатива). |
| Если условие выполняется, то будет выполнена инструкция "1", если нет,|
|то - инструкция "2". Несмотря на то, что в схеме присутствуют два действия,|
|выполнено будет только одно, так как условие либо ложно, либо истинно. |
|Третьего не дано. Такая схема позволяет решать задачи, в которых в |
|зависимости от сложившихся обстоятельств требуется совершить то или иное |
|действие. Нет никакого сомнения, что число задач такого рода огромно. Более|
|того, очень сложно придумать реально значимое задание, алгоритм выполнения |
|которого содержал бы в себе простое прямое следование команд. Даже |
|примитивный пример, взятый из курса математики, как вы увидите, не может |
|быть решен без использования ветвления. Итак, необходимо вычислить значение|
|выражения y=1/x. Вам известно, что данная функция не всегда имеет значение,|
|то есть не для всех значений аргумента существует значение результата. Наша|
|задача так составить алгоритм, чтобы исполнитель ни в коем случае не встал |
|в тупик, даже при получении нуля в качестве аргумента. Сформулировать это |
|на естественном языке не трудно: |
|1. Получить значение x. |
|2. Если x=0, то сообщить, что выражение значения не имеет, иначе - |
|вычислить y как 1/x. |
| Таким образом используется приведенная выше алгоритмическая структура.|
|Она может быть выражена простыми словами: |
| Если {Если выполняется условие} |
| то <действие 1> {то выполнить действие № 1 } |
| иначе <действие 2> {иначе - выполнить действие № 2 } |
|все |
| Как это записать на Паскале? Да точно так же, только по-английски. |
| Формат условного оператора на языке Паскаль: |
| If |
| Then |
| Else ; |
| Обратите внимание на то, что в Then- и Else- части стоит только один |
|оператор. Но что делать, чтобы решить задачу, в которой по выполнению или |
|невыполнению условия нужно совершить не одно, а несколько действий? Здесь |
|приходит на помощь уже известный вам составной оператор. В операторные |
|скобки можно заключить любое количество операторов. |
| Вариант условного оператора в этом случае: |
|If |
|Then Begin end |
|Else Begin < группа операторов 2> end; |
| Знак "точка с запятой" не ставится перед служебным словом Else, но |
|операторы в группах, естественно, отделяются друг от друга этим знаком. |
| Теперь поговорим об условиях. В программах на языке Паскаль условия |
|представляют собой выражения, значением которых является величина |
|логического (Boolean) типа. Это может быть как просто переменная указанного|
|типа, так и сложная последовательность высказываний, связанных логическими |
|операциями. |
| В простых условиях могут применяться знаки операций сравнения: |
|>(больше), =(больше или равно), |
|=(D1*(45-2)) {Значение выражения в левой части больше либо |
|равно значению выражения из правой части} |
| S'ABC' {Значение переменной S не равно строковой константе 'ABC'} |
| Приведем пример решения еще одной задачи: "Из двух чисел выбрать |
|наибольшее". |
| На первый взгляд решение очевидно, но оно не столь тривиально, как |
|кажется. |
|Program Example; |
|Var A,B,C : Real; {A,B - для хранения аргументов, C - результат} |
|Begin |
|Writeln('Введите два числа'); |
|Readln(A,B); {Вводим аргументы с клавиатуры} |
|If A>B Then C:=A Else C:=B; {Если A>B, то результат - A, иначе результат - |
|B} |
|Writeln(C); {Выводим результат на экран} |
|End. |
| Еще один классический пример: "По заданным коэффициентам решить |
|квадратное уравнение". Эта задача сложнее, поэтому перед тем как писать |
|программу составим алгоритм, записав его в виде блок-схемы. |
|Сначала вводим коэффициенты, затем вычисляем дискриминант. Теперь возникает|
|две возможности: либо отсутствие действительных корней в случае |
|отрицательного дискриминанта, либо эти корни можно все-таки вычислить и |
|вывести на экран в случае неотрицательного дискриминанта (случай равенства |
