Операторы ввода-вывода

Read обеспечивает ввод данных в память ЭВМ, при этом курсор остается на месте. Readln обеспечивает ввод данных в память ЭВМ, при этом курсор осуществляется перевод курсора на новую строку.

Write предназначена для вывода значений на экран. Writeln выводит значения данных на экран и переводит курсор в начало следующей строки.

Операторы ветвления

Оператор условия If <условие> then <оператор - да> else <оператор - нет>; предназначен для реализации простого ветвления алгоритма.

Пример: Проверим квадратное уравнение на наличие корней. Для чего вычислим дискриминант и проверим его знак.

program diskriminant;

var a, b, c, d: real;

begin

writeln(‘Введите коэффициенты квадратного уравнения А, В и С’);

readln(a, b, c);

d:=sqr(b)-4*a*c;

if d>0 then writeln(‘Вещественные корни существуют’) else writeln(‘Нет вещественных корней’);

end.

Оператор выбора Case <селектор> of

<значение1>:<оператор1>;

<значение2>:<оператор2>;

………………………………;

<значениеN>:<операторN>

Else <оператор - нет>;

Оператор Case используется при множественном разветвлении алгоритма, например, если необходимо по числовому значению месяца указать время года (1, 2, 12 – зима; 3, 4, 5 – весна и т.д.).

program sezon;

var n: 1..12; {перечисляемый тип, здесь допускает только значения от 1 до 12 }

begin

writeln(‘Введите числовое значение месяца’);

readln(n);

case n of

1, 2, 12: writeln(‘зима’);

3..5: writeln(‘весна’);

6..8: writeln(‘лето’)

else writeln(‘осень’);

end.

Циклы

Циклы (операторы повтора) используются в программе при необходимости неоднократного повторения какого-либо оператора или группы операторов. В Pascal различают три вида циклов: цикл с параметром For, цикл с предусловием While, цикл с постусловием Repeat.

Оператор повтора For применяется, когда заранее известно число повторений. Переменная, хранящая количество повторений называется параметром цикла. Существует две структуры данного оператора.

Счет по возрастанию: For <параметр цикла>:=<целочисленное выражение1 > to < целочисленное выражение2> do <оператор цикла>;

Счет по убыванию: For <параметр цикла>:=<целочисленное выражение2 > downto < целочисленное выражение1> do <оператор цикла>;

Пример: Вывести на экран результат умножения 8 на числа от 4 до 15.

program ymnoj_8;

var i: byte; {i- параметр цикла}

r: integer;

begin

writeln (‘Таблица умножения для 8’);

for i:=4 to 15 do begin {при выполнении в цикле более одного оператора ставятся операторные скобки Begin end;}

r:=8*I;

write(r:5); {вывод результата в строку с промежутком в 5 позиций}

end;

end.

Формат цикла с предусловием While <условие> do <тело цикла>; Проверка условия осуществляется перед циклом, цикл выполняется, если условие принимает значение True (истина).

Пример: Посчитать сумму 10 произвольно введенных чисел.

program Summa;

const limit=10; {константа ограничения ввода чисел}

var i: integer;

sum, ch: real;

begin

i:=0; {счетчик чисел}

sum:=0; {переменная накапливающая сумму чисел}

while i< limit do

begin

i:=i+1;

write(‘введите ’,i,’-е число: ’);

readln(ch);

sum:=sum+ch;

end; {конец цикла}

writeln(‘Сумма равна ’,sum:5:2); {переменную sum вещественного типа выводим в 5 позиций с 2мя знаками в дробной части}

end.

Цикл с постусловием Repeat

<тело цикла>

Until <условие>;

Первоначально условие принимает значение False (ложь). Цикл выполняется до тех пор, пока условие не станет True (истина).

Пример: Подсчитать количество чисел, введенных до первого отрицательного.

program Kolichestvo;

var ch: real;

n: byte;

begin

writeln (‘Подсчитать количество чисел, введенных до первого отрицательного’);

writeln; {оформление подсказки}

Repeat

write (‘Введите число ’);

readln(ch);

n:=n+1;

until ch<0;

writeln(‘Количество не отрицательных чисел равно ‘,n);

end.

