Лабораторная работа № 7 Программирование с использованием процедур и функций с элементами структуризации программ в Turbo Pascal

Цель: Овладение навыками алгоритмизации и программирования задач с использованием подпрограмм пользователя различных видов и библиотеки подпрограмм языка программирования Turbo Pascal.

Задачи:

1. Разработать алгоритм решения в соответствии с заданием.

2. Составить блок-схему и программу решения.

3. Подготовить тест для проверки правильности функционирования программы.

Перечень оборудования и программного обеспечения: ПК, находящийся в локальной сети, оболочка операционной системы FAR Manager, системе программирования Turbo Pascal 7.0.

Литература: 1, 2, 13, 23, 25, 26, 28, 33, 34, 35.

Краткое изложение основных теоретических и методических аспектов:

1. Подпрограмма - это повторяющаяся группа операторов, оформленная в виде самостоятельной программной единицы. Она записывается однократно, а в соответствующих местах обеспечивается обращение к ней по имени. Имеется две подпрограммы: процедуры и функции. Применение стандартных подпрограмм не требует дополнительных описаний, они представлены в модуле SYSTEM. Все прочие функции и процедуры должны быть описаны в разделе описания процедур PROCEDURE и функций FUNCTION или в отдельном модуле.

Д ля подпрограмм строятся отдельные блок-схемы. В основной программе используется ссылка на подпрограмму:

Структура подпрограмм как у обычных программ, различается назначением и способом использования. Подпрограмма включает в себя заголовок, разделы описаний, которые могут повторяться многократно, быть записаны в любом порядке, не использоваться или быть пустыми. Далее следует тело подпрограммы.

В тексте программы описание подпрограммы всегда следует за описанием переменных и до начала основной части. После того, как подпрограмма описана, её можно использовать в основной программе.

Все переменные делятся на локальные и глобальные. Глобальные - объявлены в описании основной программы. Локальные - переменные, которые объявлены в подпрограммах (процедурах и функциях). Они существуют только, когда работает подпрограмма, появляющаяся при вызове и исчезают при завершении.

Описание действий в подпрограмме осуществляется с использованием формальных параметров. Обращение к подпрограмме осуществляется с фактическими параметрами, которые должны соответствовать формальным. Число и тип формальных и фактических параметров должно совпадать с точностью до их следования. Фактические параметры - которые передаются подпрограмме при обращении к ней из основной программы. Формальные параметры - фиктивно присутствуют в подпрограмме, определяют тип и место подстановки фактических параметров, над которыми производятся действия. Формальные параметры относятся к двум видам: параметрам-значениям и параметрам-переменным. Отличаются параметры-значения от параметров-переменных тем, что в заголовке перед параметром-переменной ставится служебное слово var.

Параметры-значения являются входными для подпрограммы, их первоначальные значения передаются в подпрограмму, но обратно в основную программу значения этих параметров не возвращаются, даже если были изменены.

Параметры-переменные могут быть одновременно и входными и выходными, т. е. значения передается в подпрограмму, изменяется в ней, и передается обратно в программу. Когда нужно, чтобы изменения в теле подпрограммы значений формальных параметров приводило к изменению фактических параметров, таким образом они получают новое значение.

При передаче параметров по значению фактическими параметрами могут быть константы и переменные соответствующего типа. Если передается параметр-переменная, на месте фактического параметра может находиться переменная. Фактическими параметрами являются константы, переменные и выражения.

Процедуры и функции могут вызывать другие подпрограммы и самих себя. Для этого предусмотрено предварительное описание подпрограммы, состоящее из заголовка и зарезервированного слова FORWARD.

1.1. Процедуры предназначены для выполнения некоторой последовательности действий. Результат — одно или несколько значений, которые передаются в основную программу как значение параметра. При вызове процедуры её формальные параметры заменяются фактическими в порядке их следования.

Procedure F ( q1 : t1 ; q2 : t2 ; VAR q3 : t3 ) ;

РАЗДЕЛ ОПИСАНИЙ ;

begin

ОПЕРАТОРЫ процедуры ;

end;

где F - имя процедуры; q1, q2, q3 - имена формальных параметров; t1, t2, t3 - типы параметров.

