- •Конспект лекций по информатике
- •Организация данных в эвм и основы программирования
- •1. Основные понятия языка программирования паскаль
- •1.1. Структурное программирование
- •1.2. Основные символы языка
- •1.3. Элементы языка
- •1.4. Интегрированная среда turbo pascal
- •1.5. Структура программы в turbo pascal
- •1.6. Определение типов
- •1.7. Операторы в программе
- •1.7.1. Операторные скобки
- •1.7.2. Операторы ввода
- •1.7.3. Оператор присваивания
- •1.7.4. Условный оператор
- •1.7.5. Пример простой программы
- •1.7.6. Оперетор безусловного перехода
- •1.8. Организация циклов
- •1.8.1. Использование операторов условного и безусловного перехода
- •1.8.2. Цикл с параметром
- •1.8.3. Цикл с предусловием - цикл while
- •1.8.4. Цикл с постусловием - цикл repeat
- •1.9. Оператор выбора варианта
- •1.10. Расположение операторов в программе
- •1.11. Концепция типов данных
- •2. Стандартные простые типы
- •2.1 Целый тип
- •2.1.1. Операции над данными целого типа:
- •2.2. Действительный тип
- •2.2.1. Операции над данными действительного типа:
- •2.3. Логический тип
- •Var p, q, r : Boolean;
- •2.3.1. Алгебра логики в Паскале
- •2.3.2. Законы алгебры логики в Паскале
- •2.4. Символьный тип
- •2.4.1. Символьные строковые константы
- •3. Нестандартные простые типы (определяемые пользователем)
- •3.1. Перечисляемый тип
- •3.2. Ограниченный тип (диапазон, интервал)
- •4. Процедуры и функции
- •4.1. Описание процедур
- •4.2. Стандартные процедуры
- •4.3. Описание функций
- •4.4. Стандартные функции
- •4.5. Итерация и рекурсия
- •4.6. Побочный эффект рекурсии
- •4.7. Предварительное описание (ссылки вперед)
- •5. Регулярные типы
- •5.1. Одномерный массив, или переменные с индексами
- •Алгоритмы сортировки массивов
- •1. Метод пузырька (метод обменной сортировки с выбором)
- •2. Сортировка выбором
- •3. Метод Шелла
- •4. Метод Хoopа
- •5.2. Многомерные массивы
- •5.3. Упакованные массивы
- •5.4. Строки
- •6. Множественные типы
- •6.1. Свойства множеств
- •6.2. Операции над множествами
- •7. Комбинированные типы
- •7.1. Описание записей и действия с ними
- •7.2. Оператор присоединения.
- •7.3. Записи с вариантами
- •8. Типизированная константа
- •8.1. Простая типизированная константа
- •8.2. Структурированная (сложная) типизированная константа
- •8.2.1. Типизированная константа массива
- •8.2.2. Типизированная константа записи
- •8.2.3. Типизированная константа множества.
- •9. Преобразование типов
- •9.1. Неявные преобразования типов
- •9.2. Использование стандартных функций для преобразования
- •9.3. Явные преобразования типов
- •9.5. Совместимость типов
- •10. Файловые типы
- •10.1. Определение файлового типа
- •10.2. Структура файла
- •10.3. Имя файла
- •10.4. Описание файлового типа
- •10.5. Файловая переменная
- •10.6. Операции над файлами
- •10.7. Типизированные файлы
- •10.8. Текстовые файлы
- •10.9. Нетипизированные файлы
- •10.10. Стандартные файлы inpuTиOutput
4.7. Предварительное описание (ссылки вперед)
Объявления констант и переменных в любом блоке располагаются перед скобками begin...end(в этих скобках заключены сами операторы). Поэтому компилятору никогда не приходится иметь дело с оператором, содержащим константы и переменные, которых он не знает, это вызовет во время компиляции сообщение об ошибке. Все это справедливо и в отношении подпрограмм (т.е. функций и процедур). Программист обязан следить за правильным порядком следования определений (описаний).