Пример.

Найти сумму квадратов всех натуральных чисел от 1 до 100.

Решим эту задачу с использованием всех трех видов циклов.

I. С использованием цикла с предусловием.

Program Ex1;
Var
A: Integer;
S: Longint;
Begin

A:=1; S:=0;
While A<=100 Do
Begin

S:=S+A*A;
A:=A+1

End;
Writeln(S)

End.

II. С использованием цикла с постусловием

Program Ex2;
Var
A: Integer;
S: Longint;
Begin

A:=1; S:=0;
Repeat

S:=S+A*A;
A:=A+1

Until A>100;
Writeln(S)

End.

III. С использованием цикла с параметром

Program Ex3;
Var
A: Integer;
S: Longint;
Begin

S:=0;
For A:=1 To 100 Do S:=S+A*A;
Writeln(S)

End.

Строковые операции

До сих пор мы с вами рассматривали программы, реализующие алгоритмы обработки числовых данных. Однако хоть ЭВМ изначально и были созданы только для этой цели, по мере развития аппаратной части появилась возможность оцифровывать данные других типов, хранить их в памяти машины, перерабатывать, выводить во внешний по отношению к компьютеру мир. Проще всего можно было так поступить с текстовой информацией. Если не ставить перед машиной задачу "понимания" смысла текста, то задача оцифровки сводится к установлению правил замены символов (литер) при вводе в компьютер на их коды и обратной замены при выводе информации на экран или принтер. Такие правила, конечно же, были составлены. Как водится, сначала их было множество (вспомните разнообразие таблиц кодировки), затем весь мир остановился на ASCII.

Все языки программирования высокого уровня имеют средства работы с литерными величинами. Паскаль - не исключение. Как вам уже известно, в стандарте языка описаны два типа переменных для литерных величин. Это - String и Char. Переменная типа Char может содержать в себе только один единственный символ, тип String предназначен для хранения строковых величин до 255 символов длиною. Кстати, вы знаете не все о типе String. При описании переменной этого типа вы можете сами указать максимальное число символов, которое можно занести в нее. Конечно же, это число не должно превышать 255. Делается это так:

Var
S: String[30];

Для чего это нужно?

Дело в том, что при компиляции для каждой переменной отводится свой участок памяти. Если мы будем выделять для всех переменных типа String по 256 байт, то это приведет к тому, что при использовании достаточно большого их количества, памяти может и не хватить? Но если в переменной мы собираемся хранить, например, фамилию пользователя, то тридцати символов (тридцати байт) для этого вполне достаточно. Таким образом, экономится память и увеличивается быстродействие программ.

Переменным строкового типа можно присваивать строковые величины (внутри программы они заключаются в апострофы), значения выражений, которые приводят к строковым величинам. Значения можно также вводить с клавиатуры. При этом апострофы не используются. Как вам известно, в числовую переменную нельзя ввести строковую величину. Сделать наоборот - возможно, однако число, находящееся в строковой переменной представляет собой просто последовательность символов (цифр), поэтому в арифметических выражениях участвовать не может.

Также, новым для вас явится то, что при использовании строковой переменной, к каждому ее символу можно обратиться отдельно. Необходимо только знать номер нужного символа от начала строки. Его достаточно поставить после имени переменной типа String в квадратных скобках.

Пример: S[5] - пятый символ строки S.

С отдельным символом строки можно производить все действия, которые можно производить с любой символьной переменной (ввод, присвоение, вывод на экран, участие в выражениях и т.д.).

Обратите внимание на то, что нумерация символов в строке начинается с единицы. Внутри квадратных скобок вместо числа может находиться выражение, результатом которого является целое число. Главное чтобы символ с таким номером в строке существовал. Но как же узнать, сколько символов в данный момент находится в строковой переменной? Для этого существует специальная функция, которая возвращает длину строковой переменной в символах. Это функция Length. Ее формат: Length(S)

Здесь S - либо строковая величина, либо строковая переменная.

Приведенная далее программа выводит на экран длину введенной пользователем строковой величины.

