Типи даних алгоритмічної мови TURBO Pascal Стандартні функції і оператори роботи з рядками

Житомирський військовий інститут 

	Національного авіаційного університету

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	Реферат

	на тему: 

	Типи даних алгоритмічної мови TURBO Pascal. 

	Стандартні функції і оператори роботи з рядками

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	Житомир 2010

	
План

	

		Структура (класифікація) типів даних мови T.Pascal

		Прості типи даних

		Структуровані типи даних. Масиви даних

		Стандартні модулі T.Pascal, їх призначення

		Символьні масиви

		Визначення рядкового типу даних

		Основні операції над рядковими даними

		Стандартні засоби обробки рядків: процедури і функції

	

	
1.Структура типів даних

	

	Будь-яка константа, змінна, значення функції або виразу характеризується своїм типом. Тип цих об’єктів визначає множину допустимих значень, які може мати об’єкт, а також множину допустимих операцій над об’єктами. Крім того тип визначає і формат внутрішнього представлення значення об’єкту

	Класифікація типів даних

	

	

Система типів ТР

Реальні (дійсні) типи 

Прості типи

Порядкові типи

цілі

логічні

символьні

переліку (перечисляемые)

Тип - діапазон

Структуровані типи

масиви

записи

множини

файли

Покажчики (звертання)

Рядки (строки)

Процедурні типи

	

	2. Прості типи даних

	

	До простих відносять реальні та порядкові типи даних.

	Порядкові характеризуються кінцевим числом можливих значень. Ці значення можна упорядковувати (звідки і назва) будь-яким чином, так, що кожному з них можна зіставити деяке ціле число – порядковий номер значення.

	Реальні також мають кінцеве число значень, але їх кількість дуже велика, тому кожному з них зіставити ціле число просто неможливо.

	Порядкові типи

	До порядкових типів відносяться: цілі, логічні, символьні, переліку та тип-діапазон. 

	До будь-якого з них можна використати функції:

	ORD(Х) – порядковий номер значення;

	PRED(X) – порядковий номер попереднього значення;

	SUCE(X) – порядковий номер наступного значення;

	ORD(PRED(X))=ORD(X)-1;

	ORD(SUCE(X))=ORD(X)+1.

	Цілі типи

	Опис:

	Var <ім’я>: integer;

	

	Тип

	Діапазон значень

	Довжина, байт

	Byte

	0…255

	1

	Word

	0…65535

	2

	Integer

	-32768…32767

	2

	ShortInt

	-128…127

	1

	LongInt

	-2147483648…2147483647

	4

	

	Byte – довжина в байт;

	Word – довжина в слово;

	Integer – ціле;

	ShortInt – коротке ціле;

	LongInt – довге ціле.

	


	Над цими типами визначені операції: “+”, “-“, “*”, div – цілочислове ділення.

	При використані процедур і функцій з цілочисловими параметрами слід керуватися відповідністю діапазонів типів. Наприклад: integer входить в 

	

	Longint, byte < word і т.д.

	

	Якщо в виразі використані різні типи, то вони приводять до базового типу – min потужності цілого типу, який не містить результат.

	Логічний тип (BOOLEAN)

	Значенням цього типу може бути одна з двох констант FALSE або TRUE.

	Для них справедливі правила:

	

	ORD (FALSE) = 0;

	ORD (TRUE) = 1;

	FALSE < TRUE.

	

	Крім того є 4 стандартні логічні операції:

	

	AND – логічний добуток;

	OR – логічна сума;

	XOR – сума по модулю “2”;

	NOT – логічне заперечення (унарна операція).

	

	Наприклад:

	

	А = TRUE; not A=B

	B = FALSE not B=A

	A and B=B A or B=A A xor B=A

	A and A=A (TRUE) B or A=A B xor A=A

	B and A=B A or A=A A xor A=B

	B and B=B B or B=B (FALSE) B xor B=B

	

	Опис:

	

	Var <ім’я>: boolean;

	

	Символьний тип (CHAR)

	(character – символ).

	Значення символьного типу є множиною всіх символів ПК. Кожен символ має код у значенні 0…255, так званий ASCII(American Standard Code for Information Interchange). Для представлення символів апострофи: ‘A’, ‘B’, …,’*’,’”’,…

	Опис:

	

	Var <ім’я>: char;

	

	Символьні значення можна вводити, виводити, присвоювати, порівнювати (при порівнянні використовується порядковий номер коду ASCII).

