Данные – это общее понятие для всего того, с чем оперирует ЭВМ.
Переменные, используемые для хранения данных в языке Паскаль, могут быть различных типов. Это, в частности, связано со стремлением получать более компактные и быстродействующие программы, использующие меньшее количество памяти при своей работе.
Например, для хранения небольших чисел требуется меньше памяти, чем для хранения больших. Целые числа из диапазона 0-255 занимают лишь 1 байт памяти, тогда как бльшие числа требуют бльшего количества байт. Если по логике работы программы известно, что результат не превысит 255, то для его хранения достаточно использовать однобайтовую переменную.
С другой стороны, современные процессоры обычно по-разному обрабатывают целые и вещественные числа. Например, команды целочисленной арифметики в процессорах i80x86 выполняются непосредственно в основном АЛУ и требуют относительно немного процессорного времени. Тогда как операции с вещественными числами выполняются математическим сопроцессором, который, хотя и обладает большими возможностями по обработке, но требует гораздо больше времени для получения результата.
Поэтому, если по логике работы алгоритма не требуется использование вещественных чисел, нет смысла задействовать громоздкую «плавающую» арифметику. Указав в программе, что данная переменная является целочисленной, программист фактически даёт инструкцию компилятору обрабатывать её быстрым АЛУ основного процессора, не задействуя без необходимости сопроцессор.
Кроме того, для разных типов данных могут быть определены различные операции. Например, бессмысленно выполнять операцию деления для строк символов или делать сложение вещественной переменной с логической. Если при декларации переменной указывается её тип, компилятор получает возможность следить за правильностью выражений, в которых эта переменная будет использоваться. Это позволяет немного сократить число ошибок в программе.
В Паскале существуют простые, составные и ссылочные типы данных. Сейчас мы познакомимся подробно лишь с первыми из них, а об остальных поговорим на следующих лекциях.
К простым типам относятся:
– логический
– целые типы
– вещественные типы
– символьный
1. Логический тип (тип boolean)
Логическое значение - это одно из двух значений истинности, которые обозначаются зарезервированными именами false и true .
Логический тип определен так, что false < true . Операции отношения всегда дают логический результат. Например, отношение
при x = 0, y = 0 дает false ; при x = 0, y = 10 – значение true .
2. Целые типы данных
Значениями переменных целого типа являются элементы ограниченного подмножества целых чисел; это подмножество определяется конкретной реализацией.
В стандартном Паскале определен только один целый тип данных – тип integer . Число типа integer занимает два байта памяти; при этом нулевой бит определяет знак числа.
В той реализации Паскаля, с которой мы будем работать, в переменных типа integer можно хранить целые числа в диапазоне от –32768 до +32767.
Кроме того, в Турбо-Паскале имеются дополнительные целые типы данных:
1) тип shortint – короткое целое длиной один байт со знаком (знак занимает нулевой бит), пределы изменения -128 .. 127;
2) тип byte – короткое целое длиной один байт без знака (все восемь бит - двоичные цифры), пределы изменения 0 .. 255;
3) тип word – целое длиной два байта (слово) без знака, пределы изменения 0 .. 65535;
4) тип longint – длинное целое длиной 4 байта со знаком, пределы изменения - 2 147 483 648 .. 2 147 483 647.
Для целых значений допустимы следующие арифметические операции:
Сложение;
– вычитание;
* умножение;
div деление нацело (обратите внимание, что традиционный знак деления «/» возвращает в Паскале дробное число, поэтому результат такой операции не может быть присвоен целочисленной переменной).
mod остаток от деления.
В арифметическом выражении не могут стоять рядом два знака операции. Например, нельзя писать a * -b. Здесь нужно писать a * (-b).
Старшинство операций :
1) выражения в скобках;
2) *, div, mod (мультипликативные операции);
3) +, – (аддитивные операции).
Операции одинакового старшинства выполняются слева направо.
Операции возведения в степень в Паскале нет. Для целых показателей степени эта операция может быть заменена многократным умножением.
Целый результат дают следующие предописанные функции:
1) abs(i) – абсолютное значение целого аргумента i;
2) sqr(i) – квадрат значения целого аргумента i;
3) trunc(R) – целое, получающееся в результате отбрасывания дробной части числа R;
4) round(R) – целое, получающееся путем округления R.
trunc(3.3) = 3; round(3.3) = 3;
trunc(3.5) = 3; round(3.5) = 4;
trunc(3.8) = 3; round(3.8) = 4;
trunc(-3.3) = -3; round(-3.3) = -3;
trunc(-3.8) = -3; round(-3.8) = -4.