Program Str1;
Var
S: String;
Begin

Writeln('Введите последовательность символов');
Readln(S);
Writeln('Вы ввели строку из ',Length(S), ' символов')

End.

Другой пример:
Решим задачу: "Введенную строку вывести на экран по одному символу в строке экрана".

Program Str2;
Var

S: String;
I: Byte;

Begin

Writeln('Введите строку');
Readln(S);
For I:=1 to Length(S) do {организуем цикл, начиная с первого символа}
Writeln(S[I]) {строки, до последнего (номер последнего}
{совпадает с количеством символов строки S) }

End.

Какие же еще действия можно выполнять с переменными строкового типа?

Две строковые величины можно состыковывать. Эта операция называется конкатенацией и обозначается знаком "+".

Например, результатом выполнения следующих команд:
R:= 'kadabra';

H:= 'abra';

S:=H+R;
в переменной S будет значение 'abrakadabra'.

Для конкатенации результат зависит от порядка операндов (в отличие от операции сложения). Следует помнить о том, какой максимальной длины может быть результирующая переменная, так как в случае превышения значением выражения числа, указанного после String в описании переменной, "лишние" символы в переменную не попадут.

Определение типов

Как было упомянуто ранее, в изучаемом языке возможно определять новые типы переменных. После определения этот тип становится доступным для описания переменных, также как и стандартные типы.

Новый тип перед первым его использованием должен быть описан в соответствующем разделе описаний. Его заголовок - служебное слово Type.

Type
<Имя типа> = <Описание типа>;

Есть несколько способов описания. Иногда говорят даже о видах типов (как бы это странно ни звучало).

Итак, первым рассмотрим так называемый перечисляемый тип.

Перечисляемый тип используется для повышения наглядности программ, позволяя записывать в переменные этого типа названия разнообразных объектов, исследуемых программой. Этот тип представляет собой набор идентификаторов, с которыми могут совпадать значения параметров.

Формат описания следующий: <Имя типа> = (<Ид.1>, <Ид.2>,? <Ид.n>);

Далее можно определить любое число переменных уже описанного типа. Обратите внимание на то, что каждый идентификатор может участвовать в описании только одного перечисляемого типа.

Этим переменным можно присваивать только значения из списка, определенного при описании типа. Эти значения не являются ни числами, ни строковыми величинами, ни даже величинами логического типа, поэтому они не могут участвовать в арифметических, строковых, логических выражениях, а также не могут быть выведены на экран или принтер. Величины перечисляемого типа можно сравнивать между собой, над их множеством в языке Паскаль определены несколько функций:

Ord(X) - порядковый номер значения переменной X в списке идентификаторов.

Succ(X) - следующее значение для величины Х.

Pred(X) - предыдущее значение данного типа.

Обратите внимание на то, что для функции Ord нумерация среди значений идет, начиная от нуля. Для последнего значения нельзя применять функцию Succ, для первого - Pred.

Переменные различных перечисляемых типов несовместимы друг с другом.

Множество стандартных порядковых типов в языке Паскаль на самом деле определены как перечисляемые. Это типы Char, Integer, другие. Достоинства стандартных порядковых типов лишь в том, что над каждым из них уже определены специфические действия. Например, тип Boolean описан так:
Type
Boolean = (False, True);

Единственное его отличие от перечисляемых типов, определяемых программистом, состоит в том, что значения типа Boolean можно выводить на экран. Можете проверить, Ord(False)=0.

Интересно, что переменная перечисляемого типа может быть счетчиком в цикле "с параметром".

Пример:

Program T1;
Type
Colors = (Black, Blue, Green, Cyan, Red, Magenta, Brown, Yellow, White);
Var
C1,C2: Colors;
Begin

C1:=Green;
C2:=Red;
Writeln(Ord(C1), Ord(Succ(C2)))

End.

Во время выполнения на экране появятся числа "2" и "5", что соответствует номерам значений Green и Magenta.

Следующий тип, который можно определить в программе - тип-диапазон.

Здесь не нужно перечислять все значения этого типа, потому, что возможными для него являются значения поддиапазона уже определенного до него любого порядкового типа (стандартного или описанного ранее перечисляемого типа). Достаточно лишь указать начальную и конечную величину отрезка порядкового типа. Единственное условие: начальное значение не должно превышать конечное.

