1) Цикл от меньшего к большему значению:

for переменная:=значение1 to значение2 do оператор; Значения должны быть перечисляемого типа. Если значение2 меньше значения1, цикл не выполняется ни разу, если они равны – один раз.

2) Цикл от большего к меньшему значению:

for переменная:=значение2 downto значение1 do оператор; - цикл от большего значения к меньшему. Шаг по умолчанию равен 1.

Примеры:

1) x:=1; for i:=1 to n step m do x:=x*i;

2) for i:=10 downto 1 do writeln(i);

3) for s='d' to 'z' do

begin

...

end.

C-образные языки:

for (инициализация; условие продолжения; изм. Счетчиков)

{тело цикла};

BARSIC: for(i=i1..i2)do(…);

for(i=a..b, step=s)do(…);

2.9.6. Оператор цикла while...do – цикл с предусловием.

while условие do оператор;

Пока условие сохраняет значение true — в цикле выполняется оператор, иначе — действие цикла прекращается. Если условие с самого начала false, цикл сразу прекращается, и тело цикла – оператор – не выполнится ни разу.

Пример:

i:=1; x:=1;

while i<=n do

begin

x:=x*i;

i:=i+1

end;

2.9.7. Оператор цикла repeat...until – цикл с постусловием.

repeat

оператор1; {тело цикла}

оператор2; {тело цикла}

...

операторN {тело цикла}

until условие выхода;

Если условие принимает значение true, цикл прекращается. Тело цикла выполняется до проверки условия, поэтому оно всегда выполнится хотя бы один раз.

Пример:

i:=0; x:=1;

repeat

i:=i+1;

x:=x*i

until i<n;

При необходимости организовать бесконечный цикл с выходом изнутри тела цикла по какому-либо условию часто используют следующий вариант:

repeat

…

until false;

Оператор repeat until является достаточно непоследовательным с точки зрения семантики английского языка и логики языка PASCAL. Его использование вызывает много ошибок у пользователей в англоязычных странах. Гораздо более последователен синтаксис языка Java, где в качестве цикла с постусловием используется конструкция do{…}while(…).

2.10. Структурные типы данных

2.10.1. Правила совместимости и автоматического преобразования типов

Тождественность типов переменных — а) если они описаны вместе или б) имеют один и тот же идентификатор имени типа, или в) их типы имеют идентификаторы, приводимые к одному и тому же имени типа.

Пример а):

var a,b,c:integer;

переменные a, b, c имеют тождественные типы.

Пример б):

var a1,a2:tA1;

a3:tA1;

Переменные a1, a2, a3 имеют тождественные типы.

Пример в):

type t1=real;

t2=real;

var a:real;

b:t1;

c:t2;

Переменные a, b, c имеют тождественные типы, так как все они приводимы к типу real.

Совместимые по присваиванию (за исключением множеств, указателей, файловых типов и структурных типов, имеющих компоненты файловых типов):

если var a1:tT1;

a2:tT2;

то присваивание a1:=a2 возможно, если

1. tT1 и tT2 тождественны;

2. tT2 — подтип tT1, либо оба — подтипы другого типа (в том числе пользовательского) с диапазоном значений tT1, перекрывающим диапазон tT2 . Например, ShortInt – это подтип Integer; byte – также подтип Integer, и одновременно подтип Word, и так далее. Другой пример – тип – диапазон: type t= -50..20 является подтипом ShortInt и т.п.

3. tT2 — вещественный тип, значения которого попадают в диапазон вещественного типа tT1;

4. tT2 — целый тип, tT1 — вещественный;

5. tT2 и tT1 —строковые (любой длины);

6. tT1 — строковый, tT2 — литерный (т.е. char).

2.10.2. Пользовательские типы. Массивы. Строковые типы.

Более общая структура программы по сравнению с уже рассмотренной включает раздел описания пользовательских типов. Чаще всего в нем описываются массивы.

program Prog3;

type

tA1=array[1..100] of integer;

tA2=array[10..20] of real;

tA3=array[1..10] of char;

tA4=array[1..10,1..20] of real;

tA5=array[-10..5] of tA3;

var aA1a,aA1b:tA1;

aA2:tA2;

aA3:tA3;

i:integer;

ch:char;

r:real;

begin

for i:=1 to 100 do aA1a[i]:=i*i;

for i:=1 to 100 do aA1b[i]:=aA1a[i]*2+1;

...

for i:=1 to 20 do aA2[i]:=sin(i);

i:=...;

...;

ch:=...;

r:=aA1[i]/aA2[i-3]+sqrt(i);

aA3[1]:='a';

...;

aA3[i]:=ch;

ch:=aA3[i+1];

...

end.

