 |
Структура программы
|
|
|
|
Структура любой программной единицы (программы, процедуры или функции) должна быть такой:;
<Объявление программной единицы>
{Раздел описаний}
BEGIN
{Раздел исполняемых операторов}
END <символ конца программной единицы>
Здесь «Объявление программной единицы> - заголовок программы, процедуры или функции; заголовок программы можно опускать без каких-либо последствий для программы; для процедур и функций наличие заголовка обязательно; <символ конца программной единицы> - символ «.» для программы или символ «;» - для процедуры и функции.
Любой из двух разделов программной единицы - раздел описаний или исполняемых операторов, или оба одновременно могут быть пустыми, т.е. не содержать никаких описаний или исполняемых операторов.
В разделе описаний должны содержаться описания всех идентификаторов, используемых в разделе исполняемых операторов. Исключением являются идентификаторы, определенные в интерфейсных частях программных модулей (библиотек), а также
глобальные для процедуры или функции идентификаторы (см. гл. 8). Если программная единица использует идентификатор из интерфейсной части, какого-либо модуля (см. гл. 9), в начале программы в предложении USES необходимо указать имя этого модуля. Последнее не относится к идентификаторам, определенным в стандартном модуле SYSTEM, т.е. имя этого модуля в предложении USES указывать не нужно. Более того, модуль SYSTEM считается предварительно объявленным, поэтому объявление
Uses System;
компилятор расценит как попытку двойного объявления модуля SYSTEM и даст соответствующее сообщение об ошибке. В разделе описаний объявляются идентификаторы типов, объектов, констант, переменных, а также метки, процедуры и функции. Описанию типов и объектов должно предшествовать зарезервированное слово TYPE, описанию констант - CONST, переменных - VAR и меток - LABEL, например:
|
|
|
type
DigType = set of '0'.. '9';
StrType = string [40];
const
N = 100;
EPS = 1e-9;
var
x,y:real;
st:StrType;
label
1b1, 1b2;
В отличие от стандартного Паскаля разделы TYPE, CONST, VAR, LABEL могут следовать друг за другом в любом порядке и встречаться в разделе описаний сколько угодно раз.
Описание процедуры или функции заключается в указании заголовка этой процедуры (функции) и ее тела (подробнее см. в гл. 8).
Структура программных библиотек (модулей) описана в гл.9.
· Глава 4. ТИПЫ ДАННЫХ
o 4.1. Простые типы
§ 4.1.1. Порядковые типы
§ 4.1.2. Вещественные типы
o 4.2. Структурированные типы
§ 4.2.1. Массивы
§ 4.2.2. Записи
§ 4.2.3. Множества
o 4.3. Строки
o 4.4. Совместимость и преобразование типов
Г л а в а 4
ТИПЫ ДАННЫХ
Любые данные, т.е. константы, переменные, значения функций или выражения, в Турбо Паскале характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, которые может иметь тот или иной объект, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Кроме того, тип определяет также и формат внутреннего представления данных в памяти ПК.
Турбо Паскаль характеризуется разветвленной структурой типов данных (рис.4.1).
Рис.4.1. Структура типов данных
В Турбо Паскале предусмотрен механизм создания новых типов данных, благодаря чему общее количество типов, используемых в программе, может быть сколь угодно большим.
В этой главе приводится подробное описание всех типов, за исключением файлов и указателей, которые рассматриваются в следующих двух главах, а также процедурных типов, которые рассматриваются в гл.8, и объектов (гл.10).
ПРОСТЫЕ ТИПЫ
К простым типам относятся порядковые и вещественные типы. Порядковые типы отличаются тем, что каждый из них имеет конечное число возможных значений. Эти значения можно определенным образом упорядочить (отсюда -название типов) и, следовательно, с каждым из них можно сопоставить некоторое целое число - порядковый номер значения.
|
|
|
Вещественные типы, строго говоря, тоже имеют конечное число значений, которое определяется форматом внутреннего представления вещественного числа. Однако количество возможных значений вещественных типов настолько велико, что сопоставить с каждым из них целое число (его номер) не представляется возможным.