Формат описания отрезочного типа:

Type
<Имя типа>=<Нач.>..<Кон.>;

Примеры:
Type

Age=0..150; {Целое число в интервале от 0 до 150}
Lat='A'.. 'Z'; {Заглавные буквы латинского алфавита}
Month=(January, February, March, April, May, June, July, August, September, October, November, December);
Spring=March..May; {Весенние месяцы}

Есть еще одна возможность определить новый тип, о существовании которой можно было бы и догадаться.

Type
<Имя типа>=<Имя ранее определенного или стандартного типа>;

Пример:
Type
Number=Byte;

Массивы

До сих пор мы рассматривали переменные, которые имели только одно значение, могли содержать в себе только одну величину определенного типа. Исключением являлись лишь строковые переменные, которые представляют собой совокупность данных символьного типа, но и при этом мы говорили о строке, как об отдельной величине.

Вы знаете, что компьютер предназначен в основном для облегчения работы человека с большими информационными объемами. Как же, используя только переменные известных вам типов, сохранить в памяти и обработать данные, содержащие десяток, сотню, тысячу чисел или, к примеру, строк? А ведь такие задачи встречаются в любой области знания. Конечно, можно завести столько переменных, сколько данных, можно даже занести в них значения, но только представьте, какой величины будет текст такой программы, сколько времени потребуется для его составления, как много места для возможных ошибок? Естественно, об этом задумывались и авторы языков программирования. Поэтому во всех существующих языках имеются типы переменных, отвечающие за хранение больших массивов данных. В языке Паскаль они так и называются: "массивы".

Массив – структурированный тип данных, состоящий из фиксированного числа элементов, имеющих один и тот же тип. Элементы, образующие массив, упорядочены таким образом, что каждому элементу соответствует номер (индекс), определяющий его местонахождение в общей последовательности.

Формат записи массива через раздел описания типов имеет вид:

Type <имя типа>= array [тип индекса] of <тип компонента>;

Var <идентификатор,…>: <имя типа>;

Формат записи массива через раздел описания переменных:

Var <идентификатор,…>: array [тип индекса] of <тип компонента>;

Массивы различают по количеству индексов: одномерные (1 индекс), двумерные и N-мерные (N индексов).

Пример: Type Vector = array [1..25] of real; {одномерный массив}

Matrix = array [1..20, 1..30] of byte; {двумерный массив}

Обращение к отдельному элементу массива производится при помощи указания имени всего массива и в квадратных скобках - индекса конкретного элемента. Например:

R[10] - элемент массива R с индексом 10.

Фундаментальное отличие компонента массива от простой переменной состоит в том, что для элемента массива в квадратных скобках может стоять не только непосредственное значение индекса, но и выражение, приводящее к значению индексного типа. Таким образом реализуется косвенная адресация:

BB[15] - прямая адресация;

BB[K] - косвенная адресация через переменную K, значение которой будет использовано в качестве индекса элемента массива BB.

Теперь рассмотрим несколько способов заполнения массивов и вывода их содержимого на экран. В основном мы будем пользоваться числовыми типами компонент, но приведенные примеры будут справедливы и для других типов (если они допускают указанные действия).

Program M1;
Var
A: Array [1..20] Of Integer;
Begin

A[1]:=7; {Заполняем массив значениями (отдельно каждый компонент)}
A[2]:=32;
A[3]:=-70;
.............. {Трудоемкая задача?}
A[20]:=56;
Writeln(A[1],A[2],A[3],?,A[20])

End.

Как бы ни был примитивен приведенный пример, он все же иллюстрирует возможность непосредственного обращения к каждому элементу массива отдельно. Правда, никакого преимущества массива перед несколькими простыми переменными здесь не видно. Поэтому - другой способ:

Program M2;
Var

A: Array [1..20] Of Integer;
I: Integer;

Begin

For I:=1 To 20 Do {Организуем цикл с параметром I по всем возможным}
Readln(A[I]); {значениям индексов и вводим A[I] с клавиатуры }
For I:=20 Downto 1 Do {Распечатываем массив в обратном порядке}
Write(A[I],'VVV')

End.