3. Вещественные типы
Вещественные числа – это числа с плавающей запятой. Широкое их использование характерно для инженерно-технических задач.
При отсутствии сопроцессора реализуется только один вещественный тип – тип real ; при наличии сопроцессора реализуются также типы single , double , extended , comp . Вещественные типы отличаются друг от друга количеством разрядов, отводимых для представления мантиссы и порядка.
Для типа real определены четыре арифметических операции:
Сложение - вычитание
* умножение / деление
Результатом операций «+», «–», «*» является вещественное значение, если хотя бы один из операндов имеет тип real . Операция «/» дает вещественное значение и в том случае, когда оба ее операнда имеют целочисленный тип.
Стандартные функции abs(x) и sqr(x) дают вещественный результат, если их аргумент x имеет тип real . Вне зависимости от типа аргумента следующие стандартные функции всегда дают вещественный результат: sin(x), cos(x), ln(x), exp(x), arctan(x), sqrt(x) (корень квадратный).
Вещественный результат при вещественном аргументе дают также функции
Int(x) - целая часть вещественного значения x;
Frac(x) - дробная часть вещественного значения x.
4. Символьный тип данных (тип char)
Значениями переменных символьного типа являются элементы конечного и упорядоченного множества символов. Этот набор может быть неодинаков на различных ЭВМ.
Значение переменной символьного типа обозначается одним символом, заключенным в апострофы.
"A" "a" "8" """" (апостроф пишется дважды)
Вне зависимости от реализации для символьного типа справедливы следующие допущения.
1) Десятичные цифры от "0" до "9" упорядочены в соответствии с их значениями и записаны одна за другой.
2) Имеются все большие буквы латинского алфавита от "A" до "Z". Это множество упорядочено по алфавиту, но не обязательно связно. Следовательно, в любой реализации должно выполняться "I" < "J".
3) Могут быть малые буквы латинского алфавита от "a" до "z". Если это так, то это множество букв упорядочено по алфавиту, но не обязательно связно.
Для символьного типа определены две взаимно обратные функции преобразования ord и chr:
k = ord(ch) – порядковый номер символа ch;
ch = chr(k) – символ с порядковым номером k.
Для символьного типа определены все операции отношения.
Считается, что ch1 < ch2, если ord(ch1) < ord(ch2).
Структура Паскаль-программы
Паскаль-программа состоит из заголовка программы и некоторого блока:
Заголовок программы;
Блок.
Заголовок состоит из ключевого слова program и имени программы:
Program Example;
Блок содержит разделы описаний, в которых определяются все локальные по отношению к данной программе объекты, и раздел операторов, где заданы действия, которые необходимо выполнить над данными объектами. Блок состоит из следующих разделов:
1. Раздел описания меток.
2. Раздел описания констант
3. Раздел описания типов
4. Раздел описания переменных.
5. Раздел описания процедур и функций.
6. Раздел операторов.
В блоке может отсутствовать любой из разделов кроме раздела операторов.
1. Раздел описания меток
Любой оператор в программе может быть промаркирован меткой. Метка ставится перед оператором и отделяется от него двоеточием. Все метки должны быть описаны в разделе описания меток.
Label 10, 20, Met15;
2. Раздел описания констант
Этот раздел определяет некоторые идентификаторы как синонимы констант.
TextString = "Нажмите клавишу Enter";
Константа pi является предописанной и равна
pi = 3.1415926536 .
Использование идентификаторов констант улучшает читаемость программы и облегчает ее модификацию.
3. Раздел описания типов
Типы данных real, integer, boolean, char являются предопределенными и используются в разделе описания переменных. Если программисту требуется ввести новый тип данных, то его нужно описать в разделе описания типов.
Подробнее об описании новых типов мы поговорим позднее.
4. Раздел описания переменных
Каждое имя переменной, массива или другого объекта программы должно быть приведено в разделе описания переменных.
Var i, j, k: integer;
5. Раздел описания процедур и функций
Назначение и структура раздела будут изложены при рассмотрении процедур и функций.