		Стандартні символьні функції:

	СHR(код символа) – повертає відповідний символ;

	ORD (S) – повертає код символа S.

	Приклад :

	

	Var x,y: char;

	Begin 

	Read(x);

	Y:=’A’;

	If x <y then write ( x’);

	End.

	

	Тип переліку.

	Задається переліком тих значень, які він може отримати. Кожне значення іменується ідентифікатором і розташовується в круглих дужках через кому:

	

	Type 

	Season = (winter, spring, autumn);

	

	Значенням присвоюються порядкові номери: 0,1,2,3…255. Наприклад: 

	

	ord (summer) =2.

	

	Значення можуть бути тільки іменними. Їх можна присвоювати і порівнювати, але не можна вводити і виводити операторами READ і WRITE.

	Приклад:

	

	Type

	Season = (win, spr, sum, out);

	Var 

	b: byte;

	c:season;

	Begin

	readln(b);

	c:= season (b);

	Case c of

	Win : writeln(‘winter’);

	Spr : writeln(‘spring’);

	Sum : writeln(‘summer’);

	Out : writeln(‘outumn’);

	End.

	End.

	

	Тип – діапазон

	Визначається як інтервал значень базового типу (раніш визначеного), яким може бути будь-який порядковий тип:

	

	<ім’я> = <min значення>..<max значення>;

	

	Приклад:

	

	Type

	Day = 1..31;

	Mounth = 1..12;

	Letter = ‘A’..’Z’;

	

	При визначенні типа-діпазона, слід користуватись правилами:

	а) – це один символ(без пробілу);

	б) ліва границя не повинна перевищувати праву;

	в) ім’я повинно бути правильним ідентифікатором (починатись з букви, не співпадати зі службовими словами,тільки латинські букви, цифри та підкреслення).

	

	Реальний тип

	Позначає множину дійсних значень в різних діапазонах. ТР підтримує декілька реальних типів, характеристики яких представленні в таблиці:

	

	

	Тип

	Діапазон значень

	Число цифр

	Довжина байт

	Singl

	1.5Е-45…3,4Е38

	7…8

	4

	Real

	2,9Е-39…1,7Е38

	11…12

	6

	Double

	5Е-324…1,7Е308

	15…16

	8

	Extended

	3,4Е-4932…1,1Е4932

	19…20

	10

	Comp

	1Е-20…1Е20

	19…20

	8

	

	Реальні типи можна зобразити з фіксованою і плаваючою комами: (17.38) (1738Е-2)

	Для прискорення обчислень, можна переопреділяти тип REAL:

	

	Type

	Real = dabble; або

	Type 

	Real = extended;

	

	Функції прискорення реальних типів до цілочислених:

	Round – скругляє Real до ближнього цілого;

	Trunc – усікає real шляхом відкидання дробної частини.

	

	3. Структуровані типи. Масиви даних

	

	Масиви – тип даних, який складається з фіксованої кількості елементів одного типу.

	Опис масиву можна виконувати як у розділі TYPE, так і VAR.

	

	TYPE <ім’я масиву> = ARRAY[розмір] OF <тип компонент>.

	

	Тип індексу (діапазон) – будь-який порядковий тип, зокрема LongInt. Тип компонент – будь-який тип ТР, або інший масив.

	Приклад:

	


	Type

	M1 = array [1..100] of real;

	Mat2 = array [1..10] of array [1..20] of integer;

	Var

	Vector : M1;

	Arr1, Arr2 : mat2;

	

	Інакше 

	

	Var <ідентефікатор> : array [діапазон] of <тип>;

		

		Приклад:

	

	Var

	Vector: array [1..100] of real;

	

	Над змінними масивів можна виконувати операції присвоювання і порівняння.

	Арифметичні дії, ввод та вивод не можна виконувати над послідовностями, але можна над їх окремими елементами.

	Елемент масиву виділяється конкретним значенням індексу.

	Наприклад:

	

	Var X: array [0..99] of real;

	

	Тоді Х[0] – перший елемент, 

	Х[1] – другий і т.д.

	Масив може бути одномірним, двомірним і т.д.

	Наприклад:

	


	Var mat2 : array [1..10,1..20] of integer;

	

	Компоненти масиву позначаються;

	

	Mat2 [1,3]; Mat2 [5,8] …;

	

	Так і організовується доступ до елементів двомірних масивів.