Эта программа вводит с клавиатуры 20 целых чисел, а затем распечатывает их в обратном порядке. Теперь попробуйте написать такую же программу, но без использования структуры массива. Во сколько раз она станет длиннее? Кстати, введение язык Паскаль цикла с параметром было обусловлено во многом необходимостью обработки информационных последовательностей, т. е. массивов.

Следующая программа заполняет массив значениям квадратов индексов элементов:

Program M3;
Const
N=50; {Константа N будет содержать количество элементов массива}
Var

A: Array [1..N] Of Integer;
I: Integer;

Begin

For I:=1 To N Do
A[I]:=I*I
For I:=1 To N Do
Write(A[I],'VVV')

End.

В дальнейшем для учебных целей мы будем использовать массивы, заданные с помощью генератора случайных чисел. В языке Паскаль случайные числа формирует функция Random. Числа получаются дробными, равномерно расположенными в интервале от 0 до 1. Выражение, дающее целое случайное число в интервале [-50,50] будет выглядеть так:

Trunc(Random*101)-50

Зададим и распечатаем случайный массив из сорока целых чисел:

Program M4;
Const
N=40; {Константа N будет содержать количество элементов массива}
Var

A: Array [1..N] Of Integer;
I: Integer;

Begin

For I:=1 To N Do
Begin

A[I]:= Trunc(Random*101)-50
Write(A[I],'VVV')

End

End.

Пример: Даны два массива целых чисел. Вычислить произведение максимального элемента первого массива на минимальный элемент второго массива. Удалить максимальный элемент из первого массива и добавить его во второй массив после минимального.

program mass;

type massiv= array [1..40] of integer;

var a, b: massiv;

i, n, k, p, j, min, Imin, max, Imax: integer;

begin

{ввод массива с клавиатуры}

write('Введите размерность массива А n=');

readln(n);

writeln('Введите элементы массива А');

for i:=1 to n do begin

write('a[',i,']=');

readln(a[i]);

end;

{ввод массива случайным образом}

write('Введите размерность массива В k=');

readln(k);

randomize; {подключение генератора случайный чисел}

for i:=1 to k do

b[i]:=random(16); {заполнение массива случайными числами от 0 до 15}

{Вывод массива на экран}

Writeln('Массив В');

for i:=1 to k do write(b[i],' ');

writeln; {пустой оператор вывода}

{Поиск максимального элемента}

max:=a[1];

Imax:=1;

for i:=2 to n do

if a[i]>max then begin

max:=a[i]; {максимальный элемент}

Imax:=i; {индекс максимального элемента}

end;

{Поиск минимального элемента}

min:=b[1];

Imin:=1;

for i:=2 to n do

if b[i]<min then begin

min:=b[i]; {минимальный элемент}

Imin:=i; {индекс минимального элемента}

end;

{вычисление произведения и его вывод на экран}

p:=min*max;

writeln('Произведение max и min равно ',p);

{Удаление элемента из массива с позиции Imax}

for i:=Imax to n-1 do

a[i]:=a[i+1];

n:=n-1; {Уменьшение количества элементов массива на 1}

{Вставка элемента в массив после элемента равного min}

i:=1;

while i<k do

begin

if b[i]=min then begin

for j:=k+1 downto i+1 do b[j]:=b[j-1]; {смещение элементов на один вправо, начиная с последнего}

k:=k+1; {Увеличение количества элементов на один}

b[i+1]:=max; {Вставка элемента на позицию i+1}

end;

i:=i+1; {Увеличение счетчика итераций}

end;

{Вывод массивов А и В на экран в строку}

writeln(‘Массив А: ‘);

for i:=1 to n do write(a[i],' ');

writeln;

writeln(‘Массив В: ‘);

for i:=1 to k do write(b[i],' ');

end.

