Структурированные типы данных в паскале реферат
Обновлено: 30.06.2024
Любые данные, т.е. константы, переменные, значения функций или выражения, в Турбо Паскале характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, которые может тот или иной объект, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Кроме того, тип определяет формат внутреннего представления данных в памяти ПК.
Турбо Паскаль характеризуется разветвлённой структурой типов данных.
В Турбо Паскале предусмотрен механизм создания новых типов данных, благодаря чему общее количество типов, используемых в программе, может быть сколько угодно большим.
К простым типам относятся порядковые и вещественные типы.
Порядковые типы отличаются тем, что каждый из них имеет конечное число возможных значений. Эти значения можно определённым образом упорядочить (отсюда – название типов) и, следовательно, с каждым из них можно сопоставить некоторое целое число – порядковый номер значения.
Вещественные типы тоже имеют конечное число значений, которое определяется форматом внутреннего представления вещественного числа. Однако количество возможных значений вещественных типов настолько велико, что сопоставить с каждым из них целое число (его номер) не представляется возможным.
ПОРЯДКОВЫЕ ТИПЫ
К порядковым типам относятся целые, логический, символьный, перечисляемый и тип-диапазон.
Целые типы. Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два или четыре байта
Длина,
-2 147 483 648…+2 147 483 647
При дейстйствии с целыми чмслами тип результата будет соответствовать типу операндов, ф если операнды относятся к различным целым типам,- типу того операнда, который имеет максимальную мощность (максимальный диапазон значений). Возможное переполнение никак не контролируется, что может привести к недорозумениям.
Логический тип
. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант FALSE (ложь) или TRUE (истина).
Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе счётного типа.
Символьный тип. CHAR – занимает 1 байт. Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу присваивается целое число в диапозоне 0…255. Это число служит кодом внутреннего представления символа.
Символы с кодами 0…31 относятся к слжебным кодам. Если эти коды использовать в символьном тексте программы, они считаются пробелами.
Перечисляемый тип. Перечисляемый тип задаётся перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и рапологается в списке, обрамлённом круглыми скобками, напримерЖ
Colors = (red, white, blue);
Применение перечисляемых типов делает программы нагляднее.
Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение списке получает порядковый номер 0, второе – 1 и т.д. максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений, поэтому фактически перечисляемый тип задаёт некоторое подмножество целого типа WORD и может рассматриваться как компактное объявление сразу группы целочисленных констант со значениями 0,1 и т.д.
Использование перечисляемых типов повышает надёжность программы, благодаря возможности контроля тех значений, которые получают соответствующие переменные.
Тип-диапазон. Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона.
Тип-диапазон задаётся границами своих значений внутри базового типа:
Здесь — минимальное значение типа-диапазона.
— максимальное его значение.
При определении типа-диапазона нужно руководствоваться следующими правилами:
2. левая граница диапазона не должна превышать его правую границу.
Тип-диапазон наследует все свойства базового итпа, но с ограничениями, связанными с его меньшей мощностью.
ВЕЩЕСТВЕННЫЕ ТИПЫ
В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляется в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа.
Количество значащих цифр
Диапазон десятичного порядка
Любой из структурированных типов характеризуется множественностью образующих этот тип элементов, т.е. переменная или сонстанта структурированного типа всегда имеет несколько компонентов. Каждый компонент, в свою очередь, может принадлежать структурированному типу, что позволяет говорить о возможной вложености типов. В Турбо Паскале допускается произвольная глубина вложености типов, однако суммарная длина любого из них во внутреннем представлении не должна превышать 65520 байт.
Массиывы в Турбо Паскале во многом схожи с аналогичными типами данных в других языках програмирования. Отличительная особенность массивов заключается в том, что все их компоненты суть данные одного типа (возможно структурированного). Эти компоненты можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием порядкового номера.
Описание массива задаётся следующим образом:
Здесь — правильный индификатор;
Array, of – зарезирвированые слова (массив, из);
— список из одного или нескольких индексных типов, разделённых запятыми; квадратные скобки, обрамляющие список, — требование синтаксиса;
— любой тип Турбо Паскаля.
