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

Пусть даны целые числа A и B. Найти их сумму.

Назовем программу нахождения суммы как Summa. Тогда часть кода, отвечающая за название программы, будет иметь вид:

Обозначим сумму чисел A и B через S. Поскольку числа целые, то и сумма будет целым числом. Таким образом, в описании чисел A, B, S будем использовать переменную целого типа integer. Но как описать эти числа в разделе описаний – как константы (const) или как переменные (var)? Все зависит от условия задачи. Мы можем числа A и B записать и как константы, и как переменные. Но в любом случае сумма S будет переменного типа, поскольку нам неизвестно её значение.

Итак, пусть дано значение чисел A и B, равное, например, 23 и 76 соответственно. Поскольку мы знаем значения наперед, то A и B будут типа const, а S опишем как var. Учитывая, что описание констант идет перед описанием переменных, раздел описаний в этом случае будет следующим:

Таким образом, тело программы будет состоять из вычисления суммы S и вывода её на экран. В паскале, чтобы вычислить сумму А и В, нельзя просто записать S = A + B; такая запись возможна, если надо проверить, не равно ли число S сумме A + B. А чтобы в переменную S записать значение суммы А + В, надо значение этой суммы «присвоить» переменной S, т.е. сумму А + В записать в то место памяти компьютера, которое выделено для переменной S. Это как бы «впихивание» значения одного числа в значение другого. Записывается присваивание так:

S := A + B;

Для вывода результата используется оператор вывода write с комментарием на экране

Объединяя наши 1)заголовок программы, 2)раздел описаний и 3)тело программы, получим небольшой код, который можно скопировать в PascalABC.Net или в другую версию Pascal:

После выполнения этой программы на экране мы увидим:

Решение верное.

Желание упростить и ускорить всевозможные расчеты присуще человеку с древних времен. Создавая различные приспособления для счета, человек прошел долгий путь. Сегодняшний компьютер способен выполнять сотни миллионов операций в секунду. Для решения вычислительных задач требуется сначала составить алгоритм их решения, а затем записать его в виде программы, используя какой-либо язык программирования.

Глава 2. Основы программирования на языке Pascal

2.1. Процедуры и функции в языке Pascal

Процедуры и функции в языке Pascal являются подпрограммами. Подпрограмма – это именованная часть программы, представляющая собой некоторое собрание операторов, структурированных аналогично основной программе. Подпрограммы не необходимы, но их наличие заметно облегчает работу программиста и увеличивает «ценность» кода^[13].

Описываются подпрограммы между разделом описания переменных и началом тела основной программы. Так выглядит структура всей программы в Pascal^[14]:

Program <имя программы>; { Заголовок программы }
Uses <имя 1, имя 2, … >; { Раздел описания модулей }
Label <метка 1, метка 2,…>; { Раздел описания меток }
Const <имя 1, имя 2,…>; { Раздел описания констант }
Type { Раздел описания типов }
<имя типа 1> = <определение типа 1>;
<имя типа 2> = <определение типа 2>;
…
Var <имя 1, имя 2,…>: <тип>; { Раздел описания переменных }
Procedure; {Раздел описания процедур}
Function; {Раздел описания функций}
Begin { Тело программы }
<операторы>
End.

Как уже было сказано ранее, подпрограммы в Pascal представлены в лице функций и процедур, которые могут быть встроенными и пользовательскими. Первые, как правило, изначально присутствуют в системе, а вторые создаются программистом. Нас интересуют в первую очередь пользовательские подпрограммы, работа со встроенными вызывает меньше хлопот.

После описания, подпрограммой можно пользоваться посредством ее имени. При этом управление из места вызова передается соответствующей подпрограмме.

Для передачи данных, после объявления имени подпрограммы, в круглых скобках необходимо указать параметры, которые в свою очередь можно разделить на передаваемые и возвращаемые. Передаваемые параметры – это переменные, которые подпрограмма получает из главной части программы, а возвращаемые – отдает (возвращает) ей^[15].

Также различают формальные и фактические параметры. Те, что используются при вызове процедуры или функции называются фактическими, а формальные описываются в заголовке подпрограммы, и принимают значения фактических параметров. Формальные параметры должны совпадать типом и количеством с фактическими^[16].

Чтобы стало понятно, где находятся те или иные части подпрограмм, рассмотрим общую форму записи процедур и функций:

Процедура:

Procedure <имя процедуры>(<формальные параметры>: <тип данных>);
Var
<локальные переменные>
Begin
. . .
End;

Вызов процедуры:
<имя процедуры>(<фактические параметры>);

Функция:

Function <имя функции>(<формальные параметры>: <тип данных>): <тип функции>;
Var
<локальные переменные>
Begin
. . .
<имя функции>:=<выражение>;
End;

Вызов функции:
<имя переменной>:=<имя функции>(<фактические параметры>);

В Pascal, также как и во многих других языках программирования, переменные по отношению к программе делятся на локальные и глобальные. Те, которые объявляются в основной части, называются глобальными, а в процедуре или функции – локальными. Локальные переменные в отличие от глобальных могут использоваться лишь внутри подпрограммы, к которой они принадлежат^[17].

Теперь более детально рассмотрим в отдельности каждый вид подпрограмм.

Пользовательские процедуры. Процедура – это независимая совокупность операторов, выполняющих заданную последовательность действий, и определенных отдельно от основной части программы. Она начинается со служебного слова Procedure, после которого идет имя и заголовок процедуры. Остальная часть аналогична основной программе.

