Файл: Основы программирования на языке Pascal (Основы языка Паскаль).pdf

2.1 Типы данных

Данные, с которыми работает программа, хранятся в оперативной памяти. Естественно, что необходимо точно знать, сколько места они занимают, как именно закодированы и какие действия с ними можно выполнять. Все это задается при описании данных с помощью типа. Тип данных однозначно определяет: внутреннее представление данных, а, следовательно, и диапазон их возможных значений; допустимые действия над данными (операции и функции).

Например, целые и вещественные числа, даже если они занимают одинаковый объем памяти, имеют совершенно разный диапазон возможных значений; целые числа можно умножать друг на друга, а, к примеру, символы - нельзя. Каждое выражение в программе имеет определенный тип:

Стандартные типы:

логические

целые

вещественные

символьный

строковый

адресный

файловые

Типы, определяемые программистом:

Простые:

перечисляемый

интервальный

адресные

Составные:

массивы

строки

записи

множества

файлы

процедурные типы

объекты

Стандартные типы не требуют предварительного определения. Для каждого типа существует ключевое слово, которое используется при описании переменных, констант и т. д. Если же программист определяет собственный тип данных, он описывает его характеристики и сам дает ему имя, которое затем применяется точно так же, как имена стандартных типов.

Логические типы. Основной логический тип данных Паскаля называется boolean. Величины этого типа занимают в памяти 1 байт и могут принимать всего два значения: true (истина) или false (ложь). Внутреннее представление значения false - 0 (нуль), значения true - 1.

К величинам логического типа применяются логические операции and, or, xor и not. Они описаны ниже. Для наглядности вместо значения false используется 0, а вместо true - 1.

Таблица 1

Операция and - "логическое ‘И’", логическое умножение. Операция or - "логическое ‘ИЛИ’", логическое сложение. Операция xor - так называемое исключающее ‘ИЛИ’, или операция неравнозначности. Логическое отрицание not является унарной операцией. Кроме этого, величины логического типа можно сравнивать между собой с помощью операций отношения, перечисленных в таблице:

Таблица 2

Результат этих операций имеет логический тип.

Целые типы. Целые числа представляются в компьютере в двоичной системе счисления. В Паскале определено несколько целых типов данных, отличающихся длиной и наличием знака:

Таблица 3

Операции. С целыми величинами можно выполнять арифметические операции, перечисленные ниже. Результат их выполнения всегда целый (при делении дробная часть отбрасывается).

Таблица 4

Кроме этого, к целым величинам можно применять поразрядные операции and, or, xor и not. При выполнении этих операций каждая величина представляется как совокупность двоичных разрядов. Действие выполняется над каждой парой соответствующих разрядов операндов. Например, результатом операции 3 and 2 будет 2, поскольку двоичное представление числа 3 - 11, числа 2 - 10. Для работы с целыми величинами предназначены также и операции сдвига влево shl и вправо shr. Слева от знака операции указывается, с какой величиной будет выполняться операция, а справа - на какое число двоичных разрядов требуется сдвинуть величину. Например, результатом операции 12 shr 2 будет значение 3, поскольку двоичное представление числа 12 - 1100.

Вещественные типы. Вещественные типы данных хранятся в памяти компьютера иначе, чем целые. Внутреннее представление вещественного числа состоит из двух частей - мантиссы и порядка, и каждая часть имеет знак. Например, число 0,087 представляется в виде 0,87*10-1, и в памяти хранится мантисса 87 и порядок -1 (для наглядности мы пренебрегли тем, что данные на самом деле представляются в двоичной системе счисления и несколько сложнее). Существует несколько вещественных типов, различающихся точностью и диапазоном представления данных. Точность числа определяется длиной мантиссы, а диапазон - длиной порядка.

Таблица 5

Операции. С вещественными величинами также можно выполнять арифметические операции. Результат их выполнения - вещественный. В общем случае при выполнении любой операции операнды должны быть одного и того же типа, но целые и вещественные величины смешивать разрешается.