В качестве индексных типов в Турбо Паскале можно использовать любые порядковые типы, кроме LongInt и типов-диапазонов с базовым типом LongInt.
Глубина вложенности структурированных типов вообще, а следовательно, и массивов – произвольная, поэтому количество элементов в списке индексов типов (размерность массива) не ограничено, однако суммарная длина внутреннего представления любого массива не может быть больше 65520 байт.
Запись – это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонентов, называемыхполями записи. В отличие от массива, компоненты (поля) записи могут быть различного типа. Чтобы можно было ссылаться на тот или иной компонент записи, поля именуются.
Структура объявления типа записи такова:
Здесь — правильный индификатор;
RECORD, END – зарезервированые слова (запись, конец);
— список полей; представляет собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запятой.
Множества – это набор однотипных логическх связанных друг с другом объектов. Характер связей между объектами лишь подразумевается програмистом и никак не контролируется Турбо Паскалем.количество элементов, входящих в множество, может менятся в пределах от 0до 256 (множество, не содержащее элементов, называется пустым).именно непостоянством количества своих элементов множества отличаются от массивов и записей.
Два множества считаются эквивалентными тогда и только тогда, когда все их элементы одинаковы, причём порядок следования элементов множества безразличен. Если все элементы одного множества входят также и в другое, говорят о включении первого множества во второе.
Описание типа множества имеет вид:
Здесь — правильный индификатор;
SET, OF – зарезирвированные слова (множество, из);
— базовый тип элементов множества, в качестве которого может использоваться любой порядковый тип, кроме WORD, INTEGER и LONGINT.
Для задания множества используется так называемый конструктор множества: список спецификаций элементов множества, отделяемых друг от друга запятыми; список обрамляется квадратными скобками. Спецификациями элементов могут быть константы или выражения базового типа, а также – тип-диапазон того же базового типа.
Тип STRING (строка) в Турбо Паскале широко используется для обработки текстов. Он во многом похож на одномерный массив символов ARRAY [0..N] OF CHAR, однако, в отличие от последнего, количество символов в строке – переменной может менятся от 0 до N, где N – максималльное количество символов в строке. Значение N определяется объявлением типа STRING[N] N и может быть любой константой порядкового типа, но ен больше 255. Турбо Паскаль разрешает не указывать N, в том случае длина строки принимается максимально возможной, а именно N=255.
Строка в Турбо Паскале трактуется как цепочка символов. К любому символу в строке можно обратиться точно так же, как к элементу одномерного массива ARRAY [0..N] OF CHAR.
Под файлом понимается либо именованная область внешней памяти ПК, либо логическое устройство – потенциальный источник или приёмник информации.
Файловый тип или переменную файлового типа можно задать одним из трёх способов:
Здесь — имя файлового типа (правильный индификатор);
FILE, OF – зарезервированные слова (файл, из);
TEXT – имя стандартного типа текстовых файлов;
— любой тип Турбо Паскаля, кроме файлов.
В зависимости от способа объявления можно выделить три вида файлов:
· типизированные файлы (задаются предложением FILE OF…);
· текстовые файлы (определяются типом TEXT);
· нетипизированные файлы (определяются типом FILE).
Процедурные типы — это нововедение фирмы Borland (в стандартном Паскале таких типов нет). Основное назначение этих типов —дать програмисту гибкие средства передачи функций и процедур в качестве фактических параметров обращения к другим процедурам и функциям.
Для объявления процедурного типа используется заголовок процедуры (функции), в котором опускается её имя, наприме:
Proc1 = procedure(var X, Y: Integer);
StrProc = procedure(S: String);
MathFunc = function(X: Real): Real:
DeviceFunc = function(var F: Text): Integer;
MaxFunc = function(A, B: Real; F: MathFunc): Real;
Как видно из приведённых примеров существует два вида процедурных типов: тип-роцедура и тип-функция.
В программе могут быть объявлены переменные процедурных типов, например, так:
Ap: array [1..N] of Proc1
Переменным процедурных типов допускается присваивать в качестве значений имена соответствующих подпрограмм. После такого присваивания имя переменной становится синонимом имени подпрограммы.