6. Раздел операторов
Раздел содержит в себе операторы, реализующие обработку информации в программе. Раздел операторов - это частный случай составного оператора, который включает в себя один или несколько операторов, заключенных в «операторные скобки» begin … end. Разделителем между операторами является точка с запятой. На последующих лекциях мы будем изучать основные операторы языка Паскаль.
Раздел №9 (2 часа)
Оператор присваивания. Ввод-вывод
в программах на Паскале
Оператор присваивания. Запись арифметических выражений
Процедуры ввода данных с клавиатуры
Процедуры вывода данных на экран
Федеральное агентство по образованию
Реферат
«ТИПЫ ДАННЫХ В ПАСКАЛЕ»
1. Типы данных
Любые данные, т.е. константы, переменные, свойства, значения функций или выражения 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.
Вообще язык Object Pascal характеризуется разветвленной структурой типов данных (рис. 1.1). В языке предусмотрен механизм создания новых типов, благодаря чему общее количество используемых в программе типов может быть сколь угодно большим.
Обрабатываемые в программе данные подразделяются на переменные, константы и литералы:
Константы представляют собой данные, значения которых установлены в разделе объявления констант и не изменяются в процессе выполнения программы.
Переменные объявляются в разделе объявления переменных, но в отличие от констант получают свои значения уже в процессе выполнения программы, причем допускается изменение этих значений. К константам и переменным можно обращаться по именам.
Литерал не имеет идентификатора и представляется в тексте программы непосредственно значением.
Тип определяет множество значений, которые могут принимать элементы данных, и совокупность допустимых над ними операций.
В этой и четырех последующих главах приводится подробное описание всех типов.
1.1 Простые типы
К простым типам относятся порядковые, вещественные типы и тип дата-время.
Порядковые типы отличаются тем, что каждый из них имеет конечное количество 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.
Тип дата-время предназначен для хранения даты и времени. Фактически для этих целей он использует вещественный формат.
1.1.1 Порядковые типы
К порядковым типам относятся (см. рис. 1.1) целые, логические, символьный, перечисляемый и тип-диапазон. К любому из них применима функция Ord(x), которая возвращает порядковый номер значения выражения X.
Рис. 1.1 - Структура типов данных
Для целых типов функция ord(x) возвращает само значение х, т. е. Ord(X) = х для х, принадлежащего любому целому 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 255 (символьный ), от 0 до 65535 (перечисляемый ). Тип-диапазон сохраняет все свойства базового порядкового типа, поэтому результат применения к нему функции ord(х) 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 (х) -1, т. е. оrd(рred(х)) = оrd(х) - 1;
succ (х) - возвращает следующее значение порядкового типа, которое соответствует порядковому номеру ord (х) +1, т. е. оrd(Succ(х)) = оrd(х) + 1.
Например, если в программе определена переменная
то функция PRED(с) вернет символ "4", а функция SUCC(с) - символ "6".
Если представить себе любой порядковый тип как упорядоченное множество значений, возрастающих слева направо и занимающих на числовой оси некоторый отрезок, то функция pred(x) не определена для левого, a succ (х) - для правого конца этого отрезка.
Целые типы . Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два, четыре или восемь байтов. В табл. 1.1 приводятся названия целых типов, длина их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений.
Таблица 1.1 - Целые типы
| Название | Длина, байт | Диапазон значений |
| Cardinal | 4 | 0. .. 2 147 483 647 |
| Byte | 1 | 0...255 |
| Shortint | 1 | -128...+127 |
| Smallint | 2 | -32 768...+32 767 |
| Word | 2 | 0...65 535 |
| Integer | 4 | |
| Longint | 4 | -2 147 483 648...+2 147 483 647 |
| Int64 | 8 | -9*1018...+9*1018 |
| LongWord | 4 | 0. . .4 294 967 295 |
Типы LongWord и Int64 впервые введены в версии 4, а типы Smallint и Cardinal отсутствуют в Delphi 1. Тип integer для этой версии занимает 2 байта и имеет диапазон значений от -32768 до +32767, т. е. совпадает с Smallint .
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” Smallint , который, в свою очередь, включает в себя Shortint .
Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен в табл. 1.2. Буквами b, s, w, i, l обозначены выражения соответственно типа Byte , Shortint, Word, Integer и Longint ,
х - выражение любого из этих типов; буквы vb, vs, vw, vi, vl, vx обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр.