Обращение к процедуре в основной программе осуществляется так:

F ( B1 , B2 , В3 ) ;

где F - имя процедуры; В1, В2, В3 - имена фактических параметров.

1.2. Функции используются так:

Function F ( q1 : Т1 ; q2 : T2 ) : T ;

РАЗДЕЛ ОПИСАНИЙ ;

Begin

ОПЕРАТОРЫ функции ;

End;

где F - имя функции; ql, q2 - имена формальных параметров; Т1, Т2 — типы параметров; Т - тип результата функции.

Обращение записывается в виде имени функции, за которым следует в скобках список параметров, если нужно отдельные друг от друга запятыми.

F ( BI , B2 ) ;

где F - имя функции; В1, В2 - имена фактических параметров.

Отличие функций от процедур заключается в следующем:

1. процедура может иметь новые значения у нескольких параметров, а функция только одно, которое будет ее результатом.

2. в заголовке записывается тип результата функции.

3. в теле функции обязательно должен быть оператор присвоения, где в левой части стоит имя функции, а в правой - её значение.

Действия функции выполняются, когда в основной части программы необходимо найти ее значение. Её вызов осуществляется внутри некоторого выражения. Параметры записанные в обращении к функции являются фактическими, а параметры в описании – формальными. Перед вычислением функции формальным параметрам присваиваются значения фактических параметров.

Самостоятельно изучить вопросы:

1. Рассмотреть предопределенные процедуры и функции Turbo Pascal.

2. Изучить создание пользовательских процедур и функций.

3. Ознакомьтесь со встроенными процедурами и функциями Turbo Pascal.

Контрольные вопросы:

1. Каковы преимущества использования подпрограмм? Для чего они нужны?

2. Как на блок-схемах изображаются подпрограммы?

3. Какова структура подпрограмм (процедур и функций) в Turbo Pascal?

4. Может ли опускаться какая-то часть подпрограммы? Почемы?

5. Может ли подпрограмма не передавать значений в основную программу?

6. Чем в языке Turbo Pascal функции отличаются от процедур?

7. Чем отличаются глобальные и локальные переменные, фактические и формальные параметры, параметры-значения и параметры-переменные.

8. Перечислить назначение основных стандартных функций.

Задания:

Вариант	Формула	Условия
		Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=2; N, M – переменные.
	Z = +	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=2.5; N, M – переменные.
	Z = -	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=3; N, M – переменные.
	Z = X ∙ +X∙	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=5; N, M – переменные.
	Z = +	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=5.5; N, M – переменные.
	Z = -	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=6; N, M – переменные.
	Z = +	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=7; N, M – переменные.
	Z =	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=7.5; N, M – переменные.
	Z = X ∙ +X∙	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=8; N, M – переменные.
	Z = +	Двухмерные массивы A(I,J) и B(I,J); X=8.5; N, M – переменные.

Порядок выполнения:

1. Открыть Turbo Pascal.

2. Составить алгоритм и блок-схему. Значение X запрашивать у пользователя. Ввод, вывод и обработку массивов осуществлять в отдельных подпрограммах. Обратить внимание на выбор параметров подпрограмм.

3. В основной программе ссылаться на подпрограммы по их именам (в соответствии с заданием по два раза каждую, т. к. производится обработка двух массивов).

4. Запрос размерности массива желательно осуществлять с клавиатуры (реальная размерность массивов является фактическим параметром).

5. Заполнение двумерных массивов производить так, чтобы можно было знать, какой элемент вводится.

6. Вывод двухмерных массивов производить в виде матрицы.

7. Нахождение суммы или произведения массивов производить в основной программе после подпрограмм ввода и обработки двумерных массивов.

8. Набрать программу, ввести данные и зафиксировать результат.

9. В выводе обосновать выбор определенного вида подпрограмм: процедур или функций для разных действий, выполняемых программой.