Тип объект — это структура, состоящая из фиксированного числа компонент. Каждая компонента — это или поле, которое содержит данные определенного типа, или метод, который производит операции над объектом. Аналогично объявлению переменных, объявление поля, указывает тип данных поля и идентификатор имени этого поля; и аналогично объявлению процедуры или функции объявление метода указывает заголовок процедуры, функции, констрактора или дестрактора.
Тип объект может наследовать компоненты от другого типа объекта.
Сфера действия типа объекта состоит из него самого и всех его порожденных типов.
В отличие от других типов, тип объект может быть объявлен в части объявления типов в самой внешней части программы или модуля.
Так, тип объекта не может быть объявлен в части объявления переменных или внутри процедуры, функции или метода.
Тип указатель (ссылочный тип) определяет множество значений, которые указывают на динамические переменные определенного типа, называемого базовым типом. Переменная с типом указатель содержит адрес динамической переменной в памяти.
Если базовый тип является еще не описанным идентификатором, то он должен быть описан в той же самой части описания типов, что и тип указатель.
Переменной-указателю можно присвоить значение с помощью процедуры New, операции @ или функции Ptr. Процедура New отводит новую область памяти в динамически распределяемой области для динамических переменных и сохраняет адрес этой области в переменной указателя. Операция @ ориентирует переменную указателя на область памяти, содержащую существующую переменную, включая и те переменные, которые имеют идентификаторы. Функция Ptr ориентирует переменную указателя на определенный адрес в памяти.
Зарезервированное слово nil обозначает константу со значением указателя, которая ни на что не указывает.
Встроенный указатель типа обозначает нетипизованный указатель, то есть указатель, который не указывает ни на какой определенный тип. Переменные типа Pointer могут быть разыменованы; указание символа ^ после такой переменной вызывает появление ошибки. Как и значение, обозначаемое словом nil, значения типа Pointer совместимы со всеми другими типами указателей.
В Турбо Паскале допускается использование типизированных констант. Они задаются в разделе объявления констант следующим образом:
Здесь — индификатор константы;
Типизированным константам можно присваивать другие значения в ходе выполнения программы, поэтому фактически они представляют собой переменные с начальными значениями. Типизированная константа приобретает указанное в её объявлении значение, т.е. инициируется, лишь один раз: к моменту начала работы программы. При повторном входе в блок (роцедуру или функцию), в котором она объявлена, инициация типизированной константы не производится и она сохраняет то значение, которое имела к моменту выхода из блока.
Типизированные константы могут быть любого типа, кроме файлов. Нельзя также объявить типизированную константу – запись, если хотя бы одно из её полей является полем файлового типа.
Поскольку типизированная константа фактически не отличается от переменной, её нельзя использовать в качестве значения при объявлении других констант или границ типа-диапазона.
КОНСТАНТЫ ПРОСТЫХ ТИПОВ И ТИПА STRING
Объявление таких констант обычно не вызывает трудностей, так как в качестве их значения испоьзуется нетипизированные константы или их индификаторы.
В качестве начального значения типизтрованной константы-массива используются список констант, отделённых друг от друга запятыми; список заключается в круглые собки.
При объявлении многомерных констант-массивов множество констант, соответствующих каждому измерению, заключается в дополнительные круглые скобки и отделяется от соседнего множества запятами. В результате образуются вложенные структуры множеств, причём глубина вложения должна сответствовать количеству измерений (размерности) массива. Самые внутрение множества констант связываются с измерением самого правого индекса массива.
Определение константы-записи имеет следующий вид:
Здесь – индификатор константы;
– список значений полей.
Список значений полей представляет собой список из последовательностей вида: имя поля, двоеточие и константа. Элементы списка отделяются друг от друга двоеточиями.
Значение типизированной константы-множества задаётся в виде правильного конструктора множеств.
Единственным значением типизированной константы-указателя может быть только NIL.
Любой из структуированных типов данных характеризуется множественностью образующих этот тип элементов. Переменная или константа структуированного типа всегда имеет несколько компонент. Каждая из этих компонент, в свою очередь, может принадлежать структуированному типу, что позволяет говорить о возможной вложенности типов.