Таблица 1.2 - Стандартные процедуры и функции, применимые к целым типам
| Обращение | Тип результата | Действие |
| abs (x) | x | Возвращает модуль x |
| 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(w) | Byte | Возвращает старший бант аргумента |
| Hi(I) | То же | Возвращает третий по счету байт |
| 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) |
| sqr(x) | X | Возвращает квадрат аргумента |
| swap(i) | Integer | Меняет местами байты в слове |
| swap (w) | Word | Тоже |
При действиях с целыми числами тип результата будет соответствовать типу операндов, а если операнды относятся к различным целым типам - общему типу, который включает в себя оба операнда. Например, при действиях с shortint и word общим будет тип integer . В стандартной настройке компилятор Delphi не вырабатывает код, осуществляющий контроль за возможной проверкой выхода значения из допустимого диапазона, что может привести к недоразумениям.
Логические типы . К логическим относятся типы Boolean, ByteBool, Bool, wordBool и LongBool . В стандартном Паскале определен только тип Boolean , остальные логические типы введены в Object Pascal для совместимости с Windows: типы Boolean и ByteBool занимают по одному байту каждый, Bool и WordBool - по 2 байта, LongBool - 4 байта. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант False (ложь) или True (истина).
Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе цикла счетного типа. В Delphi 32 для Boolean значение
Ord (True) = +1, в то время как для других типов (Bool, WordBool и т.д.)
Ord (True) = -1, поэтому такого рода операторы следует использовать с осторожностью! Например, для версии Delphi 6 исполняемый оператор showMessage (" --- ") в следующем цикле for не будет выполнен ни разу:
for L:= False to True do
ShowMessage ("--);
Если заменить тип параметра цикла L в предыдущем примере на Boolean , цикл будет работать и сообщение дважды появится на экране. [Для Delphi версии 1 и 2 ord (True) =+1 для любого логического типа.]
Символьный тип . Значениями 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 в Windows используется код ANSI (назван по имени American National Standard Institute - американского института стандартизации, предложившего этот код). Первая половина символов ПК с кодами 0... 127 соответствует таблице 1.3. Вторая половина символов с кодами 128...255 меняется для различных шрифтов. Стандартные Windows-шрифты Arial Cyr, Courier New Cyr и Times New Roman для представления символов кириллицы (без букв “ё” и “Ё”) используют последние 64 кода (от 192 до 256): “А”... “Я” кодируются значениями 192..223, “а”... “я” - 224...255. Символы “Ё” и “ё” имеют соответственно коды 168 и 184.
Таблица 1.3 - Кодировка символов в соответствии со стандартом ANSI
| Код | Символ | Код. | Символ | Код. | Символ | Код | Символ |
| 0 | NUL | 32 | BL | 64 | @ | 96 | " |
| 1 | ЗОН | 33 | ! | 65 | А | 97 | а |
| 2 | STX | 34 | “ | 66 | В | 98 | b |
| 3 | ЕТХ | 35 | # | 67 | С | 99 | с |
| 4 | EOT | 36 | $ | 68 | D | 100 | d |
| 5 | ENQ | 37 | % | 69 | Е | 101 | е |
| 6 | ACK | 38 | & | 70 | F | 102 | f |
| 7 | BEL | 39 | " | 71 | G | 103 | д |
| 8" | BS | 40 | ( | 72 | Н | 104 | h |
| 9 | HT | 41 | ) | 73 | I | 105 | i |
| 10 | LF | 42 | * | 74 | J | 106 | j |
| 11 | VT | 43 | + | 75 | К | 107 | k |
| 12 | FF | 44 | F | 76 | L | 108 | 1 |
| 13 | CR | 45 | - | 77 | М | 109 | m |
| 14 | SO | 46 | 78 | N | 110 | n | |
| 15 | SI | 47 | / | 79 | 0 | 111 | о |
| 16 | DEL | 48 | 0 | 80 | Р | 112 | P |
| 17 | DC1 | 49 | 1 | 81 | Q | 113 | q |
| 18 | DC2 | 50 | 2 | 82 | R | 114 | r |
| 19 | DC3 | 51 | 3 | 83 | S | 115 | s |
| 20 | DC 4 | 52 | 4 | 84 | Т | 116 | t |
| 21 | NAK | 53 | 5 | 85 | U | 117 | u |
| 22 | SYN | 54 | 6 | 86 | V | 118 | v |
| 23 | ETB | 55 | 7 | 87 | W | 119 | W |
| 24 | CAN | 56 | 8 | 88 | х | 120 | x |
| 25 | EM | 57 | 9 | 89 | Y | 121 | У |
| 26 | SUB | 58 | : | 90 | Z | .122 | z |
| 27 | ESC | 59 | ; | 91 | t | 123 | { |
| 28 | FS | 60 | < | 92 | \ | 124 | 1 |
| 29 | GS | 61 | = | 93 | ] | 125 | } |
| 30 | RS | 62 | > | 94 | Л | 126 | ~ |
| 31 | US | 63 | F | 95 | 127 | r |
Символы с кодами 0...31 относятся к служебным кодам. Если эти коды используются в символьном тексте программы, они считаются пробелами.