|дискриминанта нулю входит сюда же, корней - два, только они одинаковые J). |
| При записи алгоритма на языке программирования следует учесть, что в |
|ветви "нет" не одно действие, а три, поэтому следует применить составной |
|оператор. Арифметические выражения не забывайте записывать в соответствии с|
|правилами языка Паскаль. В остальном, эта программа не сложнее предыдущей. |
| |
| |
| |
|Program Sq1; |
|Var A, B, C, D, X1, X2 : Real; |
|Begin |
|Writeln ('Введите коэффициенты квадратного уравнения'); |
|Readln (A,B,C); |
|D:=B*B-4*A*C; |
|If D To Do ; |
| For :=<Н.З.> Downto Do ; |
| Здесь И.П. - имя переменной-параметра, Н.З. - его начальное значение, |
|К.З. - соответственно конечное значение параметра. В качестве начального и |
|конечного значений |
| Читается данная структура так: "Для переменной (далее следует ее имя) |
|от начального значения до конечного выполнять оператор (являющийся телом |
|цикла)". Иногда цикл с параметром даже называют "Для" или "For". В первом |
|случае параметр с каждой итерацией увеличивается на единицу, во втором - |
|уменьшается. |
| Выполняется этот цикл по следующему алгоритму: |
| 1. переменной-параметру присваивается начальное значение; |
| 2. выполняется тело цикла; |
| 3. переменная-параметр автоматически увеличивается на 1 (в первом |
|случае формата); |
| 4. если параметр превышает конечное значение, то происходит выход из |
|цикла, иначе - переход к пункту 2. |
| Примечание: при использовании Downto параметр автоматически |
|уменьшается на 1, а выход из цикла происходит тогда, когда параметр |
|становится меньше конечного значения. |
| Таким образом, в отличие от первых двух видов цикла, этот цикл |
|используется тогда, когда известно необходимое количество выполнений тела |
|цикла. |
| Вообще говоря, цикл "Пока" является универсальным, то есть любая |
|задача, требующая использования цикла, может быть решена с применением этой|
|структуры. Циклы "До" и "С параметром" созданы для удобства |
|программирования. |
| Пример. |
| Найти сумму квадратов всех натуральных чисел от 1 до 100. |
| Решим эту задачу с использованием всех трех видов циклов. |
|I. С использованием цикла "Пока". |
|Program Ex1; |
|Var |
| A : Integer; |
| S : Longint; |
|Begin |
|A:=1; S:=0; |
|While A100; |
|Writeln(S) |
|End. |
|III. С использованием цикла "С параметром". |
|Program Ex3; |
|Var |
| A : Integer; |
| S : Longint; |
|Begin |
|S:=0; |
|For A:=1 To 100 Do S:=S+A*A; |
|Writeln(S) |
|End. |
| Теперь вам известны все основные алгоритмические структуры языка |
|Паскаль. Комбинируя их, возможно запрограммировать решение любой задачи, |
|конечно, если таковое существует. Тем не менее, изучение языка на этом не |
|закачивается, так как для написания хороших программ по утверждению |
|уважаемого Никлауса Вирта (за время моей работы у меня не появилось |
|оснований в этом сомневаться) нужны кроме алгоритмических, еще удобные |
|структуры данных. В рассматриваемом языке таких структур множество, для |
|каждого вида определены свои команды и операции. К их рассмотрению мы и |
|переходим. |
| |
|Строковые операции |
| До сих пор мы с вами рассматривали программы, реализующие алгоритмы |
|обработки числовых данных. Однако хоть ЭВМ изначально и были созданы только|
|для этой цели, по мере развития аппаратной части появилась возможность |
|оцифровывать данные других типов, хранить их в памяти машины, |
|перерабатывать, выводить во внешний по отношению к компьютеру мир. Проще |
|всего можно было так поступить с текстовой информацией. Если не ставить |
|перед машиной задачу "понимания" смысла текста, то задача оцифровки |
|сводится к установлению правил замены символов (литер) при вводе в |
|компьютер на их коды и обратной замены при выводе информации на экран или |
|принтер. Такие правила, конечно же, были составлены. Как водится, сначала |