4.1.1. Порядковые типы
К порядковым типам относятся (см. рис.4.1) целые, логический, символьный, перечисляемый и тип-диапазон. К любому из них применима функция ORD(X), которая возвращает порядковый номер значения выражения X. Для целых типов функция ORD(X) возвращает само значение X, т.е. ORD(X) = X для X, принадлежащего любому шелому типу. Применение ORD(X) к логическому, символьному и перечисляемому типам дает положительное целое число в диапазоне от 0 до 1 (логический тип), от 0 до 155 (символьный), от 0 до 65535 (перечисляемый). Тип-диапазон сохраняет все свойства базового порядкового типа, поэтому результат применения к нему функции ORD(X) зависит от свойств этого типа.
К порядковым типам можно также применять функции:
PRED (X) - возвращает предыдущее значение порядкового типа (значение, которое соответствует порядковому номеру ORD(X)- 1), т.е.
ORD(PRED(X)) = ORD(X) - 1;
SUCC (X) - возвращает следующее значение порядкового типа, которое соответствует порядковому номеру ORD(X) +1, т.е.
ORD(SUCC(X)) = ORD(X) + 1.
Например, если в программе определена переменная
var
с: Char;
begin
с:= '5';
end.
то функция PRED(C) вернет значение '4', а функция SUCC(C) - значение '6'.
Если представить себе любой порядковый тип как упорядоченное множество значий, возрастающих слева направо и занимающих на числовой оси некоторый отрезок, то функция PRED(X) не определена для левого, a SUCC(X) - для правого конца этого отрезка.
Целые типы. Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два или четыре байта. В табл. 4.1 приводится название целых типов, длина их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений.
Таблица 4.1
| Целые типы | ||
| Название | Длина, байт | Диапазон значений |
| Byte | 0...255 | |
| ShortInt | -128...+127 | |
| Word | 0...65535 | |
| Integer | -32768...+32767 | |
| LongInt | -2 147 483 648... +2 147 483 647 |
При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться «вложенностью» типов, т.е. везде, где может использоваться WORD, допускается использование BYTE (но не наоборот), в LONGINT «входит» INTEGER, который, в свою очередь, включает в себя SHORTINT.
|
|
|
Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен в табл.4.2. Буквами b, s, w, i, l обозначены выражения соответственно типа BYTE, SHORTINT, WORD, INTEGER и LONGINT, x - выражение любого из этих типов; буквы vb, vs, vw, vi, vl, vx обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр.
Таблица 4.2
| Стандартные процедуры и функции, применимые к целым типам | ||
| Обращение | Тип результата | Действие |
| abs (x) | x | Возвращает модуль х |
| chr(b) | Char | Возвращает символ по его коду |
| dec (vx[, i]) | - | Уменьшает значение vx на i, а при отсутствии i -на 1 |
| inc(vx[, i]) | - | Увеличивает значение vx на i, а при отсутствии i - на 1 |
| Hi(i) | Byte | Возвращает старший байт аргумента |
| Hi(w) | To же | То же |
| Lo(i) | " | Возвращает младший байт аргумента |
| Lo (w) | " | То же |
| odd(l) | Boolean | Возвращает True, если аргумент - нечетное число |
| Random (w) | Как у параметра | Возвращает псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0...(w-l) |
| sgr (x) | X | Возвращает квадрат аргумента |
| swap (i) | Integer | Меняет местами байты в слове |
| swap (w) | Word |
При действиях с целыми числами тип результата будет соответствовать типу операндов, а если операнды относятся к различным целым типам, - типу того операнда, который имеет максимальную мощность (максимальный диапазон значений). Возможное переполнение результата никак не контролируется, что может привести к недоразумениям, например:
var
а: Integer;
х, у: Real;
begin
а:= 32767; {Максимально возможное значение типа INTEGER}
х:= а + 2; {Переполнение при вычислении этого выражения!}
у:= LongInt(а)+2; {Переполнения нет после приведения переменной к более мощному типу}
WriteLn(x:10:0, у:10:0)
end.