Тип данных определяет множество допустимых значений и множество допустимых операций.
Простые типы.
Простые типы делятся на ПОРЯДКОВЫЕ и ВЕЩЕСТВЕННЫЕ.
1. ПОРЯДКОВЫЕ ТИПЫ , в свою очередь, бывают:
а) целые
В Паскале определено 5 целых типов, которые определяются в зависимости от знака и значения, которое будет принимать переменная.
|
Название типа |
Длина (в байтах) |
Диапазон значений |
|
32 768...+32 767 |
||
|
2 147 483 648...+2 147 483 647 |
б) логический
Название этого типа BOOLEAN. Значениями логического типа может быть одна из логических констант: TRUE (истина) или FALSE (ложь).
в) символьный
Название этого типа CHAR - занимает 1 байт. Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу присваивается целое число в диапозоне 0…255. Это число служит кодом внутреннего представления символа.
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.
|
Длина числового типа данных, байт |
Название числового типа данных |
Количество значащих цифр числового типа данных |
Диапазон десятичного порядка числового типа данных |
|
2*1063 +1..+2*1063 -1 |
СТРЕКТУРИРОВАННЫЕ ТИПЫ
Структурированные типы данных определяют упорядоченную совокупность скалярных переменных и характеризуются типом своих компонентов.
Структурированные типы данных в отличие от простых задают множества сложных значений с одним общим именем. Можно сказать, что структурные типы определяют некоторый способ образования новых типов из уже имеющихся.
Существует несколько методов структурирования. По способу организации и типу компонентов в сложных типах данных выделяют следующие разновидности: регулярный тип (массивы); комбинированный тип (записи); файловый тип (файлы); множественный тип (множества); строковый тип (строки); в языке Турбо Паскаль версии 6.0 и старше введен объектный тип (объекты).
В отличие от простых типов данных, данные структурированного типа характеризуются множественностью образующих этот тип элементов, т.е. переменная или константа структурированного типа всегда имеет несколько компонентов. Каждый компонент в свою очередь может принадлежать структурированному типу, т.е. возможна вложенность типов.
1. Массивы
Массивы в Турбо Паскале во многом схожи с аналогичными типами данных в других языках программирования. Отличительная особенность массивов заключается в том, что все их компоненты суть данные одного типа (возможно структурированного). Эти компоненты можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием порядкового номера.
Описание массива задаётся следующим образом:
<имя типа> = array [<сп.инд.типов>] of <тип>
Здесь <имя типа> - правильный идентификатор;
Array, of – зарезервированные слова (массив, из);
<сп.инд.типов> - список из одного или нескольких индексных типов, разделённых запятыми; квадратные скобки, обрамляющие список, - требование синтаксиса;
<тип> - любой тип Турбо Паскаля.
В качестве индексных типов в Турбо Паскале можно использовать любые порядковые типы, кроме LongInt и типов-диапазонов с базовым типом LongInt.
Глубина вложенности структурированных типов вообще, а следовательно, и массивов – произвольная, поэтому количество элементов в списке индексов типов (размерность массива) не ограничено, однако суммарная длина внутреннего представления любого массива не может быть больше 65520 байт.
2. Записи
Запись – это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонентов, называемых полями записи. В отличие от массива, компоненты (поля) записи могут быть различного типа. Чтобы можно было ссылаться на тот или иной компонент записи, поля именуются.
Структура объявления типа записи такова:
< имя типа > = RECORD < сп . полей > END
Здесь <имя типа> - правильный идентификатор;
RECORD, END – зарезервированные слова (запись, конец);
<сп.полей> - список полей; представляет собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запятой.