|их было множество (вспомните разнообразие таблиц кодировки), затем весь мир|
|остановился на ASCII. |
| Все языки программирования высокого уровня имеют средства работы с |
|литерными величинами. Паскаль - не исключение. Как вам уже известно, в |
|стандарте языка описаны два типа переменных для литерных величин. Это - |
|String и Char. Напомню - переменная типа Char может содержать в себе только|
|один единственный символ, тип String предназначен для хранения строковых |
|величин до 255 символов длиною. Кстати, вы знаете не все о типе String. При|
|описании переменной этого типа вы можете сами указать максимальное число |
|символов, которое можно занести в нее. Конечно же, это число не должно |
|превышать 255. Делается это так: |
|Var |
|S : String[30]; |
| Для чего это нужно? |
| Дело в том, что при компиляции для каждой переменной отводится свой |
|участок памяти. Если мы будем выделять для всех переменных типа String по |
|256 байт, то это приведет к тому, что при использовании достаточно большого|
|их количества, памяти может и не хватить? Но если в переменной мы |
|собираемся хранить, например, фамилию пользователя, то тридцати символов |
|(тридцати байт) для этого вполне достаточно. Таким образом, экономится |
|память и увеличивается быстродействие программ. |
| Переменным строкового типа можно присваивать строковые величины |
|(внутри программы они заключаются в апострофы), значения выражений, которые|
|приводят к строковым величинам. Значения можно также вводить с клавиатуры. |
|При этом апострофы не используются. Как вам известно, в числовую переменную|
|нельзя ввести строковую величину. Сделать наоборот - возможно, однако |
|число, находящееся в строковой переменной представляет собой просто |
|последовательность символов (цифр), поэтому в арифметических выражениях |
|участвовать не может. |
| Также, новым для вас явится то, что при использовании строковой |
|переменной, к каждому ее символу можно обратиться отдельно. Необходимо |
|только знать номер нужного символа от начала строки. Его достаточно |
|поставить после имени переменной типа String в квадратных скобках. |
| Пример: S[5] - пятый символ строки S. |
| С отдельным символом строки можно производить все действия, которые |
|можно производить с любой символьной переменной (ввод, присвоение, вывод на|
|экран, участие в выражениях и т.д.). |
| Обратите внимание на то, что нумерация символов в строке начинается с |
|единицы. Внутри квадратных скобок вместо числа может находиться выражение, |
|результатом которого является целое число. Главное чтобы символ с таким |
|номером в строке существовал. Но как же узнать, сколько символов в данный |
|момент находится в строковой переменной? Для этого существует специальная |
|функция, которая возвращает длину строковой переменной в символах. Это |
|функция Length. Ее формат: Length(S) |
| Здесь S - либо строковая величина, либо строковая переменная. |
| Приведенная далее программа выводит на экран длину введенной |
|пользователем строковой величины. |
|Program Str1; |
|Var |
|S : String; |
|Begin |
|Writeln('Введите последовательность символов'); |
|Readln(S); |
|Writeln('Вы ввели строку из ',Length(S), ' символов') |
|End. |
| Другой пример: |
|Решим задачу: "Введенную строку вывести на экран по одному символу в строке|
|экрана". |
|Program Str2; |
|Var |
|S : String; |
|I : Byte; |
|Begin |
|Writeln('Введите строку'); |
|Readln(S); |
|For I:=1 to Length(S) do {организуем цикл, начиная с первого символа} |
|Writeln(S[I]) {строки, до последнего (номер последнего} |
|{совпадает с количеством символов строки S) } |
|End. |
| Какие же еще действия можно выполнять с переменными строкового типа? |
| Две строковые величины можно состыковывать. Эта операция называется |
|конкатенацией и обозначается знаком "+". |
| Например, результатом выполнения следующих команд: |