Стандартные функции. К вещественным величинам можно применять стандартные функции, перечисленные ниже:

Таблица 6

Символьный тип. Этот тип данных, обозначаемый ключевым словом char, служит для представления любого символа из набора допустимых символов. Под каждый символ отводится 1 байт. К символам можно применять операции отношения (<, <=, >,>=, =, <>), при этом сравниваются коды символов. Меньшим окажется символ, код которого меньше. Стандартных функций для работы с символами тоже немного:

Таблица 7

Порядковые типы. В группу порядковых типов объединены целые, символьный, логический, перечисляемый и интервальный типы. Сделано это потому, что они обладают следующими общими чертами:

все возможные значения порядкового типа представляют собой ограниченное упорядоченное множество;

к любому порядковому типу может быть применена стандартная функция Ord, которая в качестве результата возвращает порядковый номер конкретного значения в данном типе;

к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функции Pred и Succ, которые возвращают предыдущее и последующее значения соответственно;

к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функции Low и High, которые возвращают наименьшее и наибольшее значения величин данного типа [6].

2.2 Константы

Константой называют величину, значение которой не меняется в процессе выполнения программы.

Числовые константы служат для записи чисел. Различают следующие их виды:

Целочисленные (целые) константы: записываются со знаком + или -, или без знака, по обычным арифметическим правилам:

-10 +5 5

Вещественные числа могут записываться в одной из двух форм:

обычная запись: 2.5 -3.14 2. - обратите внимание, что целая часть отделяется от дробной символом точки;

экспоненциальная ("научная") форма: в этой записи вещественное число представляется в виде m*10^p, где m – мантисса или основание числа, 0.1≤|m|≤1, p – порядок числа, это целочисленная константа. Действительно, любое вещественное число можно представить в экспоненциальной форме:

-153.5 -0.1535*10³

99.005 0.99005*10²

Во всех IBM-совместимых компьютерах вещественные числа хранятся как совокупность мантиссы и порядка, что позволяет упростить операции над ними, используя специальную арифметику, отдельно обрабатывающую мантиссу и порядок. Для программной записи числа в экспоненциальной форме вместо "умножить на 10 в степени" используется обозначение E или e (латинская):

-153.5 -0.1535*10³ -0.1535E3 или -1.535E02

99.005 0.99005*10² 0.99005E+2 или 9.9005e+01

Без принятия специальных мер, программа на Паскале будет выводить на экран и принтер вещественные числа именно в такой форме. Кроме того, такая форма удобна для записи очень маленьких и очень больших чисел:

10³⁰ 1e30

-10²⁰ -1E20

10^-30 1E-30

Поскольку размер памяти, отводимой под мантиссу и порядок, ограничен, то вещественные числа всегда представляются в памяти компьютера с некоторой погрешностью. Например, простейшая вещественная дробь 2/3 дает в десятичном представлении 0,666666... и, независимо от размера памяти, выделяемой для хранения числа, невозможно хранить все его знаки в дробной части. Одной из типичных проблем программирования является учет возможных погрешностей при работе с вещественными числами.

Кроме числовых констант существуют и другие их виды:

логические константы служат для проверки истинности или ложности некоторых условий в программе и могут принимать только одно из двух значений: служебное слово true обозначает истину, а false – ложь;

символьные константы могут принимать значение любого печатаемого символа и записываются как символ, заключенный в апострофы ('одинарные кавычки'):

'Y' 'я' ' '

В последнем случае значение символьной константы равно символу пробела. Если требуется записать сам символ апострофа как символьную константу, внутри внешних апострофов он удваивается: ''''

К символьным также относятся константы вида #X, где X – числовое значение от 0 до 255 включительно, представляющее собой десятичный ASCII-код символа. Таблицы ASCII-кодов, используемых операционными системами DOS и Windows, приведены в Приложении 1. Например, значение #65 будет соответствовать коду символа 'A' латинской. Обработка нажатий клавиш и расширенные коды клавиатуры описаны в главе 24 и Приложении 5.

Строковые константы – это любые последовательности символов, заключенных в апострофы. Как правило, строковые константы служат для записи приглашений к вводу данных, выдаваемых программой, вывода диагностических сообщений и т.п.:

'Введите значение X:'

'Ответ='

Если в строковой константе необходимо записать сам символ апострофа, это делается так же, как для символьных констант.

Именованные константы описываются в разделе описаний программы оператором следующего вида:

const Имя1=Значение1;

Имя2=Значение2;

. . .

ИмяN=ЗначениеN;