Пример :
Program Demo;
Var a, b ,c : real ;
Procedure Ring (var s , l : real ; d : real);
BeginL:=3.14 *d; {длина окружности }
S:=cir(d) ; {компилятор еще не знает о функцииcir}
End;
Function Cir (d: real): real; {площадь круга }
Begin cir:= 3.14* sqr(d) / 4;
End;
………………………………………………………………………
Очевидный выход – поменять порядок строк так, чтобы функция Cir была определена перед процедурой Ring(…) .Однако можно и иначе.
Действия:
1. Оставить подпрограмму (функцию cir) на своем месте, вычеркнув из ее заголовка все параметры:Functioncir;
2. Вставить полный заголовок там, где ему надлежит бытью, т.е. перед подпрограммой, которая его вызывает.
Function cir (d: real): real;
После полного заголовка добавить слово Forward.
5. Регулярные типы
5.1. Одномерный массив, или переменные с индексами
Массив– это упорядоченный набор однотипных элементов. Под массивом понимается конечная совокупность данных одного типа, упорядоченных по значениям индекса. Каждый элемент массив обозначается именем массива и индексом. Индекс заключается в квадратные скобки.
Если в программе используется массив, он должен быть описан в разделе типов или в разделе переменных.
Описание в разделе переменных:
Varимя массива:Array[тип индекса]ofтип элемента;
Тип индекса может быть любым простым типом, кроме RealиInteger(Boolean,Char, перечислимый, ограниченный).
Тип элементов массива – это базовый тип, из которого составлен массив. Это может быть любой простой или сложный тип – вообще любой допустимый в языке программирования Паскаль.
Var A: Array [1..5] of Real;
Это массив из пяти действительных чисел: А[1], А[2], А[3], А[4], А[5].
Обычно нумерация начинается с единицы и заканчивается каким-нибудь положительным числом. Однако это совсем не обязательно.
Пример: VarB:Array[1582..1994]ofInteger;
Var C: Array [-754..-1] of Integer;
(это, например, население за какие-то годы нашей эры и до нашей эры).
Массив латинских букв: (можно посчитать частоту появления в тексте):
Var Lat: Array [‘A’..’Z’] of Integer;
Массив t0Cвоздуха на островах:
Type Остров = (Gaiti, Sumatra, Taimir);
Var T: Array [Остров] of Real;
Поскольку тип индекса не может быть стандартным целым или действительным типом, нельзяделать следующие описания массива:
Var А: Array [5] of Real;
Var А: Array[Integer] of Real;
Пример:
Var
Massiv: Array [1..N] of Real;
Year: Array [янв..дек] of Integer;
Если несколько массивов имеют одинаковый тип индексов и одинаковый базовый тип, то допускается в описание объединять массивы в список:
Var А, В, С: Array[1..50] of Real;
Здесь объявлено списком три массива действительных чисел, каждый из которых содержит по 50 элементов:
А[1], A[2],…A[50].
B[1],B[2],…B[50].
C[1],C[2],…C[50].
В качестве индекса может использоваться. выражение, частным случаем которого является константа или переменная. Элемент массива можно называть переменной с индексом. В отличие от нее переменная без индекса называется простой переменной.
Элементы массива записываются в разделе операторов как идентификатор с индексом в квадратных скобках.
B[5]:=B[3]-1;
Sum:=Sum-C[K];
P1:=A[2*3+1];
Для ввода и вывода числовых значений элементов массива используются циклы.
Пример:
For I:=1 to 9 do
Read(A[I]);
Это ввод 9-ти значений элементов массива А.
For I:=1 to 9 do
Writeln(A[I]);
Это их вывод.
Пример: Вычислить сумму 15-ти целых чисел.
Program Sum;
Var X: Array [1..15] of Integer;
I: 1..15;
Sum: Integer;
Begin
Sum:=0;
For I:=1 to 15 do
Begin
Read(X[I]);
Sum:=Sum+X[I];
End;
End.
В языке программирования Паскаль помимо явного описания массивов в разделе переменных есть другая форма описания, состоящая из двух этапов. Сначала в разделе описания типов Typeуказывается тип массива, затем в разделе описания переменныхVarперечисляются массивы, относящиеся к донному типу.
Typeимя типа =Array[тип индекса]ofтип элементов массива;
Varимя массива: имя типа;
Пример:Программа с двумя процедурами: одна – для ввода элементов массива, другая для вычисления суммы и произведения элементов.