Представьте себе таблицу, состоящую из нескольких строк. Каждая строка состоит из нескольких ячеек. Тогда для точного определения положения ячейки нам потребуется знать не одно число (как в случае таблицы линейной), а два: номер строки и номер столбца. Структура данных в языке Паскаль для хранения такой таблицы называется двумерным массивом. Описать такой массив можно двумя способами:
I.
Var
A: Array [1..20] Of Array [1..30] Of Integer;
II.
Var
A: Array [1..20,1..30] Of Integer;

В обоих случаях описан двумерный массив, соответствующий таблице, состоящей из 20 строк и 30 столбцов. Приведенные описания совершенно равноправны.

Отдельный элемент двумерного массива адресуется, естественно, двумя индексами. Например, ячейка, находящаяся в 5-й строке и 6-м столбце будет называться A[5][6] или A[5,6].

Для иллюстрации способов работы с двумерными массивами решим задачу: "Задать и распечатать массив 10X10, состоящий из целых случайных чисел в интервале [1,100]. Найти сумму элементов, лежащих выше главной диагонали."

При отсчете, начиная с левого верхнего угла таблицы, главной будем считать диагональ из левого верхнего угла таблицы в правый нижний. При этом получается, что элементы, лежащие на главной диагонали будут иметь одинаковые индексы, а для элементов выше главной диагонали номер столбца будет всегда превышать номер строки. Договоримся также сначала указывать номер строки, а затем - номер столбца.

Program M5;
Var

A: Array[1..10,1..10] Of Integer;
I, K: Byte;
S: Integer;

Begin

S:=0;
For I:=1 To 10 Do
Begin
For K:=1 To 10 Do
Begin

A[I,K]:=Trunc(Random*100)+1;
Write(A[I,K]:6);
If K>I Then S:=S+A[I,K]

End;
Writeln
End;
Writeln('Сумма элементов выше гл. диагонали равнаV',S)

End.

Если модель данных в какой-либо задаче не может свестись к линейной или плоской таблице, то могут использоваться массивы произвольной размерности. N-мерный массив характеризуется N индексами. Формат описания такого типа данных:
Type

<Имя типа>=Array[<диапазон индекса1>,<диапазон индекса2>,...
<диапазон индекса N>] Of <тип компонент>;

Отдельный элемент именуется так:
<Имя массива>[<Индекс 1>,<Индекс 2>,...,<Индекс N>]

Записи

Запись представляет собой наиболее общий и гибкий структурированный тип данных, так как она может быть организована из не однотипных компонентов и в ней явным образом выражена связь между элементами данных, характеризующими реальный объект. Широко используется при программировании информационно-поисковых систем.

Формат записи:

Type <имя_типа>= record

<имя_поля1>: тип;

<имя_поля2>: тип;

…………………;

<имя_поляN>: тип

end;

Элементы записи называются полями, а обращение к ним производится через использование их имен – идентификаторов полей. Отличие от обычной переменной записи в том, что имена полей должны предваряться ссылкой на идентификатор записи и отделяться от него точкой. Такая запись называется уточняющий идентификатор: <имя_записи>.<имя_поля>

Пример: Описание личных данных учащегося.

Type svedenia= record

f: string[40];

dat_r: string[8];

pol: char;

klass: string[4]

end;

Задача. Пусть нам необходимо иметь сведения обо всех учащихся нашего плавания. А затем из общего списка вывести фамилии учеников, которые учатся в 9 классе.

Для этого целесообразно организовать массив записей, потом отобрать только тех, у которых в поле klass есть цифра 9.

program anketa;

type svedenia= record

f: string[40];

dat_r: string[8];

pol: char;

klass: string[4]

end;

var ychen: array [1..100] of svedenia;

i, j: integer;

begin

{Последовательно вводим каждую запись}

for i:=1 to 100 do begin

writeln(‘введите сведения о’, i, ‘-м ученике’);

write (‘введите фамилию и имя ’);

readln (ychen [i].f);

write(‘введите дату рождения’);

readln (ychen [i].dat_r);

write(‘введите класс’);

readln(ychen[i].klass);

end;

writeln(‘ввод закончен’);

writeln;

{Просматриваем массив записей и выбираем только учеников 9-го класса}

for i:=1 to 100 do begin

for j:=1 to Length(ychen [i]. klass) do

if ychen [i]. klass[j]=9 then

writeln(‘фамилия ученика: ’, ychen[i].fio);

end.