	Приклад:

	Введення значень у масив М.

	

	Var M : array [ 1..10 ] of integer;

	i : integer;

	begin

	i := 0;

	repeat

	i := i+1;

	read ( M [ i ] )

	until i = 10 

	end.

	

	обчислити значення функції Yi=(a+b+xi)/2, якщо а і b – фіксовані значення; x={3,8,12,20,25}, i=1,N .

	

	var

	A,B : real;

	i, N : integer;

	X, Y : array [1..5] of real;

	begin

	read (A, B, N);

	for i := 1 to N do

	begin 

	read ( X [i] );

	Y [i] := (A + B + X[i])/2;

	Write ( Y [i] );

	end;

	end. 

	

	Завдання 1: (масиви)

	Введення одномірного масиву і виведення у вигляді:

	а) вектора-рядка;

	б) вектора-стовпчика.

	

	a) Var M : array [1..10] of real;

	i : integer;

	begin 

	i := 0;

	repeat 

	i := i + 1;

	reat (M [i] );

	until i =10 ;

	for i := 1 to 10 do

	write (X [i] : 5 : 2,’’);

	end.

	

	b) Var M : array [1..10] of real;

	i : integer;

	begin 

	i := 0;

	repeat 

	i := i + 1;

	reat (M [i] );

	until i =10 ;

	for i := 1 to 10 do

	writeln (X [i] : 5 : 2);

	end.

	

	4. Стандартні модулі ТР. Їх призначення

	

	Модуль – це окремо транслюєма програмна одиниця.

	Підключення модуля до програми виконують за допомогою ключового слова:

	

	USES <ім’я модуля>.

	

	Основна частина засобів ТР розташована в стандартних модулях, які поставляються разом з компілятором.

	Існує вісім стандартних модулів:

	

	SYSTEM, DOS, CRT, PRINTER, GRAPH, OVERLAY, TURBO3, GRAPH3

	

	Модуль SYSTEM – основний, в який входять всі процедури і функції стандартного Паскаля і ТР. Він підключається автоматично і не потребує запрошення USES.

	Модуль DOS – призначений для забезпечення інтерфейса з програмами ОС.

	Модуль CRT – містить засоби керування дисплеєм в текстовому режимі, клавіатурою, динаміком. За допомогою його процедур можна змінювати колір, створювати вікна, звукові тона.

	Модуль PRINTER – забезпечує зв’язок між процесором і принтером.

	Модуль GRAPH – містить 90 графічних процедур і функцій, які дозволяють відтворювати на екрані точки, відрізки, кола та ін.. фігури різних кольорів і розмірів; засоби замальовування та виводу тексту у графічному режимі.

	Модуль OVERLAY – розбиває великі програми на сегменти перекриття (оверлейні сегменти), які використовують загальну область пам’яті.

	Модуль TURBO3 i GRAPH3 – для сумісності з версією ТР 3.0.

	SYSTEM, CRT, DOS розміщені у файлі TURBO.TPL. GRAPH – окремий файл GRAPH.TPU.

	Всі модулі крім SYSTEM стають доступними після їх підключення: 

	

	USES <ім’я модуля>.

	

	Символьні масиви

	

	Символьний тип даних дозволяє працювати з окремими символами тексту. Для обробки більшої кількості текстових одиниць використовують символьні масиви або рядкові типи даних.

	Розглянемо одномірні масиви, які складаються з елементів символьного типу (Char).

	Наприклад:

	

	Var 

	S: array [1..12] of char;

	

	Паскаль містить деякі додаткові засоби роботи з такими масивами:

			Конкретні значення символьних масивів записують за допомогою зображення рядка та використання їх в присвоюванні та передачі параметрів:

	

	S: = ‘Приклад рядка’;

	


	Зображення рядка будується з символів масиву і обмежується апострофами.

	Якщо необхідно задати апостроф, то його удвоюють {‘ ” ’}.

	Допускають формування рядків з використанням десяткових кодів символів і спеціальних позначень: ( #7#17C^A^B…)

			для символьних масивів операцію “+” конкатенації (зчеплення, поєднання). Смисл операції полягає у формуванні нового символьного масиву, кількість елементів якого дорівнює сумі розмірів масивів – операндів, а значення елементів – елементи масивів, які розміщюються послідовно один за одним.

	Приклад:

	

	Var S1 : array [1..8] of char;

	S2 : array [1..5] of char;

	Begin

	S1 := ’рядковий’;

	S2 := ’масив’;

	Writln (S1+’ ’+S2);

	{результат: на екрані}

	end.

	

	Особливість:

		в операторах присвоювання рядків символьним масивам необхідна точна відповідність довжини рядків і розмірів масивів;

			операція конкатенація для символьних масивів не допускається у правій частині присвоювання.

	Приклад: S : S1+’ ’+S2; {помилка}

	У таких випадках необхідно використовувати рядки, тобто рядкові типи даних.




	Визначення рядкового типу даних

	

	Рядкові типи даних є одним з розширень мови Паскаль, які найбільш використовуються. Рядковий тип узагальнює поняття символьних масивів, дозволяє динамічно змінювати довжину рядка.

	При використанні у виразах рядок обмежується апострофами. Кількість символів в рядку (довжина рядка) може динамічно змінюватись від 0 до 255. 

	Для визначення рядкових даних використовується ідентифікатор STRING, за якими у квадратних дужках вказується максимальна довжина рядка. Якщо значення не вказане, то по замовченню довжина рядка встановлюється 255 байт.

	Приклад:

	

	Line: string [80]; 

	Line 1: string ;

	Line 2: string [255];

	

	В приведеному прикладі змінна Line може мати будь-яку послідовність символів (кожен з яких має стандартний тип char) довільної довжини в межах від 0 до 80 символів; Line1 і Line2 – від 0 до 255 символів.

	Таким чином, важливіша різниця між рядками і символьними масивами, що рядки можуть динамічно змінювати свою довжину.

	Зміну рядкового типу визначають у розділі у розділі опису типів, або безпосередньо у розділі опису змінних.

	Рядкові дані також можна використовувати у програмі як константу.

	Формат: 

	type 

	

	<ім’я типа > = string [max довжина рядка];

	var 

	< ідентифікатор > : <ім’я типа >;

	

	або 

	

	var 

	< ідентифікатор > : string [max довжина рядка];

	

	Приклад: 

	

	Const

	address = ‘пл. Соборна, 1’;

	Type Line = string [125];

	Var

	 S1 : Line;

	S2 : string;

	S3 : string [50];

	

	Механізм динамічних рядків реалізований в мові Турбо-Паскаль достатньо просто. Для рядкових змінних пам’ять виділяється відповідно максимального значення, а використовується лише частина, яка реально зайнята символами рядка у даний час, тобто для N символів виділяється N+1 байт пам’яті, із яких N байт призначено для зберігання символів рядка, а 1 байт – для значення поточної довжини цього рядка:

	Елементи рядка нумеруються цілими числами, починаючи з 1. Це іноді використовують для визначення поточної довжини рядка.

	Наприклад:

	

	Line:= ‘ ’; {пустий рядок}

	WriteLn (ORD (Line [0] )); {на екрані число 0}

	Line : =‘ABCD’;

	WriteLn (ORD (Line [0])); {на екрані число 4}

	

	Однак, для визначення поточної довжини рядка, як правило, використовують стандартну функцію length, яке повертає ціле значення поточної довжини рядка. Але це ми розглянемо далі.

	У разі присвоювання рядковій змінній виразу з довжиною більше ніж максимально допустимо для даної змінної, то символи за межами максимальної довжини не використовуються (вилучаються). Ця ситуація не є помилковою, тому переривання виконання програми у даному випадку не відбувається.

	Наприклад:

	

	Var Line : string [4];

	Begin

	Line:= ‘ дуже довгий рядок’;

	WriteLn (Line); 

	

	Таким чином рядки можуть змінювати свою довжину.

	

	Основні операції над рядковими даними

	

	Над рядковими даними виконують такі операції :

	1.присвоювання (:=);

	2.ввод (Read);

	3.вивод(Write);

	4.порівняння (відношення);

	5.поєднання (зчеплення, конкатенації, - ,+).

	Перші три операції виконуються стандартно, без особливостей. Тому розглянемо дві останні операції.

	Операція конкатенації.

	Використовується для зчеплення декількох рядків в один, при чому довжина результуючого рядка не повинна перевищувати 255 символів (або вказану довжину N). Інакше останні символи будуть відкинуті. 