Program TI4;
Type Massiv = Array [1..20] of Real;
Var A, B: Massiv;
Sum, Pr: Real;
Procedure Vvod (N:Integer; Var X:Massiv);
Var I: Integer;
Begin
Writeln(‘Ввод’);
For I:=1 to N do Read(X[I]);
End;
Procedure Summa (N:Integer; Var X:Massiv; Var Sum, Pr: Real);
Var I: Integer;
Begin
Sum:= 0;
Pr:=1;
For I:=1 to N do
Begin
Sum:=Sum+X[I];
Pr:=Pr*X[I];
End;
End;
Begin
Vvod(8,A); (*вызов процедуры*)
Summa(8,A,Sum,Pr); (*вызов процедуры*)
Writeln (‘Sum=’,Sum:7:2,’ ’:3,’Pr=’,Pr);
Writeln;
Vvod(15,B);
Summa(15,B,Sum,Pr);
Writeln (‘Sum=’,Sum:7:2,’ ’:3,’Pr=’,Pr);
End.
В основной программе описан тип массива длинной 20 элементов, а реально используются массивы А (8 элементов) и В(15 элементов).
Пример: Расположить элементы заданного действительного массива в порядке убывания: 1 2 3 44 3 2 1
Program Rangir;
Const N=10;
Var A: Array [1..N] of Real;
I, K: Integer; R: Real;
Begin
Writeln(‘Ввод’);
For I:=1 to N do Read (A[I]);
For K:=1 to N do
For I:=1 to N-K do
If A[I]<A[I+1] then
Begin
R:= A[I];
A[I]:= A[I+1];
A[I+1]:=R;
End;
For I:=1 to N do Write (A[I]);
End.
K- номер просмотра строки (всегоN-1 просмотров)
I - номер сравнение элементов в просмотре (N-K сравнений).
Пример: МассивRсостоит из 10-ти элементов действительного типа.
Type Mas = Array [1..10] of Real;
VarR:Mas;
Если в программе несколько таких массивов, то изменится лишь раздел описания переменных:
Var R, A, B, C: Mas;
В разделе операторов программы используются массивы R, A, B, C. Тип массива Masвведен формально только в разделе описаний инигдев программе не указывается и не обрабатывается.
Пример: Найти наибольшее из 10-ти заданных целых чисел.
Program Max;
Const N=10;
Type Massiv = Array [1..N] of Integer;
Var K: Massiv;
Max, I: Integer;
Begin
Writeln(‘Ввод’);
For I:=1 to N do Read (K[I]);
Max:=K[1];
For I:=2 to N do
If K[I]>Max then Max:=K[I];
Writeln;
Write (‘Max=’, Max:4);
End.
Здесь 2 независимых цикла:
1-ый – для ввода значений массива;
2-ой – для нахождения максимального элемента.
Сначала первый элемент массива K[1] обозначается именем Мах. Затем каждый последующий элемент сравнивается со значением Мах, и если он оказывается больше, то получает имя Мах.
Пример: Составить программу определения минимального и максимального элементов заданного массива.
Program Minmax;
Const N=9; (*число элементов*)
Type Massiv = Array [1..N] of Real;
Var A: Massiv; (*массив элементов*)
I: Integer; (*параметр цикла*)
Max,Min:Real; (*максимальный и минимальный элементы*)
Procedure Maxmin (K: Integer; Var X: Massiv; Var Max, Min: Real);
Var J: Integer;
Begin
Max:=X[1];
Min:=X[1];
For J:=2 to K do
Begin
If X[J] > Max then Max:= X[J];
If X[J] < Min then Min:= X[J];
End;
End;
Begin
Writeln (‘Ввод массива’);
For I:=1 to N do Read (A[I]);
Maxmin (N, A, Max, Min); (*вызов процедуры*)
Writeln(‘макс. элемент=’,Max:4:1);
Writeln(‘мин. элемент=’,Min:4:1);
End.
В процедуре Maxminопределяются максимальный и минимальный элементы массива. ПеременнаяJи формальные параметры процедурыK,X,Max,Minявляются локальными. В основной программе происходит ввод значений массива, вызов процедуры и вывод результатов. КонстантаN, типMassiv, а также переменныеA,I,MaxиMinявляются глобальными.