Содержание
- массивы;
- строки;
- множества;
- записи;
- файлы;
Однако, прежде чем приступить к их изучению, нам надо рассмотреть еще два типа данных — перечисляемый и интервальный, которые относятся к порядковым типам, нами ранее не рассматривались, но потребуются при изучении нового материала.
Перечисляемый тип данных
Перечисляемый тип представляет собой ограниченную упорядоченную последовательность скалярных констант, составляющих данный тип. Значение каждой константы задается ее именем. Имена отдельных констант отделяются друг от друга запятыми, а вся совокупность констант, составляющих данный перечисляемый тип, заключается в круглые скобки.
Программист объединяет в одну группу в соответствии с каким-либо признаком всю совокупность значений, составляющих перечисляемый тип. Например, перечисляемый тип Rainbow (РАДУГА) объединяет скалярные значения RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, LIGHT_BLUE, BLUE, VIOLET (КРАСНЫЙ, ОРАНЖЕВЫЙ, ЖЕЛТЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ, ГОЛУБОЙ, СИНИЙ, ФИОЛЕТОВЫЙ). Перечисляемый тип Traffic_Light (СВЕТОФОР) объединяет скалярные значения RED, YELLOW, GREEN (КРАСНЫЙ, ЖЕЛТЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ).
Перечисляемый тип описывается в разделе описания типов, например:
Каждое значение является константой своего типа и может принадлежать только одному из перечисляемых типов, заданных в программе. Например, перечисляемый тип Traffic_Light не может быть определен в одной программе с типом Rainbow, так как оба типа содержат одинаковые константы.
Описание переменных, принадлежащих к скалярным типам, которые объявлены в разделе описания типов, производится с помощью имен типов. Например:
Это означает, что переменная Section может принимать значения RED, YELLOW или GREEN.
Переменные перечисляемого типа могут быть описаны в разделе описания переменных, например:
При этом имена типов отсутствуют, а переменные определяются совокупностью значений, составляющих данный перечисляемый тип.
К переменным перечисляемого типа может быть применим оператор присваивания:
Упорядоченная последовательность значений, составляющих перечисляемый тип, автоматически нумеруется, начиная с нуля и далее через единицу. Отсюда следует, что к перечисляемым переменным и константам могут быть применены операции отношения и стандартные функции Pred, Succ, Ord.
Интервальный тип данных
Отрезок (диапазон значений) любого порядкового типа может быть определен как интервальный (ограниченный) тип. Отрезок задается диапазоном от минимального до максимального значения констант, разделенных двумя точками. В качестве констант могут быть использованы константы, принадлежащие к целому, символьному, логическому или перечисляемому типам. Скалярный тип, на котором строится отрезок, называется базовым типом. Примеры отрезков:
Минимальное и максимальное значения констант называются нижней и верхней границами отрезка, определяющего интервальный тип. Нижняя граница должна быть меньше верхней.
Над переменными, относящимися к интервальному типу, могут выполняться все операции и применяться все стандартные функции, которые допустимы для соответствующего базового типа.
Массивы
Массивы — это совокупности однотипных элементов. Характеризуются они следующим:
- каждый компонент массива может быть явно обозначен и к нему имеется прямой доступ;
- число компонент массива определяется при его описании и в дальнейшем не меняется.
Для обозначения компонент массива используется имя переменной-массива и так называемые индексы, которые обычно указывают желаемый элемент. Тип индекса может быть только порядковым (кроме longint). Чаще всего используется интервальный тип (диапазон).
Описание типа массива задается следующим образом:
Здесь имя типа — правильный идентификатор; список индексов — список одного или нескольких индексных типов, разделенных запятыми; тип — любой тип данных.
Вводить и выводить массивы можно только поэлементно.
Пример 1. Ввод и вывод одномерного массива.
Определить переменную как массив можно и непосредственно при ее описании, без предварительного описания типа массива, например:
Если массивы a и b описаны как:
то переменные a и b считаются разных типов. Для обеспечения совместимости применяйте описание переменных через предварительное описание типа.
Если типы массивов идентичны, то в программе один массив может быть присвоен другому. В этом случае значения всех переменных одного массива будет присвоены соответствующим элементам второго массива.
Вместе с тем, над массивами не определены операции отношения. Сравнивать два массива можно только поэлементно.