| R:= 'kadabra'; |
| H:= 'abra'; |
| S:=H+R; |
|в переменной S будет значение 'abrakadabra'. |
| Для конкатенации результат зависит от порядка операндов (в отличие от |
|операции сложения). Следует помнить о том, какой максимальной длины может |
|быть результирующая переменная, так как в случае превышения значением |
|выражения числа, указанного после String в описании переменной, "лишние" |
|символы в переменную не попадут. |
| Строковые величины можно сравнивать между собой. Это относится также и|
|к строковым переменным. Но как же компьютер определяет, какая строка |
|больше: |
|та, которая длиннее? |
|та, которая содержит больше заглавных букв? |
| На самом деле такая проверка проходит довольно сложно: компьютер |
|сравнивает сначала первые символы строк. Большим из двух считается тот, код|
|которого больше (вспомните, что такое код символа). Если равны первые |
|символы, то так же анализируется следующая пара до тех пор, пока не будет |
|найдено различие. Если начало строк совпадает, а одна из них кончается |
|раньше, то вторая автоматически называется большей. |
| Код символа в Паскале можно определить при помощи функции Ord. |
| Ее формат: Ord(C), где С - либо непосредственно указанный символ, либо|
|переменная символьного типа, либо один символ строковой переменной. Вообще,|
|функция Ord имеет более глубокий смысл, но об этом - позже. Есть и обратная|
|функция, которая возвращает символ по известному коду. Это функция Chr(N), |
|где N - выражение, приводящее к целому числу в интервале от 0 до 255 |
|(возможные значения кода символа). Очевидно, что Chr(Ord(C))=C, |
|Ord(Chr(N))=N. |
| Следующая маленькая программа выводит на экран кодовую таблицу: |
|Program Str3; |
|Var |
| I : Byte; |
|Begin |
|For I:=32 to 255 do |
|Write('VV',I:4, '-',Chr(I)) |
|End. |
| Цикл в программе начинается с 32 потому, что символы с кодами от 0 до |
|31 являются управляющими и не имеют соответствующего графического |
|представления. |
| Задача: "Определить, является ли введенная строка "перевертышем". |
|Перевертышем называется такая строка, которая одинаково читается с начала и|
|с конца. Например, "казак" и "потоп" - перевертыши, "канат" - не |
|перевертыш". |
| Поступим следующим образом: из введенной строки сформируем другую |
|строку из символов первой, записанных в обратном порядке, затем сравним |
|первую строку со второй; если они окажутся равны, то ответ положительный, |
|иначе - отрицательный. Естественно, предложенный способ решения не является|
|единственно возможным. |
|Program Str4; |
|Var |
| S,B : String; |
| I : Byte; |
|Begin |
|Writeln('Введите строку'); |
|Readln(S); |
|B:=''; {Переменной B присваиваем значение "пустая строка"} |
|For I:=1 to Length(S) do |
|B:=S[I]+B; {Конкатенация. Символы строки S пристыковываются к} |
|{переменной B слева. Самым левым окажется последний.} |
|If B=S Then Writeln('Перевертыш') Else Writeln('Не перевертыш') |
|End. |
| Число, записанное в строковую переменную, естественно числом не |
|является, но очень часто требуется его все же использовать в качестве |
|числа. Для этого нужно произвести преобразование типа. Перевод строкового |
|представления числа в числовое выполняет в Паскале оператор Val. |
|Его формат: |
|Val(S,X,C); |
| Здесь S - строка, содержащая число, X - числовая переменная, в которую|
|будет помещен результат, С - переменная целочисленного типа, в которую |
|помещается первого встреченного в S отличного от цифры символа. Если после |
|выполнения оператора Val переменная С имеет значение 0, то это означает, |
|что преобразование типа прошло совершенно успешно и в строке нецифровых |
|символов не встретилось. |
| Противоположное действие осуществляет оператор Str. Формат оператора: |
| Str(X,S); |
|X - число (либо арифметическое выражение), S - строковая переменная. |