	Приклади:

	

	st := ‘a’+’b’;

	st := st + ‘c’; 

	writeLn (‘st = ‘, st) {результат st =abc}

	var st :

	 string [2];

	begin

	st :=’1’ + ‘2’ + ‘3’;

	writeLn (st) {на екрані 12}

	end.

	

	Операції порівняння (відношення).

	Проводить порівняння двох рядкових операндів за допомогою стандартних операторів: = , <>, >, <, >=, <=.

	Правила порівняння:

			проводиться з ліва-направо з урахуванням внутрішнього кодування таблиці символів ASCII. Рядок буде більшим, якщо перший не співпадаючий символ має більший номер.

			У менший по довжині рядок додаються символи значення CHR(0). 

	Тому при однакових, символах короткий рядок завжди менше довгого рядка.

	Результат виконання операції завжди має логічний тип і приймає значення TRUE або FALSE.

	Приклади:

	Вираз результат




	1) ‘ “ ‘ < ‘.’ TRUE

	2) ‘A’ > ‘2’ TRUE

	3) ‘AB’ = ‘A’FALSE

	4) ‘ABC’ > ‘AB’ TRUE

	5) ‘12’ <’2’ TRUE

	

	Cтандартні засоби обробки рядків: процедури і функції

	

	Функції:

	1) CONCAT(S1,S2,…,SN) – функція типа STRING. Виконує послідовне поєднання рядків S1,S2,…,SN , кожен з яких є вираз рядкового типу (STRING). Результатом є рядок не більше 255 символів. Дана функція еквівалентна операції конкатенації: 

	

	‘S1’ + ‘S2’ + ‘S3’…

	2) COPY(st : STRING; index : INTEGER; count : INTEGER): STRING;

	

	або 

	

	COPY (st, index, count).

	

	Функція копіює (повертає) частину рядка, виділеного з рядка st, довжиною count символів, починаючи з символу під номером index.

	LENGTH(st : STRING) функція типу INTEGER; повертає довжину рядка.

	POS(subst, st : STRING): BYTE. Функція шукає у рядку st рядок subst. Результатом є номер позиції, де рядок subst зустрічається перший раз. Якщо рядок subst не знайдено, то результатом буде 0 (нуль).

	UPCASE(ch) – функція типу CHAR. Повертає для символьного виразу ch, яке повинно представляти собою рядкову (маленьку) латинську букву, відповідно їй велику букву. Якщо значенням функції ch є будь-який інший символ (в тому числі рядкова буква російського алфавіту), функція повертає його без змін. 

	Процедури:

	DELETE(st : STRING; index, count : INTEGER) або

	DELETE(st, index, count) – процедура вилучає (знищує) count символів у рядку st починаючи з символу під номером index.

	INSERT(subst : STRING; st :STRING; index : INTEGER) або 

	INSERT(subst, st, index). – процедура вставляє рядок subst у рядок st, починаючи з символу під номером index.

	STR(X[:width[:decimals]];st:STRING) – процедура перетворює число Х в рядок символів st так, як це робить це робить процедура WRITELN перед виводом. Параметри width і decimals (якщо вони присутні, тобто дужки [] показують на необов’язковість цих параметрів) задають формат перетворення: загальну ширину поля для представлення числа Х(width) та кількість символів дрібної частини (decimals), якщо X : REAL.

	VAL(st, x, code) – процедура перетворює рядок символів st в значення числової змінної X (визначеного типу). Параметр code =0, якщо перетворення пройшло успішно, тоді X дорівнює результату перетворення. Якщо виявляється помилковий символ у рядку st, то значення Х не змінюється, а code дорівнює номеру позиції з помилковим символом.

	Приклади: 

	

	Var x: real;

	y: integer;

	st, st1 : string;

	begin

	st: = concat (‘12’, ‘345’); {рядок st містить 12345}

	st1: = copy (st, 3, Length(st)-2); {st1 містить 345}

	insert (‘-’ , st1, 2); {рядок st1 містить 3-45}

	delete (st, pos(‘2’, st), 3); {рядок st містить 15}

	str (pi : 6 : 2, st ); {рядок st містить 3,14}

	val (‘3.1415’, x, y); {y містить 2, х без змін}

	end.




	Висновок

	

	Таким чином над рядками можна виконувати операції присвоювання, порівняння, з’єднання (конкатенації), введення та виведення. Для цього використовують широкий набір процедур та функцій.