3. Множества
Множества – это набор однотипных логических связанных друг с другом объектов. Характер связей между объектами лишь подразумевается программистом и никак не контролируется Турбо Паскалем. количество элементов, входящих в множество, может меняться в пределах от 0до 256 (множество, не содержащее элементов, называется пустым).именно непостоянством количества своих элементов множества отличаются от массивов и записей.
Два множества считаются эквивалентными тогда и только тогда, когда все их элементы одинаковы, причём порядок следования элементов множества безразличен. Если все элементы одного множества входят также и в другое, говорят о включении первого множества во второе.
Описание типа множества имеет вид:
< имя типа > = SET OF < баз . тип >
Здесь <имя типа> - правильный индификатор;
SET, OF – зарезервированные слова (множество, из);
<баз.тип> - базовый тип элементов множества, в качестве которого может использоваться любой порядковый тип, кроме WORD, INTEGER и LONGINT.
Для задания множества используется так называемый конструктор множества: список спецификаций элементов множества, отделяемых друг от друга запятыми; список обрамляется квадратными скобками. Спецификациями элементов могут быть константы или выражения базового типа, а также – тип-диапазон того же базового типа.
4. Файлы
Под файлом понимается либо именованная область внешней памяти ПК, либо логическое устройство – потенциальный источник или приёмник информации.
Любой файл имеет три характерные особенности
у него есть имя, что даёт возможность программе работать одновременно с несколькими файлами.
он содержит компоненты одного типа. Типом компонентов может быть любой тип Турбо Паскаля, кроме файлов. Иными словами, нельзя создать «файл файлов».
длина вновь создаваемого файла никак не оговаривается при его объявлении и ограничивается только ёмкостью устройств внешней памяти.
Файловый тип или переменную файлового типа можно задать одним из трёх способов:
< имя >= FILE OF < тип >;
< имя >=TEXT;
<имя> = FILE;
Здесь <имя> - имя файлового типа (правильный индификатор);
FILE, OF – зарезервированные слова (файл, из);
TEXT – имя стандартного типа текстовых файлов;
<тип> - любой тип Турбо Паскаля, кроме файлов.
В зависимости от способа объявления можно выделить три вида файлов:
· типизированные файлы (задаются предложением FILE OF…);
· текстовые файлы (определяются типом TEXT);
· нетипизированные файлы (определяются типом FILE).
О преобразовании числовых типов данных Паскаля
В Паскале почти невозможны неявные (автоматические) преобразования числовых типов данных. Исключение сделано только для типа integer, который разрешается использовать в выражениях типа real. Например, если переменные описаны следующим образом:
Var X: integer; Y: real;
то оператор
будет синтаксически правильным, хотя справа от знака присваивания стоит целочисленное выражение, а слева – вещественная переменная, компилятор сделает преобразование числовых типов данных автоматически. Обратное же преобразование автоматически типа real в тип integer в Паскале невозможно. Вспомним, какое количество байт выделяется под переменные типа integer и real: под целочисленный тип данных integer выделяется 2 байта памяти, а под real – 6 байта. Для преобразования real в integer имеются две встроенные функции: round(x) округляет вещественное x до ближайшего целого, trunc(x) усекает вещественное число путем отбрасывания дробной части.
Простейшим числовым типом данных в Паскале являются целые типы, предназначенные для хранения целых чисел. Целые числа в Паскале принято делить на два типа: со знаком и без знака. Числа со знаком – это целочисленный тип, в который входят как положительные, так и отрицательные числа, без знака – только положительные.
Ниже приведены две таблицы с целочисленными типами. Сначала выпишем типы целых чисел со знаком :
| Тип | Байт | Диапазон значений |
| shortint | 1 | -128 ... 127 |
| smallint | 2 | -32768 ... 32767 |
| integer, longint | 4 | -2147483648 ... 2147483647 |
| int64 | 8 | -9223372036854775808 ... 9223372036854775807 |
А это целочисленные типы без знака :
| Тип | Байт | Диапазон значений |
| byte | 1 | 0 ... 255 |
| word | 2 | 0 ... 65535 |
| longword, cardinal | 4 | 0 ... 4294967295 |
| uint64 | 8 | 0 ... 18446744073709551615 |
Как видно, в первой колонке стоит название типа, во второй – количество байт, занимаемое в памяти числами этого типа, в третьей – соответственно диапазон возможных значений. В числах со знаком есть два типа – integer и longint (буквально «целый» и «длинный целый»), которые являются синонимами. То есть вы можете в разделе описаний использовать как одно название, так и другое.