В результате прогона программы получим
-32767 32769
|
|
|
Логический тип. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант FALSE (ложь) или TRUE (истина). Для них справедливы правила:
ord(False) = 0;
ord(True) = 1;
False < True;
succ(False)= True;
pred(True) = False.
Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе счетного типа, например:
var
1: Boolean;
begin
for 1:= False to True do....
Символьный тип. Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0...255. Это число служит кодом внутреннего представления символа, его возвращает функция ORD.
Для кодировки используется код ASCII (American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией). Это 7-битный код, т.е. с его помощью можно закодировать лишь 128 символов в диапазоне от 0 до 127. В то же время в 8-битном байте, отведенном для хранения символа в Турбо Паскале, можно закодировать в два раза больше символов в диапазоне от 0 до 255. Первая половина символов ПК с кодами 0...127 соответствует стандарту ASCII (табл. 4.3). Вторая половина символов с кодами 128...255 не ограничена жесткими рамками стандарта и может меняться на ПК разных типов (в прил.2 приведены некоторые распространенные варианты кодировки этих символов).
Таблица 4.3
| Кодировка символов в соответствии со стандартом ASCII | |||||||
| Код | Символ | Код | Символ | Код | Символ | Код | Символ |
| NUL | BL | ® | ' | ||||
| ЗОН | ! | A | a | ||||
| STX | " | В | b | ||||
| ЕТХ | # | С | с | ||||
| EOT | $ | D | d | ||||
| ENQ | % | E | e | ||||
| АСК | & | F | f | ||||
| BEL | ' | G | g | ||||
| BS | ( | H | h | ||||
| НТ | ) | I | i | ||||
| LF | * | J | j | ||||
| VT | + | k | k | ||||
| FF | , | L | i | ||||
| CR | - | M | m | ||||
| SO | . | N | n | ||||
| SI | / | О | |||||
| DEL | p | P | |||||
| DC1 | Q | q | |||||
| DC2 | R | r | |||||
| DC3 | S | s | |||||
| DC4 | T | t | |||||
| NAK | U | u | |||||
| SYN | V | V | |||||
| ETB | w | w | |||||
| CAN | X | X | |||||
| EM | У | У | |||||
| SUB | : | z | z | ||||
| ESC | / | [ | { | ||||
| FS | < | \ | l | ||||
| GS | = | ] | } | ||||
| RS | > | ^ | ~ | ||||
| US | ? | — | п |
Символы с кодами 0...31 относятся к служебным кодам. Если эти коды используются в символьном тексте программы, они считаются пробелами. При использовании их в операциях ввода-вывода они могут иметь следующее самостоятельное значение:
| Символ | Код | Значение |
| BEL | Звонок; вывод на экран этого символа сопровождается звуковым сигналом | |
| НТ | Горизонтальная табуляция; при выводе на экран смещает курсор в позицию, кратную 8, плюс 1 (9, 17, 25 и т.д.) | |
| LF | Перевод строки; при выводе его на экран все последующие символы будут выводиться, начиная с той же позиции, но на следующей строке | |
| VT | Вертикальная табуляция; при выводе на экран заменяется специальным знаком | |
| FF | Прогон страницы; при выводе на принтер формирует страницу, при выводе на экран заменяется специальным знаком | |
| CR | Возврат каретки; вводится нажатием на клавишу Enter (при вводе с помощью READ или READLN означает команду «Ввод» и в буфер ввода не помещается; при выводе означает команду «Продолжить вывод с начала текущей строки») | |
| SUB | Конец файла; вводится с клавиатуры нажатием Ctrl-Z; при выводе заменяется специальным знаком | |
| SSC | Конец работы; вводится с клавиатуры нажатием на клавишу ESC; при выводе заменяется специальным знаком |
К типу CHAR применимы операции отношения, а также встроенные функции: СНR(В) - функция типа CHAR; преобразует выражение В типа BYTE в символ и возвращает его своим значением;
|
|
|
UPCASE(CH) - функция типа CHAR; возвращает прописную букву, если СН -строчная латинская буква, в противном случае возвращает сам символ СН, например:
var
cl,c2: Char;
begin
cl:= UpCase('s');
c2:= UpCase ('Ф');
WriteLn(cl,' ',c2)
end.