| В переменную S попадает строковое представление числа X. Это нужно, |
|например, при необходимости выводить на экран числа в графическом режиме |
|(будет изучено позже), так как стандартные процедуры вывода на экран там |
|работают только со строковыми величинами. |
| Для иллюстрации рассмотрим такую задачу: "Найти сумму цифр введенного |
|натурального числа". Используя только числовые переменные, решить ее можно,|
|но предлагаемое здесь решение, по-моему, проще. |
|Program Str5; |
|Var |
|S : String; |
|I,X,A,C : Integer; |
|Begin |
|Writeln('Введите натуральное число'); |
|Readln(S); {Число вводится в строковую переменную} |
|A:=0; |
|For I:=1 To Length(S) Do |
|Begin |
|Val(S[I],X,C); {Цифровой символ превращается в число} |
|A:=A+X {Цифры суммируются} |
|End; |
|Writeln('Сумма цифр равна ',A) |
|End. |
| Теперь рассмотрим еще несколько действий над строками: |
|оператор DELETE(S,I,C) из строковой переменной S удаляет C символов, |
|начиная с I-того; |
|оператор INSERT(SN,S,I) вставляет подстроку SN в строковую переменную S |
|перед символом с номером I; |
|функция COPY(S,I,C) возвращает подстроку строки S из C символов, начиная с |
|символа с номером I; |
|функция Pos(SN,S) возвращает номер символа, с которого в строке S |
|начинается подстрока SN (позицию первого вхождения подстроки в строку). |
|Если такой подстроки нет, то возвращается ноль. |
| Пример их использования: |
|"Во введенной строке заменить все вхождения подстроки 'ABC' на подстроки |
|'KLMNO'". |
|Program Str6; |
|Var |
|S : String; |
|A : Byte; |
|Begin |
|Writeln('Введите строку'); |
|Readln(S); |
|While Pos('ABC',S)0 Do |
|Begin |
|A:= Pos('ABC',S); |
|Delete(S,A,3); |
|Insert('KLMNO',S,A) |
|End; |
|Writeln(S) |
|End. |
| |
|Определение типов |
| Как было упомянуто ранее, в изучаемом языке возможно определять новые |
|типы переменных. После определения этот тип становится доступным для |
|описания переменных, также как и стандартные типы. |
| Новый тип перед первым его использованием должен быть описан в |
|соответствующем разделе описаний. Его заголовок - служебное слово Type. |
|Type |
| = <Описание типа>; |
| Есть несколько способов описания. Иногда говорят даже о видах типов |
|(как бы это странно ни звучало). |
| Итак, первым рассмотрим так называемый перечисляемый тип. |
| Перечисляемый тип используется для повышения наглядности программ, |
|позволяя записывать в переменные этого типа названия разнообразных |
|объектов, исследуемых программой. Этот тип представляет собой набор |
|идентификаторов, с которыми могут совпадать значения параметров. |
| Формат описания следующий: = (, ,? ); |
| Далее можно определить любое число переменных уже описанного типа. |
|Обратите внимание на то, что каждый идентификатор может участвовать в |
|описании только одного перечисляемого типа. |
| Этим переменным можно присваивать только значения из списка, |
|определенного при описании типа. Эти значения не являются ни числами, ни |
|строковыми величинами, ни даже величинами логического типа, поэтому они не |
|могут участвовать в арифметических, строковых, логических выражениях, а |
|также не могут быть выведены на экран или принтер. Величины перечисляемого |
|типа можно сравнивать между собой, над их множеством в языке Паскаль |
|определены несколько функций: |
| Ord(X) - порядковый номер значения переменной X в списке |
|идентификаторов. |
| Succ(X) - следующее значение для величины Х. |
| Pred(X) - предыдущее значение данного типа. |
| Обратите внимание на то, что для функции Ord нумерация среди значений |
|идет, начиная от нуля. Для последнего значения нельзя применять функцию |
|Succ, для первого - Pred. |
| Переменные различных перечисляемых типов несовместимы друг с другом. |
| Множество стандартных порядковых типов в языке Паскаль на самом деле |
|определены как перечисляемые. Это типы Char, Integer, другие. | |