Аналогично во второй таблице (неотрицательные целые числа в Паскале) есть также два целочисленных типа-синонима размером 4 байта – longword и cardinal , поэтому используйте либо одно, либо другое.
Ещё можно заметить, что если числа первой таблицы условно перенести в правую часть относительно нуля (сдвинуть интервал вправо так, чтобы минимальным числом оказался 0), то мы получим интервалы целых чисел второй таблицы, лежащие в соответствующих строках. Так, если в 1-байтовом типе shortint к левой и правой границам прибавить 128, то получим тип byte (0..255); если в 2-байтовом типе smallint к границам прибавить 32768, то получим соответствующий 2-байтовый тип без знака word (0..65535) и т.д.
Всё это случается потому, что в целочисленных типах без знака числа могут быть разделены ровно надвое: половина чисел – в отрицательную часть, половина – в положительную. А почему тогда в числах со знаком левая граница по абсолютной величине на 1 больше за правую границу? – спросите вы. Например, в типе shortint минимум -128, тогда как максимум всего 127 (по модулю на 1 меньше). А это потому, что в правую часть входит также и 0, и об этом надо знать и помнить.
Так зачем же целые числа в Паскале делить на столько типов? Почему не обойтись, например, наибольшим из целочисленных типов в PascalABC.Net и Free Pascal – int64 – это почти 9 с половиной квинтиллионов (!) как с минусом, так и с плюсом? Да по простой банальной (?) причине – экономия памяти. Если вам надо сложить два небольших однобайтовых положительных числа (0..255), а вы эти числа описали как int64 (8 байт), то на это ушло в 8 раз больше памяти. А если программа большая и переменных много, то экономия памяти встает очень резко. Причем нет смысла использовать целые типы со знаком, если в задаче речь идет о таких величинах, как длина, масса, расстояние, время и т.п.
В разделе сайта Задачник Абрамяна (подраздел Integer) понаблюдайте за использованием различных целочисленных типов в Паскале.
Каждый профессионал когда-то был чайником. Наверняка вам знакомо состояние, когда “не знаешь как начать думать, чтобы до такого додуматься”. Наверняка вы сталкивались с ситуацией, когда вы просто не знаете, с чего начать. Эта книга ориентирована как раз на таких людей, кто хотел бы стать программистом, но совершенно не знает, как начать этот путь. ...
Почти все целочисленные типы данных относятся к . Эти типы данных представляют целые числа в определённом диапазоне. Конкретные наименования целочисленных типов и диапазоны значений зависят от конкретного языка программирования, от компилятора и от режима компиляции. Подробнее об этом надо узнавать в документации на компилятор.
Например, тип данных Integer в Delphi имеет диапазон -2147483648…2147483647, в то время как в Turbo Pascal тип данных Integer представляет числа в диапазоне -35768…32767. В Free Pascal диапазон значений типа Integer определяется выбранным режимом.
Так как Lazarus использует компилятор Free Pascal, то всё сказанное о типах данных по отношению к Free Pascal справедливо и для Lazarus.
Итак, целочисленные типы данных Free Pascal перечислены в таблице 13.1.
Таблица 13.1. Целочисленные типы данных Free Pascal (Lazarus).
| Тип | Размер, байт | Диапазон значений |
| Byte | 1 | 0…255 |
| Shortint | 1 | -128…127 |
| Smallint | 2 | -35768…32767 |
| Word | 2 | 0…65535 |
| Integer | 2 или 4 | Зависит от режима компиляции |
| Cardinal | 4 | 0…4294967295 |
| Longint | 4 | -2147483648…2147483647 |
| Longword | 4 | 0...4294967295 |
| Int64 | 8 | -9223372036854775808...9223372036854775807 |
| QWord | 8 | 0...18446744073709551615 |
ПРИМЕЧАНИЕ
В Free Pascal типы Int64
и QWord
не являются
! Это означает, что вы не можете использовать их, например, для индексных переменных в циклах. Однако я привёл их здесь, чтобы отдельно не описывать в будущем и собрать в одном месте все целочисленные типы Free Pascal. Если какие-то слова вам не понятны - не пугайтесь. В своё время я обо всём расскажу подробнее.
А теперь несколько пояснений к таблице.