Так как функция UPCASE не обрабатывает кириллицу, в результате прогона этой
программы на экран будет выдано
S ф
Перечисляемый тип. Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками, например:
typе
colors =(red, white, blue);
Применение перечисляемых типов делает программы нагляднее. Если, например, в программе используются данные, связанные с месяцами года, то такой фрагмент программы:
type
ТипМесяц=(янв,фев,мар,апр,май,июн,июл,авг,сен,окт,ноя,дек);
var
месяц: ТипМесяц;
begin
.......
if месяц = авг then WriteLn('Хорошо бы поехать к морю!');
.......
end.
был бы, согласитесь, очень наглядным. Увы! В Турбо Паскале нельзя использовать кириллицу в идентификаторах, поэтому мы вынуждены писать так:
type
TypeMonth=(jan,feb,mar,may,jun,jul,aug,sep,oct,nov,dec);
var
month: TypeMonth;
begin
.......
if month = aug then WriteLn('Хорошо бы поехать к морю!');
.......
end.
Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение в списке получает порядковый номер 0, второе - 1 и т.д. Максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений, поэтому фактически перечисляемый тип задает некоторое подмножество целого типа WORD и может рассматриваться как компактное объявление сразу группы целочисленных констант со значениями О, 1 и т.д.
Использование перечисляемых типов повышает надежность программ благодаря возможности контроля тех значений, которые получают соответствующие переменные. Пусть, например, заданы такие перечисляемые типы:
type
colors = (black, red, white);
ordenal= (one, two, three);
days = (monday, tuesday, Wednesday);
С точки зрения мощности и внутреннего представления все три типа эквивалентны:
ord(black)=0,..., ord(white)=2,
ord(one)=0,...ord(three)=2,
ord(monday)=0,...ord(Wednesday)=2.
Однако, если определены переменные
var
col:colors; num:ordenal;
day: days;
то допустимы операторы
col:= black;
num:= succ(two);
day:= pred(tuesday);
но недопустимы
col:= one;
day:= black;
Как уже упоминалось, между значениями перечисляемого типа и множеством целых чисел существует однозначное соответствие, задаваемое функцией ORD(X). В Турбо Паскале допускается и обратное преобразование: любое выражение типа WORD можно преобразовать в значение перечисляемого типа, если только значение целочисленного выражения не превышает мощное1™ перечисляемого типа. Такое преобразование достигается применением автоматически объявляемой функции с именем перечисляемого типа (см. п. 4.4). Например, для рассмотренного выше объявления типов эквивалентны следующие присваивания:
col:= one;
col:= colors(0);
Разумеется, присваивание
col:= 0;
будет недопустимым.
Переменные любого перечисляемого типа можно объявлять без предварительного описания этого типа, например:
var
col: (black, white, green);
Тип-диапазон. Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона. Тип-диапазон задается границами своих значений внутри базового типа:
<мин.знач.>..<макс.знач.>
Здесь <мин.знач. > - минимальное значение типа-диапазона;
<макс.знач.> - максимальное его значение.