Пример: Дан массив действительных чисел {Ai}, гдеi=1,2,3,4,..M. ПустьM= 15. Вычислить сумму элементов с 1-го по 12-ый и сумму элементов с 8-го по 15-ый. Затем найти произведение этих сумм.
ProgramPr2;
ConstM=15;
VarA:Array[1..M]ofReal;
P:Real; (*произведение сумм*)
J: Integer; (*параметр цикла*)
Function Summa (N, K: Integer): Real;
Var I: Integer;
S: Real;
Begin
S:=0;
For I:=N to K do S:=S+A[I];
Summa:=S;
End;
Begin
Writeln (‘Ввод массива’);
For J:=1 to M do Read (A[J]);
P:=Summa (1,12)* Summa(8,15);
Writeln(‘произведение=’,P:6:3);
End.
Пример: Дан массив (Х1,Х2,…Х100). Записать отдельно положительные и отрицательные элементы.
Program Sort;
Const Nmax=100;
Var X,Pol,Otr: Array [1..Nmax] of Real;
I,N,K: Integer;
Begin
N:=0; K:=0;
For I:=1 to Nmax do
Begin
Read (X[I]);
If X[I] >0 then
Begin
K:=K+1;
Pol[K]:=X[I];
End
Else
Begin
N:=N+1;
Otr[N]:=X[I];
End;
End;
For I:=1 to K do Write (Pol[I]);
Writeln;
For I:=1 to N do Write (Otr[I]);
End.
Пример: Вычислить среднее арифметическое массиваDиз N элементов (N500).
Program Sred;
Const NM=500;
Var D: Array [1..NM] of Real;
I,N,Nvar: Integer;
Sum, Srd: Real;
Begin
Sum:=0;
Writeln (‘Nvar=?’);
Readln(Nvar);
Writeln (‘Ввод массива’);
For I:= 1 to Nvar do
Begin
Read (D[I]);
Sum:= Sum + D[I];
End;
Srd:=Sum/Nvar;
Writeln(‘Srd=’,srd);
End.
Пример: Вычислить n!
Program Nfact;
Var NF, K, N:Integer;
Begin
Writeln(‘N=?’);
Readln (N);
NF:=1;
For K:=1 to N do NF:=NF*K;
Writeln(‘NF=’,NF);
End.
Пример: Найти наибольший элемент массива (b1,b2,…b100) и его №.
Program Max;
Const NMax=100;
Var B: Array [1..NMax] of Real;
I,Imax: Integer;
Bmax: Real;
Begin
Writeln (‘Ввод массива’);
For I:=1 to NMax do Read (B[I]);
Bmax:=b[1]; Imax:=1;
For I:=2 to NMax do
If B[I]>Bmax then
Begin
Bmax:=B[I];
Imax:=I;
End;
Writeln (‘Bmax=’, Bmax, ’Imax=’, Imax);
End.
Пример: Найти скалярное произведение двух векторов:
X=(x1,x2,…xn) n
Y=(y1,y2,…yn) (X,Y)= xiyi
i=1
Program Scal;
Const N=3;
Type Vektor = Array [1..N] of Real;
Var X, Y: Vektor;
I: Integer;
S: Real;
Begin
S:=0;
Writeln (‘Ввести X,Y’);
For I:=1 to N do
Begin
Read(X[I],Y[I]);
S:= S+ X[I]*Y[I];
End;
Writeln(‘Scal=’,S);
End.
Пример: Перемножить два вектора:
X=(x1,x2,x3) _ _ _
Y=(y1,y2,y3) Z = X * Y
Program V;
Type Vektor = Array [1..3] of Real;
Var X, Y, Z: Vektor;
I: Integer;
Begin
Writeln (‘Ввести X,Y’);
For I:=1 to 3 do
Begin
Read (X[I],Y[I]);
Z[I]:= X[I]*Y[I];
End;
Writeln (‘Вектор Z’);
For I:=1 to 3 do Write (Z[I]);
End.
(x1, x2, x3) * (y1, y2, y3) = (x1y1, x2y2, x3y3)