Напишем пример программы, показывающей принцип работы простой процедуры.

Программа выводит сумму целых чисел заданного диапазона. Имя процедуры прописано после служебного слова, определяющего, что создана именно процедура. Далее идет заголовок, где первые две переменные – это формальные параметры, в которые передается значение от фактических k и n. Переменная rez возвращает результат и называется параметром-переменной (определяются после слова Var), а k и n – параметрами-значений. Локальная переменная – i, она описана сразу после заголовка процедуры. Вызывая, в основной части программы процедуру sum, в качестве передаваемых параметров мы указали три целочисленных переменных. Заметьте, что их количество соответствует числу формальных параметров. Порядок также важен, т. е. в переменную pk передается значение переменной k, в pn значение n и т. д^[18].

В вышеизложенном примере было бы вполне уместным не использовать параметр-переменную rez, а определить ее локально. В этом состоит различие между процедурами и функциями в Pascal.

Пользовательские функции. В отличие от процедур, функции могут быть задействованы в основной программе, лишь в каком либо выражении. Также для обращения к функции необходимо знать тип данных результата, возвращаемого ей^[19].

Описание функций начинается со служебного слова function, вслед за которым идет ее заголовок, а дальше те же блоки, что и у процедуры.

Function <имя функции>(<формальные параметры>: <тип данных>): <тип функции>;
Var
<локальные переменные>
Begin
. . .
<имя функции>:=<выражение>;
End;

В вызываемую часть результат работы функции должен быть возвращен посредством имени последней. Это предусматривает хотя бы одно присвоение ей значения.

Допустим необходимо вычислить наибольший общий делитель двух целых чисел. Результатом решения данной задачи будет одно число, поэтому мы воспользуемся именно функцией.

В конце описания функции, ее имени присваивается значение, которое впоследствии примет переменная nod. Как видите, в функцию из основной части передаются только два фактических параметра (m и n), что соответствует количеству формальных параметров. И если в заголовке процедуры после слова Var можно указать переменные, также относящиеся к числу формальных параметров, то в функции эта обязанность лежит на ее имени, принимающем после своей работы какое-то значение.

2.2. Работа с циклами в Pascal

Иногда в программах, написанных на Паскале, приходится многократно выполнять одно и то же действие. Процесс, в ходе которого производится множество раз одно и то же действие, именуется циклом. Цикл называют арифметическим, если наблюдателю (пользователю) заранее известно количество повторений. Ниже представим синтаксис арифметического цикла:

Оператор for в приведенном примере вызывает оператор, который находится после do, по одному разу для каждого из значений в промежутке от значения1 до значения2.

Начальное значение, конечное значение и переменная цикла должны быть порядкового типа. При использовании слова to происходит увеличение значения переменной цикла на 1 при каждой следующей итерации цикла. Если применить слово downto, то произойдет уменьшение значения переменной цикла на 1 при каждой следующей итерации цикла.

Цикл называется итерационным, если заранее неизвестно количество необходимых действий. Итерационные циклы позволяют проверить некоторое условие. В зависимости от того, каков результат выполненной проверки, либо осуществляется выход из цикла, либо повторяется выполнение тела цикла.

Существует два типа итерационных цикла:

• цикл с предусловием ( while … do … ), если проверка происходит непосредственно перед выполнением некоторого блока операторов,
• цикл с постусловием ( repeat … until … ), если проверка происходит после выполнения некоторого блока операторов.

Рассмотрим каждый из этих циклов.

Цикл с предусловием Pascal.

Итак, циклы с предусловием имеют синтаксис:

 while <выражение>  do <оператор>

Оператор после ключевого слова do выполняется, пока логическое выражение (под ним понимается условие возобновления цикла) принимает значение true (истина).

Истинность этого логического будет проверяться всякий раз перед тем, как в очередной раз произойдет повторение оператора цикла. И когда логическое выражение примет значение false (ложь), то сразу производится переход к следующему за while оператору.

Оценка выражения осуществляется до выполнения оператора, т.е., если изначально это выражение принимало значениеfalsе, то оператор ни разу не выполнится. Как и в случае арифметического оператора, необходимо учитывать возможность использования только одного оператора после слова do.

Для выполнения группы операторов, используйте составной оператор. Простенький пример:

epsilon:=0.000001; while n > epsilon do n:=n/2;

Итерационный цикл с постусловием имеет формат:

Судя по синтаксису между словами repeat и until операторы многократно повторяются, пока логическое выражение принимает значение false. Когда логическое выражение примет значение true — всё, выход из цикла. Поскольку выражение проверяется после выполнения операторов, то хотя бы один раз выполнятся операторы. Для визуального восприятия короткий пример:

Еще одни очень важные операторы — это операторы завершения цикла. Выход из цикла для всех операторов, как правило, производится по окончании оператора цикла.  Но для этих целей можно использовать оператор выхода и оператор перехода. В Турбо Паскаль (версия 7.0) имеются следующие встроенные процедуры:

break      —  осуществляет безусловный выход из цикла,

continue  —  производит переход к началу новой итерации в цикле.

Мы знаем, что оператор безусловного перехода goto обеспечивает выход из цикла, но использовать его в этих целях не рекомендуется, поскольку для этого специально предназначены процедуры continue и break.