Например:
type
digit = '0'..'9';
dig2= 48..57;
Тип-диапазон необязательно описывать в разделе TYPE, а можно указывать непосредственно при объявлении переменной, например:
var
date: 1..31;
month: 1..12;
Ichr: 'A'..'Z';.
При определении типа-диапазона нужно руководствоваться следующими правилами:
· два символа «..» рассматриваются как один символ, поэтому между ними недопустимы пробелы;
· левая граница диапазона не должна превышать его правую границу. Тип-диапазон наследует все свойства своего базового типа, но с ограничениями, связанными с его меньшей мощностью. В частности, если определена переменная
type
days = (mo,tu,we,th,fr,sa,su);
WeekEnd = sa.. su;
var
w: WeekEnd;
begin
.....
w:= sa;
.....
end;
то ORD(W) вернет значение 5, в то время как PRED(W) приведет к ошибке.
В стандартную библиотеку Турбо Паскаля включены две функции, поддерживающие работу с типами-диапазонами:
НIGН(Х) - возвращает максимальное значение типа-диапазона, к которому принадлежит переменная X;
LOW(X) -возвращает минимальное значение типа-диапазона.
Следующая короткая программа выведет на экран строку
-32768...32767
var
k: Integer;
begin
WriteLn(Low(k),'..',High(k))
end.
4.1.2. Вещественные типы
В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа.
Таблица 4.4
| Длина, байт | Название | Количество значащих цифр | Диапазон десятичного порядка |
| Real | 11...12 | -39...+38 | |
| Double | 15...16 | -324...+308 | |
| extended | 19...20 | -4951...+4932 | |
| comp | 19...20 | -2*1063+1...+2*63-1 |
Как видно из табл.7, вещественное число в Турбо Паскале занимает от 4 до 10 смежных байт и имеет следующую структуру в памяти ПК:
| s | e | m |
Здесь s - знаковый разряд числа; е - экспоненциальная часть; содержит двоичный порядок; m - мантисса числа.
Мантисса m имеет длину от 23 (для SINGLE) до 63 (для EXTENDED) двоичных разрядов, что и обеспечивает точность 7...8 для SINGLE и 19...20 для EXTENDED десятичных цифр. Десятичная точка (запятая) подразумевается перед левым (старшим) разрядом мантиссы, но при действиях с числом ее положение сдвигается влево или вправо в соответствии с двоичным порядком числа, хранящимся в экспоненциальной части, поэтому действия над вещественными числами называют арифметикой с плавающей точкой (запятой).
Как видим, Турбо Паскаль характеризуется богатой гаммой вещественных типов, однако доступ к типам SINGLE, DOUBLE и EXTENDED возможен только при особых режимах компиляции. Дело в том, что эти типы рассчитаны на аппаратную поддержку арифметики с плавающей точкой и для их эффективного использования в состав ПК должен входить арифметический сопроцессор. Компилятор Турбо Паскаля позволяет создавать программы, работающие на любых ПК (с сопроцессором или без него) и использующие любые вещественные типы. Необходимая для этого настройка компилятора описана в прил.1. В процессе запуска Турбо Паскаль проверяет состав аппаратных средств и выявляет наличие или отсутствие сопроцессора.
В некоторых случаях бывает необходимо отключить автоконтроль. Для этого перед запуском Турбо Паскаля следует дать такую команду ДОС:
set 87=N
команда
set 87=Y
напротив, включает автоконтроль - эта команда активна по умолчанию.
Отметим, что арифметический сопроцессор всегда обрабатывает числа в формате EXTENDED, а три других вещественных типа в этом случае получаются простым усечением результатов до нужных размеров и применяются в основном для экономии памяти.
Например, если «машинное эпсилон» (см. пример 2.6 в гл.2) вычисляется с помощью такой программы:
{$N+,E+}
type
RealType = Real:
var
epsilon: RealType;
begin
epsilon:= 1;
while 1+epsilon/2 > 1 do
epsilon:= epsilon/2;
WriteLn(epsilon)
end.
то независимо от объявления типа REALTYPE (он может быть SINGLE, REAL, DOUBLE или EXTENDED) на печать будет выдан результат
1.08420217248550Е-0019
что соответствует типу EXTENDED. Происходит это по той причине, что все операнды вещественного выражения 1 + epsilon/2 в операторе WHILE, перед вычислением автоматически преобразуются к типу EXTENDED. Чтобы получить правильный результат (например, для типа REALTYPE = REAL он будет 9. 09494701772928Е-0013), программу необходимо изменить следующим образом:
{$N+,E+}
type
RealType= Real;
var
epsilon, epsl:RealType;
begin
epsilon:= 1;
repeat
epsilon:= epsilon/2;
epsl:= 1 + epsilon
until epsl = 1;
WriteLn(2*epsilon)
end.
Следует учесть, что тип REAL оптимизирован для работы без сопроцессора. Если Ваш ПК оснащен сопроцессором, использование типа REAL приведет к дополнительным затратам времени на преобразование REAL к EXTENDED. Поэтому никогда не используйте REAL на ПК с сопроцессором, т.к. дополнительные затраты времени на преобразование типов могут свести на нет все преимущества сопроцессора. При разработке программ, критичных ко времени счета, следует заменять его типами SINGLE или DOUBLE: по сравнению с типом REAL скорость вычислений на машинах с сопроцессором в этом случае увеличивается в 2...3 раза. Если в ПК нет арифметического сопроцессора, скорость обработки данных всех вещественных типов приблизительно одинакова.
Особое положение в Турбо Паскале занимает тип СОМР, который трактуется как вещественное число без экспоненциальной и дробной частей. Фактически, СОМР - это «большое» целое число со знаком, сохраняющее 19...20 значащих десятичных цифр (во внутреннем представлении СОМР занимает 8 смежных байт). В то же время в выражениях СОМР полностью совместим с любыми другими вещественными типами: над ним определены все вещественные операции, он может использоваться как аргумент математических функций и т.д. Наиболее подходящей областью применения типа СОМР являются бухгалтерские расчеты: денежные суммы выражаются в копейках или центах и действия над ними сводятся к операциям с достаточно длинными целыми числами.
Для работы с вещественными данными могут использоваться встроенные математические функции, представленные в табл. 2.5. В этой таблице REAL означает любой вещественный тип, INTEGER - любой целый тип.
Таблица 4.5
| Стандартные математические функции Турбо Паскаля | |||
| Обращение | Тип параметра | Тип результата | Примечание |
| abs (x) | Real, Integer | Тип аргумента | Модуль аргумента |
| АrсТаn (х) | Real | Real | Арктангенс (значение в радианах) |
| cos (х) | To же | То же | Косинус, угол в радианах |
| ехр (х) | " | " | Экспонента |
| frас (х) | " | " | Дробная часть числа |
| int(x) | " | " | Целая часть числа |
| ln(x) | " | " | Логарифм натуральный |
| Pi | - | " | л = 3.141592653... |
| Random | - | " | Псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0...[1] |
| Pandom(x) | Integer | Integer | Псевдослучайное целое число, равномерно распределенное в диапазоне 0...(х-1) |
| Randomize | - | - | Инициация генератора псевдослучайных чисел |
| sin(x) | Real | Real | Синус, угол в радианах |
| sqr (x) | To же | То же | Квадрат аргумента |
| sqrt (x) | " | " | Корень квадратный |
|
|
|
D) научно-исследовательские разработки, инфраструктура.
II Структура класса
II. Структура класса
II. Структура специальных вопросов с глаголом to be.
III.2. Условная структура управления
IV. Структура деятельности
VII. Структура Организации
Агропромышленный комплекс России: структура, современное состояние.
Алфавіт мови Turbo Pascal. Типи даних. Структура Pascal-програми.
Аморфно-кристаллическая структура
