- •Иркутский государственный университет путей сообщения кафедра “информатика” конспект лекций по дисциплине “программирование на алгоритмическом языке высокого уровня”
- •Иркутск
- •Программирование и алгоритмические языки в историческом аспекте
- •Введение в Паскаль
- •Алфавит Паскаля
- •Служебные (ключевые) слова
- •Константы
- •Запись чисел
- •Переменные
- •Типы данных
- •Стандартные функции
- •Выражения
- •Выражения целого типа
- •Выражения вещественного типа
- •3,61·109 X – 526,237 3.61e9 * X – 526.237 * Sqrt(0.2*y) Выражения логического типа
- •Операторы присваивания
- •Программа и этапы ее разработки. Структура программы
- •Var X, s : Word;
- •Комментарии
- •Ввод данных
- •Вывод данных
- •Бесформатный способ вывода
- •±D.DdddddddddE±dd
- •Форматный способ вывода
- •Структуры данных
- •Массивы
- •Var a : Array [1..2,1..3] Of Integer;
- •Error 201: Range check error
- •Var a : tMatrix;
- •Var Doska : Array [‘a’..’h’,1..8] Of Char;
- •Var Roma : Array [1..787] Of Word;
- •Var Roma : Array [-754..33] Of Word;
- •Var Ozenka : Array [1..2,1..3] Of Word;
- •Var Ozenka : Array [Fam, Predm] Of 2..5;
- •Var a: Array [1..3, 1..4, 1..5] Of Integer;
- •Var I, j: Byte;
- •Алгоритм и его свойства
- •Схемы алгоритмов
- •Базовые структуры
- •Цепочка
- •Ветвления
- •Альтернатива
- •If (условие)
- •Вариант 2 – с использованием операции конъюнкция
- •Часто встречающиея ошибки программирования:
- •Var X, y, s_left, s_right, alfa, sin_alfa, segment : Real;
- •Переключатель
- •Var Month: 1..12;
- •Бесконечные циклы
- •Циклы с предусловием
- •Var I, s : Word;
- •Var I, s, n : Word;
- •Программа
- •Var n, min, max, s, count: Word;
- •Часто встречающиея ошибки программирования:
- •Циклы с постусловием
- •Var I, s : Word;
- •Var I, s, n : Word;
- •Программа
- •Var n,min,max,s,count: Word;
- •Var k : Word;
- •X, y, s : Real;
- •Var Month: 1..12;
- •Var n, s : Word;
- •Var I, s : Word;
- •Примеры:
- •Var I, j, k : Word;
- •Var I, i_max, vector_max : Integer;
- •Vector : Array [1..N] Of Integer;
- •Var I, s : Integer;
- •Vector : Array [1..N] Of Integer;
- •Var I, k, m : Integer;
- •Vector : Array [1..N] Of Integer;
- •Var I, s, count : Integer;
- •Vector : Array [1..N] Of Integer;
- •Var I, k, min, max, i_min, i_max : Integer;
- •Vector : Array [1..N] Of Integer;
- •Var I, k, i_otr, i_pol : Integer;
- •Vector : Array [1..N] Of Integer;
- •Var I, k, posl : Integer;
- •Vector : Array [1..N] Of Integer;
- •Var I, j, t : Integer;
- •Vector : Array [1..K] Of Integer;
- •Var I, j, t : Integer;
- •Vector : Array [1..K] Of Integer;
- •Var I, j, k : Integer;
- •Var I, j, k, posl : Integer;
- •Var I, j, k, m : Integer;
- •Var I, j, k, i_max, j_min : Word;
- •Var I, j, t : Integer;
- •V : Array [1..K] Of Integer;
- •Var I, j, m, t : Integer;
- •V : Array [1..K] Of Integer;
- •Var I, j, b, c : Word;
- •Часто встречающиея ошибки программирования:
- •Множества
- •Var r : tSymb;
- •Основные операции со множествами
- •Типизированные файлы
- •Var f_int : tFile_Int;
- •Var n : Integer;
- •Функции для работы с типизированными файлами
- •И процедуры:
- •Var n : Integer;
- •Текстовые файлы
- •Var f_text : tFile_text;
- •Программа:
- •Var stud_1 : tStudent;
- •Var student : tKadr;
- •Var coord : tCoord;
- •Ключ : ();
- •Подпрограммы
- •Подпрограммы-функции
- •Var p : Real;
- •Var s : Real;
- •Var I: Word;
- •Var a, b, c : Integer;
- •Var a, b, c : Integer;
- •Var a, b : Integer;
- •Var a, b, c: Integer;
- •Рекурсия
- •5 * 4 * Factorial(3)
- •5 * 4 * 3 * Factorial(2)
- •5 * 4 * 3 * 2 * Factorial(1)
- •Var k: Integer; Func_2
- •Var temp : Integer;
- •Особенности рекурсии:
- •Процедуры
- •Var I: Word;
- •Var I, i_min, i_max: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I, j, k: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I, j, k: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I, j, k: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I: Word;
- •Var I, j: Word;
- •Программные модули
- •Структура модуля
- •Interface
- •Implementation
- •Var f: Text;
- •Var p: Real;
- •Var temp: Real;
- •Компиляция модулей
- •Взаимное использование модулей
- •Ссылки и динамические переменные
- •Var a, b: tPntint;
- •X, y: tPntchar;
- •Динамические структуры данных
- •Связные списки
- •Inf: Integer;
- •Var head, q : tPoint;
- •Inf: Integer;
- •Var head, q : tPoint;
- •Добавление нового элемента в список
- •Var head, q, r: tPoint;
- •Inf: Integer;
- •Var head, q, r : tPoint;
- •Удаление элемента из списка
- •Inf: Integer;
- •Var head, q, r : tPoint;
- •Сортированные списки
- •Var head, q, r, V: tPoint;
- •Inf: Integer;
- •Var head, q, r, V : tPoint;
- •Бинарные деревья
- •Var root, q, V: tRebro;
- •Интерфейс:
- •Var root, q, V : tRebro;
- •Поиск заданного узла в дереве
- •Var root, q, V : tRebro;
- •Удаление узла из дерева
- •Var root, q, V, r : tRebro;
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Var X, y, dx, dy: Word;
- •Var x0, y0, dx, dy: Word;
- •Var x0, y0, dx, dy, radius: Word;
- •Var x0, y0, dx, dy, radius: Word;
- •Основы алгебры логики
- •Логическая функция не (отрицание)
- •Логическая функция и (конъюнкция – логическое умножение)
- •Логическая функция или (дизъюнкция – логическое сложение)
- •Логическое следование (импликация)
- •Логическое совпадение(эквивалентность)
- •Закон исключенного третьего
- •Закон противоречия
- •Закон двойного отрицания
- •Закон контрапозиции
- •Закон расширенной контрапозиции
- •Закон перестановки посылок
- •Закон силлогизма
- •Закон де Моргана
- •Системы счисления
- •Двоичная система счисления
- •Восьмеричная система счисления
- •Шестнадцатиричная система счисления
- •Арифметические операции в двоичной системе счисления
- •1111 11 11 - Переносы
- •Арифметические операции в восьмеричной системе счисления
- •Арифметические операции в 16-ричной системе счисления
- •1. Ошибки при компиляции
- •2. Ошибки времени выполнения а) Ошибки системы ms-dos
- •Б)Ошибки ввода-вывода
- •В)Критические ошибки
- •Г)Фатальные ошибки
Var temp : Integer;
Begin
If (k=n)
Then Max_element := a[n]
Else
Begin
temp := Max_element(a, k+1, n);
If (a[k] > temp)
Then Max_element := a[k]
Else Max_element := temp
End;
End;
Особенности рекурсии:
использование рекурсивной формы организации алгоритма выглядит изящнее итерационной и дает более компактныйтекст программы,
недостатки рекурсии состоят в следующем:
1. если глубина рекурсии велика, то программа будет требовать во время исполнения много памяти, что может привести к переполнению стека,
рекурсивные алгоритмы, как правило, выполняются более медленно,
при рекурсивном программировании велика вероятность ошибок, вынуждающих программиста к перезагрузке компьютера.
Таким образом, если у программиста есть возможность выбора между итерацией и рекурсией, то предпочтительным выбором является итерация.
В целях повышения безопасности работы рекомендуется:
для включения проверки переполнения стека необходимо использовать директиву компилятора {S+},
для включения проверки диапазона необходимо использовать директиву компилятора {R+},
в начале каждой рекурсивной процедуры или функции поместить строку If KeyPressed Then Halt. Она позволяет при зависании программы выйти из нее без перезагрузки компьютера, просто нажав любую клавишу.