В других языках:

С,C++:

int A1[100];

A1[0]=5;A1[99]=14;

int A2[10][20];

Java:

int[]A1;

A1=new int[100];

В TP и Delphi имеется предопределенный тип

type string=array[1..255] of char;

а также его подтипы string[n], где n может меняться от 1 до 255.

Описание

var s:string[10];

практически эквивалентно

var s:array[1..10] of char;

Некие различия возникают из-за правил совместимости типов, которые для строковых типов намеренно ослаблены по сравнению с массивами литер. Обычно в программе при работе с массивами требуется либо прочитать массивы из файла, либо записать их в файл, либо и то и другое. В качестве примера далее приведена программа, где делается запись массива случайных чисел в файл и чтение массива из файла.

program MyArray;

var a:array [1..10] of real;

f:text;

i:integer;

begin

assign File(f,'dat.txt');

randomize;

rewrite(f);

for i:=1 to 10 do

begin

a[i]:=random;

writeln(f,a[i]:8:4);

end;

close File(f);

writeln;

writeln('Press <Enter> to read file')

readln;

reset(f);

for i:=1 to 10 do

begin

readln(f,a[i]);

writeln(a[i]:8:4)

end;

close File(f);

readln

end.

Объяснение операций работы с файлами будет дано позже.

2.10.3. Перечисления

type имя типа = (идентификатор1, идентификатор2,…, идентификаторN);

Примеры:

month = (Jan,Feb,March,Apr,May,June,Jul,Aug,Sept,Oct,Nov,Dec);

type t1 = (x1,x2,x3);

var ab:t1;

m:month;

begin

case m of

Dec,Jan,Feb: operator1;

March..May: operator2

else operator2;

a:=x2;{ord(a)gacm1}

b:=x3;{ord(b)gacm2}

……

a:=t1(0);{явное приведение типа – обратно к функции ord}

В других языках:

C++:

enum Month carrentMonth;

if (carrentmonth!=Jan){…}

Но:

Jan==0,Feb==1,…;

Можно даже

Enum Month{Jan=1,Feb,…,Dec=14};

2.10.4. Множества

Множества — это структурированный тип данных, представляющий набор взаимосвязанных по какому-либо признаку или группе признаков объектов, которые можно рассматривать как единое целое. Каждый объект в множестве называется элементом множества. Все элементы множества должны принадлежать одному из скалярных типов, кроме вещественного. Этот тип называется базовым типом множества. Базовый тип задается диапазоном или перечислением. Область значений типа множество — набор всевозможных подмножеств, составленных из элементов базового типа.

Для описания множественного типа используется словосочетание set of, что в переводе означает "множество из", после чего следует перечисление в круглых скобках элементов множества через запятую.

Формат задания типа “множество”:

type

Имя_типа1=set of (порядковый_тип);

Имя_типа2=set of значение1..значение2;

Пример:

type

My=set of char;

MyInterval=set of 1..10;

MyEnumeration=set of (Jan,Feb,…);

var

aSet1: MyChars;

aSet2: MyInterval;

const

aLetter:set of myChars=[‘I’,’k’,’l’,’z’];{Определение

множества без предварительного описания в разделе типов}

begin

aSet1:=[‘a’,’b’,’z’];

……

aSet1:=[ ];

end

В данном примере переменная aSet1 и статическая переменная aLetter могут принимать любые значения , aSet2 — любое значение в диапазоне 1..10; . Попытка присвоить другие значения вызовет ошибку времени исполнения.

В выражениях на языке Паскаль (т.е. в разделах реализации процедур, функций или в теле программы) значения множеств указываются в квадратных скобках: [1,2,3,4], ['a','b','c'], ['a'..'z']. Если множество не имеет элементов, оно называется пустым и обозначается как [].

Внимание! Количество элементов множества не должно превышать 256, соответственно номера значений базового типа, получаемые функцией ord(MyElement) для элемента MyElement нашего множества, должны находиться в диапазоне 0..255.

Объем памяти, занимаемый одним элементом множества, составляет один байт. Объем памяти для переменной типа множество вычисляется по формуле:

Объем памяти = (Max div 8) -(Min div 8) + 1,

где Max и Min — верхняя и нижняя границы базового типа.

При работе с множествами допускается использование операций отношения "=", "<>", ">=", "<=", объединения ”+”, пересечения “*”, разности “-“ множеств и операции in. Результатом выражений с применением этих операций является значение True или False.

Операция "равно" (=).

A=B

Два множества A и B считаются равными, если они состоят из одних и тех же элементов. Порядок следования элементов в сравниваемых множествах значения не имеет.

Операция "не равно" (<>).

A< >B

Два множества A и B считаются не равными, если они отличаются по мощности или по значению хотя бы одного элемента.

Операция "больше или равно" (>=).

A>=B

Используется для определения принадлежности множеств. Результат операции A>=B равен True, если все элементы множества B содержатся в множестве A. В противном случае результат равен False.

Операция "меньше или равно" (<=).

A<=B

Используется аналогично предыдущей операции, но результат операции A<=B равен True, если все элементы множества A содержатся в множестве B. В противном случае результат равен False.

Операция in.

X in A

Используется для проверки принадлежности какого-либо значения выражения x указанному множеству A. Обычно применяется в условных операторах. Не путать с оператором <=, который используется для сравнения двух множеств.

При использовании операции in проверяемое на принадлежность значение и множество в квадратных скобках не обязательно описывать в разделе описаний.

Операция in позволяет эффективно и наглядно производить сложные проверки условий, заменяя иногда десятки других операций. Например, выражение

if (a=1) or (a=2) or (a=3) or (a=4) or (a=5) or (a=6) then ... можно заменить более коротким выражением if a in [1,2,3,4,5,6] then ... . Иногда операцию in пытаются записать с отрицанием: X not in M. Такая форма ошибочна, так как две операции следуют подряд; правильная инструкция имеет вид not (X in M).

Объединение множеств (+).

Объединениям двух множеств является третье множество, содержащее элементы обоих множеств.

Пересечением множеств (*).

Пересечением двух множеств является третье множество, которое содержит элементы, входящие одновременно в оба множества.

Разностью множеств (-).

Разностью двух множеств является третье множество, которое содержит элементы первого множества, не входящие во второе множество.

Использование в программе данных типа множества дает ряд преимуществ: значительно упрощаются сложные операторы if, увеличивается степень наглядности программ и понимания алгоритма решения, экономится память, время компиляции и выполнения. Имеется и отрицательный момент: элементов множества не может быть больше 256. Поэтому если при описании систем, где число элементов на начальном этапе работы мало, сопоставить элементы множества, в дальнейшем можно столкнуться с трудностями, если число элементов возрастет выше 256.

2.10.5. Файловые типы. Операторы write, writeln, assignFile, read, readln,reset, rewrite, closeFile.

Файл – это именованная область хранения информации с возможностью произвольного доступа к ней. Доступ бывает либо последовательный, либо произвольный.

Файлы являются структурными типами с особыми правилами работы с ними. В данном параграфе описываются операторы для работы с файлами.

Задание переменной файлового типа производится так:

type tF=file of t1

var f:tF;

либо var f:file of t1;

тут t1 – базовый тип файлового типа, то есть тип ячеек, из которых состоит файл.

Для работы с файлами надо сначала определить файловую переменную (например, F1), имеющую тип, соответствующий типу файла, с которым будет осуществляться работа. Для этого используется процедура: assign(F1, Name: string), где строковое выражение Name содержит полное имя файла, удовлетворяющее требованию операционной системы. Пример:

var F1: file of integer;

…

assign File(F1,'data1.x');

Файловая переменная (в нашем случае F1) выполняет роль указателя на файл, а оператор assign “перещелкивает” его с одного файла на другой. Причем до первого assign значение этого указателя неопределено.

В процессе работы файловой переменной можно переприсваивать имена файлов.

Имя файла может включать в себя имя в текущей директории, а также (необязательно) полный путь на локальном компьютере или относительный путь.

Для работы с текстовыми файлами существует предопределенный тип файлов Text:

var F: text;

…

assign File(F,'data.txt');

Существуют также нетипизированные файлы. Соответствующие файловые переменные описываются как var F:file.

Операторы write и writeln — полиморфные операторы с произвольным числом и типом параметров. Первым параметром является файловая переменная, далее через запятую следуют выводимые в файл переменные или выражения.

Неформатный вывод в файл:

• write(F1,a); write(F1,b,c,...,d) — вывод в файл “подряд” всех значений. Эквивалентно write(F1,a,b,c,…,d).

• writeln(F1,a); writeln(F1,b,c,...,d) — имеет смысл только для текстовых файлов. После вывода всех перечисленных в операторе параметров в конец добавляется перевод на новую строку. В данном примере — после вывода a и после вывода d.

Другой пример:

writeln(F1a); writeln(F1b);...; writeln(F1c); — после вывода в файл любого параметра туда добавляется перевод на новую строку.

Оператор writeln; без параметров используется для перехода на новую строку.

Форматный вывод в текстовый файл:

• write(F1x:n1) — вывод значения целой, вещественной, булевской или строковой величины x (либо x как элемент множества) в правую сторону поля длинной n1. Если x - вещественная величина , она выводится в научной нотации.

• write(F1x:n1:n2) — вывод вещественной величины x в нотации с фиксированной десятичной точкой, n2 (лежащее от 0 до 24) — число знаков после точки. Например, при x=1.234567e-987 оператор write(F1x:12:3) дает -1.234e-0987, а write(F1x:12:2) дает -1.23e-0987.

Оператор read(F,a) читает из файла, назначенного файловой переменной F, значение с текущего места позиционирования считывающей головки и передвигает головку на один элемент файла по направлению к концу файла. Установка в конец файла должна производиться программным путем с проверкой значения предопределенной переменной Eof на значение true, достигаемое в случае, если вместо следующего элемента в файле стоит маркер конца файла.

Консоль (монитор и клавиатура компьютера) является файлом чтения/записи по умолчанию, когда файловая переменная не указывается. Запись эквивалентна выводу в текстовом режиме на экран, чтение – вводу с клавиатуры. В Delphi такой формы операторов wride, writeln, read, reddln пользуются только в специальном режиме имитации консоли.

Оператор readln; обычно используют для приостановки работы программы до нажатия пользователем клавиши <Enter>, readln(a) — для ввода с клавиатуры значения переменной a.

Оператор rewrite(F) создает новый файл с именем, назначенным в данный момент файловой переменной F. Если файл с таким именем уже существует, он без предупреждения затирается.

Установка в начало файла производится оператором reset(F).

После окончания работы с файлом (перед новым вызовом assignFile(F,…) или выходом из программы) надо выполнить команду closeFile(F), иначе операционная система будет поддерживать файл открытым. Максимальное число одновременно открытых файлов зависит от версии и установок операционной системы. Если closeFile(F) вызвать после очередного assignFile , то предыдущий файл останется открытым и закроется операционной системой только после выхода из программы. Закроется же текущий файл, на который была настроена переменная F во время вызова последнего assign с ее участием.

В случае, когда файл открыт одновременно и по чтению, и по записи, возможны неконтролируемые ошибки из-за изменения позиции считывающей головки. Поэтому после завершения записей в файл его лучше закрывать командой close(F), а при необходимости дописать что-либо в конец — делать reset(F) и производить программным путем установку считывающей головки в конец файла.

В Delphi имеется расширение PASCAL. Вместо операторов assign и close, использовавшихся в ТР, приняты совершенно идентичные им, но имеющие более осмысленные названия assignFile и closeFile. Кроме того, имеются операторы blockRead и blockWrite, позволяющие производить блочные чтения и запись с произвольного места в файле. Надо отметить, что при работе с текстовыми файлами лучше пользоваться этими операторами. Имеются также:

• булевская функция fileExists (имя файла), возвращающая true, если файл с таким именем существует,

• процедура flush (файловая переменная) – очищает буфер с немедленной записью в файл,

• процедура seek(var F;N:longInt) – смещает указатель файла F к компоненту с номером N (нумерация идет от нуля),

• функция fileSize(varF):longInt – возвращает число компонентов файла ,

• функция filePoz(varF):longInt – возвращает текущую позицию в файле (то есть для очередных чтения или записи).

Замечание: переход в конец файла – с помощью seek(F,fileSize(F)). Кроме того, имеется много других процедур и функций.