В колонке ТИП приведены идентификаторы типов данных (ключевые слова, которые указывают компилятору, к какому типу относятся те или иные данные). Как использовать эти идентификаторы, вы узнаете в следующих уроках.
В колонке РАЗМЕР указан размер, который занимает тип данных в памяти компьютера. Например, целое положительное число можно представить разными типами: Byte , Word , Cardinal и др. Однако число типа Cardinal будет занимать в памяти 4 байта, в то время как число типа Byte – всего лишь 1 байт. Поэтому, если вы точно знаете, что число, с которым вы работаете, никогда не примет значение больше 255, то лучше определять его как тип Byte , так как это позволит сэкономить место в памяти компьютера. Хотя здесь не всё так однозначно (нюансы распределения памяти и других ресурсов компьютера выходят за рамки ).
В колонке ДИАПАЗОН указан диапазон значений, которым оперирует тип данных. Например, число типа Byte может принимать значения от 0 до 255.
А теперь практика. Напишем программу, которая выводит на экран диапазоны значений всех целочисленных типов данных. Исходный код этой программы приведён ниже:
Листинг 13.1. Программа вывода на экран диапазонов целых чисел. program td; {$mode objfpc}{$H+} uses {$IFDEF UNIX}{$IFDEF UseCThreads} cthreads, {$ENDIF}{$ENDIF} Classes { you can add units after this }; begin Writeln("Byte: ", Low(Byte), "..", High(Byte)); Writeln("Shortint: ", Low(Shortint), "..", High(Shortint)); Writeln("Smallint: ", Low(Smallint), "..", High(Smallint)); Writeln("Word: ", Low(Word), "..", High(Word)); Writeln("Integer: ", Low(Integer), "..", High(Integer)); Writeln("Cardinal: ", Low(Cardinal), "..", High(Cardinal)); Writeln("Longint: ", Low(Longint), "..", High(Longint)); Writeln("Longword: ", Low(Longword), "..", High(Longword)); Writeln("Int64: ", Low(Int64), "..", High(Int64)); Writeln("QWord: ", Low(QWord), "..", High(QWord)); Readln; end.
Стандартная функция Low определяет минимальное значение типа данных. Фунцкия High определяет максимальное значение. С функциями WriteLn и ReadLn вы уже немного знакомы. Более подробно о подпрограммах (процедурах и функциях) мы будем говорить в соответствующем разделе .
Напоследок скажу, как записываются целочисленные данные в программе. Да также как и везде - просто пишите число, без кавычек и каких-либо дополнительных символов. Например, так
10
178
35278
Правда, это относится к числам в десятичной системе счисления. Наверняка вы уже знаете, что есть и другие системы. Наиболее широко распространены двоичная, десятичная и шестнадцатеричная системы счисления .
Free Pascal поддерживает четыре формата записи целого числа:
- Десятичная запись . Просто число, например 10.
- Шестнадцатеричная запись . Число с префиксом $. Например, шестнадцатеричное число $10 равно десятичному 16.
- Восьмеричная запись . Число с префиксом &. Например, восьмеричное число &10 равно десятичному 8.
- Двоичная запись . Число с префиксом %. Например, двоичное число %10 равно десятичному 2.
Домашнее задание:
Создайте программу, которая выводит на экран диапазоны значений целых чисел (листинг 13.1). Откомпилируйте программу и запустите её. Убедитесь, что эти значения соответствуют указанным в таблице 13.1.
В исходном коде программы найдите строку, которая задаёт режим компиляции:
{$mode objfpc}{$H+}
В этой строке вместо слова objfpc напишите слово tp . То есть итоговая строка должна выглядеть так:
{$mode tp}{$H+}
Запустите программу. Посмотрите диапазон значений типа Integer . Сделайте выводы.
Учитесь думать как программист, то есть логически. Никто вам до пенсии не будет всё разжёвывать, как это делаю сейчас я. Надо привыкать думать самостоятельно. Иначе вы скатитесь к “обезьяньему принципу обучения”, и тогда ваши шансы стать классным программистом приблизятся к нулю. Чтобы помочь вам не скатиться на уровень “зубрёжки”, я буду периодически оставлять пробелы в вашем обучении, чтобы вы постарались сами додуматься до каких-то вещей.
Намного лучше, если вы сами додумаетесь до неправильного решения , сами найдёте ошибку и сами её исправите, чем будете всегда использовать чужие правильные решения и тупо их копировать.