Процедуры
С математической точки зрения функция выполняет только одно действие – по значению аргументов – фактических параметров вычисляет единственноезначение, присваиваемоеименифункции. Еще раз напомню, что в функции не рекомендуется использоватьпараметры-переменные. Если необходимо одновременно вычислить несколько значений, то функцию использоватьнельзя.
В этих случаях используют процедуру, которая позволяет одновременно вычислять несколько значений, присваиваемых различным переменным или элементам структур данных.
Как и функция, процедура располагается в вызывающей программе после раздела описания переменных Varи состоит из заголовка, блока описаний и блока операторов.
Заголовок записывается как первая строка процедуры и начинается словом Procedure,за которым следует ее имя. После имени процедуры в скобках перечисляются имена и типы формальных параметров (аргументов процедуры). Заголовок заканчивается точкой с запятой:
Procedure Proc(n,m: Integer; a: Real; Var k: Integer; Var s, d: Real);
Описан заголовок процедуры Proc,зависящей от двух аргументов (входныхпараметров) целого типаn, mи аргументаaвещественного типа.Выходные(вычисляемые) параметры: переменнаяkцелого типа и переменные sиd вещественного типа.
Допускаются процедуры без списка формальных параметров:
Procedure Zagolovok;
Begin
WriteLn(‘Группа ИС-09’);
WriteLn(‘Студент Иванов Иван’);
End;
В отличие от функций, использующих в качестве аргументов только параметры-значения, не изменяющиеся после выхода их функции, процедуры в качестве выходных (вычисляемых) параметров используютпараметры-переменные. Любые операции над формальными параметрами-переменными внутри процедуры выполняются и над соответствующими фактическими параметрами-переменными. Поэтому формальному параметру-переменной должна соответствоватьфактическая переменная, а не константа или выражение. В заголовке процедуры выходные параметры-переменные перечисляются в скобках после словаVarс указанием своего типа, причем для каждого нового типа это слово должно повторяться.
В остальном структура процедуры не отличается от структуры программы на Паскале и может включать в себя следующие разделы:
описания меток Label
определения констант Const
определения типов Type
описания переменных Var
описания процедур и функций Function, Procedure
операторов процедуры Begin … End;
Переменные, описанные в разделе Var процедуры или указанные в ее заголовке, считаютсялокальными, все остальные –глобальными. Локальные переменные существуют только в процедуре, в которой они описаны, и после выхода из процедуры исчезают.
Пример: описать процедуру, обменивающую значениями две переменных целого типа:
Procedure Swap(x, y: Integer);x и y – входные параметры-значения
Var temp: Integer; temp – локальная переменная
Begin
temp := x; реализация алгоритма
x := y; циклического обмена
y := temp;
End;
Эта процедура ничего не делает: в списке формальных параметров указаны параметры-значения. Правильное описание с использованиемпараметров-переменных:
Procedure Swap(Var x, y: Integer); x и y – входные параметры-
Var temp: Integer; переменные
Begin
temp := x;
x := y;
y := temp;
End;
Обращение к процедуре в вызывающей программе производится по ее имени, за которым в скобках перечисляются фактические параметры, соответствующие формальным параметрам процедуры по количеству, типам и порядку следования:
Program Primer;
Uses CRT;
Var a, b: Integer; a и b – переменные основной программы (глобальные)
Procedure Swap(Var x, y: Integer); x и y – входные параметры-
Var temp: Integer; переменные
Begin
temp := x;
x := y;
y := temp;
End;
Begin
ClrScr;
a := 3;
b := 5;
Swap(a, b); обращение к процедуре
WriteLn(‘a=’,a);
WriteLn(‘b=’,b);
ReadLn;
End.
На экран будет выведено:
a=5
b=3
Правила построения и использования процедур не отличаются от правил построения и использования функций, в том числе и относительно рекурсии.
Как уже отмечалось в правилах формирования подпрограмм-функций, для передачи в подпрограмму массива необходимо предварительно определить его в разделе описания типов, то есть явно задать количество его элементов и их тип. Значит, подпрограмма, формальным параметром которой является массив из десяти чисел, не сможет работать с массивом из пятнадцати чисел. Это неудобно, поэтому в списке формальных параметров подпрограмм разрешается определять открытые массивы.
Открытые массивы– это вектора, состоящие из элементов любого типа, кроме файлового. На место открытого массива в качестве фактического параметра можно передавать векторлюбогоразмера, состоящий из элементов того же типа, что и элементы открытого массива:
Procedure Summ(a: Array Of Integer; Var summa: Integer);