Так как тип, идущий за ключевым словом of в описании массива, — любой тип Паскаль, то он может быть и другим массивом. Например:
Такую запись можно заменить более компактной:
Таким образом возникает понятие многомерного массива. Глубина вложенности массивов произвольная, поэтому количество элементов в списке индексных типов (размерность массива) не ограничена, однако не может быть более 65520 байт.
Работа с многомерными массивами почти всегда связана с организацией вложенных циклов. Так, чтобы заполнить двумерный массив (матрицу) случайными числами, используют конструкцию вида:
Строки
Строковый тип данных
Для обработки строковой информации в Паскале введен строковый тип данных. Строкой в Паскале называется последовательность из определенного количества символов. Количество символов последовательности называется длиной строки. Синтаксис:
n — максимально возможная длина строки — целое число в диапазоне 1..255. Если этот параметр опущен, то по умолчанию он принимается равным 255.
Пустой символ обозначается двумя подряд стоящими апострофами. Если апостроф входит в строку как литера, то при записи он удваивается.
Переменные, описанные как строковые с разными максимальными длинами, можно присваивать друг другу, хотя при попытке присвоить короткой переменной длинную лишние символы будут отброшены.
Выражения типа char можно присваивать любым строковым переменным.
В Паскале имеется простой доступ к отдельным символам строковой переменной: i-й символ переменной st записывается как st[i]. Например, если st — это ‘Строка’, то st[1] — это ‘С’, st[2] — это ‘т’, st[3] — ‘р’ и так далее.
Над строковыми данными определена операция слияния (конкантенации), обозначаемая знаком +. Например:
В этом примере переменная c приобретет значение ‘TurboPascal’.
Кроме слияния над строками определены операции сравнения ,=,<>, =. Две строки сравниваются посимвольно, слева направо, по кодам символов. Если одна строка меньше другой по длине, недостающие символы короткой строки заменяются символом с кодом 0.
Процедуры и функции для работы со строками
В Паскале имеется несколько полезных стандартных процедур и функций, ориентированных на работу со строками. Ниже приводится список этих процедур и функций с краткими пояснениями.
Length(s:string):integer
Функция возвращает в качестве результата значение текущей длины строки-параметра
Copy(s:string; index:integer; count:integer):string
Функция возвращает подстроку, выделенную из исходной строки s, длиной count символов, начиная с символа под номером index.
Delete(var s:string; index,count:integer)
Процедура удаляет из строки-параметра s подстроку длиной count символов, начиная с символа под номером index.
Insert(source:string; var s:string;index:integer)
Процедура предназначена для вставки строки source в строку s, начиная с символа index этой строки.
Pos(substr,s:string):byte
Функция производит поиск в строке s подстроки substr. Результатом функции является номер первой позиции подстроки в исходной строке. Если подстрока не найдена, то функция возвращает 0.
Str(X:арифметическое выражение; var st:string)
Процедура преобразует численное выражение X в его строковое представление и помещает результат в st.
Val(st:string; x:числовая переменная; var code:integer)
Процедура преобразует строковую запись числа, содержащуюся в st, в числовое представление, помещая результат в x. x — может быть как целой, так и действительной переменной. Если в st встречается недопустимый (с точки зрения правил записи чисел) символ, то преобразование не происходит, а в code записывается позиция первого недопустимого символа. Выполнение программы при этом не прерывается, диагностика не выдается. Если после выполнения процедуры code равно 0, то это свидетельствует об успешно произошедшем преобразовании.
В дополнение приводятся некоторые функции, связанные с типом char, но которые тем не менее часто используются при работе со строками.
Ord(ch:char):byte
В данном случае функция возвращает код символа ch.
UpCase(c:char):char
Если c — строчная латинская буква, то функция возвращает соответствующую прописную латинскую букву, в противном случае символ c возвращается без изменения.
Множества
Понятие множества в языке Паскаль основывается на математическом представлении о конечных множествах: это ограниченная совокупность различных элементов. Для построения конкретного множественного типа используется перечисляемый или интервальный тип данных. Тип элементов, составляющих множество, называется базовым типом.
Множественный тип описывается с помощью служебных слов Set of, например:
Читайте также: