Семакин И.Г., Шестаков А.П. Основы программирования

Подождите немного. Документ загружается.

'Ключ_'о'Ключ' True

'MS DOS'='MS DOS' True

Функция Copy (S, Poz,

выделяет из строки s подстроку дли-

ной в

символов, начиная с позиции Poz .N и Poz — целочис-

ленные выражения.

Пример:

Значение s Выражение Результат

'ABCDEFG' Copy(S,2,3) 'BCD'

'ABCDEFG' Copy(S, 4,4) 'DEFG'

Функция Concat (SI, S2, .. ., SN) выполняет сцепление (кон-

катенацию) строк S1, ..., SN в одну строку.

Пример:

Выражение Результат

Concat('АА','XX','Y') 'AAXXY'

Функция Length (S) определяет текущую длину строки S. Ре-

зультат

—

значение целого типа.

Пример:

Значение s Выражение Результат

'test-5'

Length (S) 6

(А+В) *С Length (S) 7

Функция Pos (si, S2) обнаруживает первое появление в стро-

ке S2 подстроки si. Результат

—

целое число, равное номеру по-

зиции, где находится первый символ подстроки si.

Если в строке S2 подстроки si не обнаружено, то результат

равен 0.

Пример:

Значение S2 Выражение Результат

'abcdef Pos (' cd', S2) 3

'abcdcdef Pos('cd',S2) 3

'abcdef Pos('k',S2) 0

Процедура Delete (S, Poz,

выполняет удаление

символов

из строки s, начиная с позиции Poz.

Пример:

Исходное значение s Оператор Конечное значение S

'abcdefg' Delete

(S,3,2)

'abefg'

'abcdefg' Delete(S,2,6) 'a'

В результате выполнения процедуры уменьшается текущая длина

строки в переменной S.

100

Процедура

insert (SI, S2, Poz) выполняет вставку строки SI

в строку S2, начиная с позиции Poz.

Пример:

Начальное S2 Оператор Конечное S2

'ЭВМ PC Insert('IBM-',S2,5) 'ЭВМ IBM-PC

•Рис.2'

Insert('N',S2,6) 'Рис.N2'

Пример 1. Следующая программа получает из слова «ВЕЛИ-

ЧИНА» слово «НАЛИЧИЕ»:

Program Slovo_l;

Var S11,S12:

String[10];

Begin

Sll ^'ВЕЛИЧИНА';

S12:=Copy(Sll,7,2)+Copy(Sll,3,4)+Sll[2];

WriteLn(S12)

End.

Пример 2. По следующей программе из слова «СТРОКА» будет

получено слово «СЕТКА».

Program Slovo_2;

Var SI:

String[10];

Begin

SI:='СТРОКА';

Delete

(Si,3,2);

Insert ('E',SI,2);

WriteLn(Sl)

End.

Пример З. Составим программу, которая формирует символь-

ную

строку, состоящую из

звездочек (л

—

целое

число,

1 < п <

255).

Program Stars;

Var A: String;

N,I:

Byte;

Begin

Write('Введите число

звездочек');

ReadLn(N);

A: = ';

For I:=l To N Do

A:=A+'*';

WriteLn(A)

End.

Здесь строковой переменной А вначале присваивается значе-

ние пустой строки (' '). Затем к ней присоединяются звездочки.

101

Пример 4. В символьной строке подсчитать количество цифр

предшествующих первому символу!.

Program С;

Var S: String;

К,I:

Byte;

Begin

WriteLn(«Введите

строку»);

ReadLn(S);

K:=0;

I:=l;

While

(K=Length(S) )

And (S[I]<>'!') Do

Begin

If (S[I]>='0') And (S[i]<='9')

Then K:=K+1;

I:=I+1

End ;

WriteLn

('Количество

цифр до символа

«!» равно',К)

End.

В этой программе переменная к играет роль счетчика цифр, а

переменная I

—

роль параметра цикла. Цикл закончит выполне-

ние при первом же выходе на символ

или, если в строке такого

символа нет, при выходе на конец строки. Символ

S [

]

является

цифрой, если истинно отношение: 0<S[l]<9.

Пример 5. Дана символьная строка, которая имеет следую-

щий вид:

•а © b ='

На месте а и ь стоят десятичные цифры; значком

обозначен

один из знаков операций: +,-,*. Иначе говоря, записано ариф-

метическое выражение с двумя однозначными числами и знак

равенства, например '5

7 ='. Нужно, чтобы машина вычислила

это выражение и после знака равенства вывела результат. Опера-

ция деления не рассматривается для того, чтобы иметь дело толь-

ко с целыми числами.

Программу решения такой задачи назовем

интерпретатором.

Интерпретатор должен расшифровать содержание строки и выпол-

нить

соответствующую арифметическую

операцию.

От

исходной сим-

вольной информации он должен перейти к работе с числовой ин-

формацией. Если предположить, что строка составлена только из

четырех символов в соответствии с указанным форматом, то задача

решается довольно просто. Вот программа такого интерпретатора:

Program Interpretator;

Var Str:

String[4];

A, B:

.9;

102

С:

-100.

.IOC-

Begin

{ввод исходной строки}

WriteLn('Введите

выражение!');

WriteLn;

Read(Str);

{преобразование цифровых символов в числа}

A:=Ord(Str[l])-Ord('0') ;

B:=Ord(Str[3])-Ord('0');

{выполнение арифметической операции}

Case

End;

Str[2]

'+':

С:

'-': С:

'*': С:

{вывод резут

WriteLn(C:2)

End.

=А+В;

=А-В;

=А*В

ьтата

этой программе появился новый для нас оператор. Он назы-

вается

оператором

выбора.

Формат этого оператора описывается

синтаксической диаграммой (рис. 33).

<Оператор выбора>

->Case-

-><Селектор> •of-

<Константа>

•> <Оператор> —•End •

Рис.

Здесь <селектор>

—

это выражение любого

порядкового

типа;

<константа>

—

постоянная величина того же типа, что и селек-

тор;

<оператор>

—

любой простой или составной оператор.

Выполнение оператора выбора происходит так: вычисляется

выражение-селектор; затем в списках констант ищется такое зна-

чение, которое совпадает

полученным значением селектора; далее

исполняется оператор, помеченный данной константой. Если та-

кой константы не найдено, то происходит переход к выполнению

оператора, следующего после оператора выбора.

приведенной выше программе роль селектора играет символь-

ная величина Str

Если она равна +, то выполнится оператор

103

' +

•

I I

1 * 1

: С:

c:=a

b; если равна -, то выполнится оператор с:=а-Ь; если

равна *, выполнится оператор с:=а*Ь. Для любых других значе-

ний Str [2] не выполнится ни один из операторов присваива-

ния, и значение переменной с останется неопределенным.

Приведенное выше описание оператора выбора соответству-

ет стандарту Паскаля.

Турбо Паскале допустимо использова-

ние в операторе Case альтернативной ветви после служебного

слова Else. Вот пример для той же задачи. Если мы хотим, что-

бы в случае неверного символа в str [2] выдавалось сообщение

об этом, нужно программировать так:

Case Str[2] Of

:=А+В;

:=А-В;

:=А*В

Else WriteLn('неверный знак операции')

End;

А теперь вернемся к программе interpretator и разберемся

в том, как она будет выполняться.

После ввода строки цифровые символы переводятся в соответ-

ствующие десятичные

числа.

Затем интерпретируется знак операции.

В зависимости от знака выполняется одно из трех арифметических

действий. Далее результат выводится на экран после символа =.

Упражнения

Составить программу получения из слова «дисковод» слова

«воск», используя операцию сцепления и функцию Сору.

Составить программу получения слова «правило» из слова

«операция», используя процедуры Delete, insert.

данном слове заменить первый и последний символы на *.

В данном слове произвести обмен первого и последнего

символов.

К данному слову присоединить столько

сколько в нем име-

ется букв (например, из строки «УРА» получить «УРА!!!»).

данной строке вставить пробел после каждого символа.

Удвоить все буквы во введенном слове.

8. Перевернуть введенную строку (например, из «ДИСК» полу-

чится «КСИД»).

данной строке удалить все пробелы.

10.

Строка представляет собой запись целого числа. Составить

программу перевода ее в соответствующую величину целого типа.

3.17. Табличные данные и массивы

В повседневной и научной практике часто приходится встре-

чаться с информацией, представленной в табличной форме. Вот,

104

например, таблица, содержащая среднемесячные значения тем-

пературы, °С, за определенный год:

Месяц

Температура

-21

-18

-7,5

5,6

22,2

5,4

-7

-18

Такую таблицу называют линейной. Она представляет собой пос-

ледовательность упорядоченных чисел. Если требуется какая-то ма-

тематическая обработка этих данных, то для их обозначения обычно

вводят индексную символику. Например, через 7

, обозначается

температура января (первого месяца), Т

— температура мая и т.д.

В общем виде множество значений, содержащихся в таблице, обо-

значается так:

{Tjl, i=l

...,12.

Порядковые номера элементов (1, 5, /и т.д.) называются ин-

дексами. Индексированные величины удобно использовать для

записи их математической обработки. Например, среднегодовая

температура выражается следующей формулой:

_LV7'..

Теперь представьте, что нам требуется собрать информацию о

среднемесячных температурах за

лет, например с 1981 по 1990 г.

Очевидно, что для этого удобна прямоугольная таблица, в кото-

рой столбцы соответствуют годам, а строки — месяцам.

Год

1981

1982

1983

1990

Месяц

-23

-16

-9,8

-25

-17

-8,5

-14

-9,7

-8,4

-3,2

-9,2

-3,8

6,5

7,1

4,6

8,5

8,4

15,6

13,9

18,6

13,8

17,8

28,5

17,8

23,5

17,5

12,3

6,5

П,2

5,6

8,1

5,7

-4,5

-13

-16

-14

-19

-20

-21

-20

Обратите внимание на то, что уже сама удачно выбранная форма

записи данных дает возможность достаточно удобно и быстро по-

лучить новую информацию. Например, из таблицы легко узнать,

в каком году был самый холодный январь или какой месяц был

самым нестабильным за десятилетие.

Для значений, хранящихся в такой таблице, удобно использо-

вать двухиндексные обозначения. Например, #,

обозначает тем-

пературу в феврале 1981 г. и т.п. А вся совокупность данных, со-

ставляющих таблицу, обозначается так:

105

ifj

i=1981.

.1990; j=1..12

Обработка подобных данных производится с использованием

двухиндексных величин. Например, средняя температура марта за

лет вычисляется по формуле:

1 1990

" ср. март

—

Т(\ 2^ '.3 •

U Ы981

А значение средней температуры за весь десятилетний период

вычисляется так:

1 1990

Яср =

То

1=1981

£ '•'

1 1990 12

(=1981 j=\

В Паскале аналогом таблиц является структурированный тип

данных, который называется

регулярным

типом,

или

массивом.

Так

же как и таблица, массив представляет собой совокупность про-

нумерованных однотипных значений, имеющих общее имя. Эле-

менты массива обозначаются переменными с индексами. Индек-

сы записывают в квадратных скобках после имени массива. На-

пример:

T[l],T[5],Tfi],H[1981,9],H[i,j] И Т.П.

Массив, хранящий линейную таблицу, называется одномер-

ным, прямоугольную таблицу

—

двумерным. В программах могут

использоваться массивы и большей размерности.

Тип элементов массива называется его

базовым

типом.

Очевид-

но,

что для рассмотренных массивов температур базовым типом

является вещественный (Real).

Описание массивов. Переменная регулярного типа описывается

в разделе описания переменных в следующей форме:

Var <идентификатор>: Array[<тип индекса>] Of <тип

компонент>

Чаще всего в качестве типа индекса употребляется интерваль-

ный тип. Например, рассмотренный выше одномерный массив

среднемесячных температур опишется так:

Var T: Array[1..12] Of Real;

Описание массива определяет, во-первых, размещение масси-

ва в памяти, во-вторых, правила его дальнейшего употребления в

программе. Последовательные элементы массива располагаются в

последовательных ячейках памяти (т

[ 1

[2 ]

и т.д.), причем зна-

чения индекса не должны выходить

из

диапазона 1...

12.

качестве

индекса может употребляться любое выражение соответствующе-

го типа. Например, T[i+j

]

, T[m div 2].

106

Тип индекса может быть любым скалярным порядковым ти-

пом, кроме integer. Например, в программе могут присутство-

вать следующие описания:

Var Cod: Array[Char] Of 1..100;

L: Array[Boolean] Of Char;

В такой программе допустимы следующие обозначения элемен-

тов массивов:

cod['x'];

L[true]; cod[chr

(65)];

L[a>0]

В некоторых случаях бывает удобно в качестве индекса исполь-

зовать перечисляемый тип. Например, данные о количестве уче-

ников в четырех десятых классах одной школы могут храниться в

следующем массиве:

Type Index=(А,В,С,D);

Var Class_10: Array[Index] Of Byte;

И если, например, элемент ciass_10[A] равен 35, то это

означает, что в 10«А» классе 35 чел. Такое индексирование улуч-

шает наглядность программы.

Часто структурированному типу присваивается имя в разделе

типов, которое затем используется в разделе описания перемен-

ных.

Type Masl=Array [1..100] Of Integer;

Mas2=Array

[-10..10]

Of Char;

Var Num:

Masl;

Sim:

Mas2;

До сих пор речь шла об одномерных массивах, в которых типы

элементов скалярные.

Многомерный массив в Паскале трактуется как одномерный мас-

сив,

тип элементов которого также является массивом (массив мас-

сивов). Например, рассмотренную выше прямоугольную таблицу

можно хранить в массиве, описанном следующим образом:

Var H: Array[1981..1990] Of Array[1..12] Of Real;

Вот примеры обозначения некоторых элементов этого массива:

Н[1981][1];

Н[1985][10]; Н[1990][12]

Однако чаще употребляется другая, эквивалентная форма обо-

значения элементов двумерного массива:

Н[1981,1];

Н[1985,Ю]; Н[1990,12]

Переменная н [1981] обозначает всю первую строку таблицы,

т.е.

весь массив температур за 1981 г.

Другим вариантом, эквивалентным приведенному выше опи-

санию, является следующий:

107

Type Month=Array[l..12] Of

Real;

Year=Array [1981..1990] Of Month;

Var H: Year;

Наиболее краткий вариант описания данного массива такой:

Var H: Array[1981..1990,1..12] Of

Real;

Продолжая по аналогии, можно определить трехмерный мас-

сив как одномерный массив, у которого элементами являются

двумерные массивы. Вот пример описания трехмерного массива:

Var A: Array[1..10,1..20,1..30] Of Integer;

Это массив, состоящий из 10-20-30 = 6000 целых чисел и зани-

мающий в памяти 6000-2 = 12000 байт. В Паскале нет ограниче-

ния сверху на размерность массива. Однако в каждой конкрет-

ной реализации Паскаля ограничивается объем памяти, выде-

ляемый под массивы.

Турбо Паскале это ограничение составляет

64 килобайта.

По аналогии с математикой одномерные числовые массивы

часто называют векторами, а двумерные

—

матрицами.

В Паскале не допускается употребление динамических масси-

вов,

т.

е.

таких, размер которых определяется в процессе выполне-

ния. Изменение размеров массива происходит через изменение в

тексте программы и повторную компиляцию. Для упрощения та-

ких изменений удобно определять индексные параметры в разде-

ле констант:

Const Imax=10; Jmax=20;

Var Mas: Array[1..Imax,1..Jmax] Of Integer;

Теперь для изменения размеров массива

Mas

и всех операторов

программы, связанных с этими размерами, достаточно отредак-

тировать только одну строку в программе

—

раздел констант.

Действия

над массивом как единым

целым.

Такие действия допу-

стимы лишь в двух случаях:

• присваивание значений одного массива другому;

• операции отношения «равно», «не равно».

обоих случаях массивы должны иметь одинаковые типы (тип

индексов и тип элементов).

Пример:

Var P,Q: Array[l..5,1..10] Of

Real;

При выполнении операции присваивания

р.-

все элемен-

ты массива р станут равны соответствующим элементам масси-

ва Q.

Как уже отмечалось, в многомерных массивах переменная с

индексом может обозначать целый массив. Например, если в таб-

лице н требуется, чтобы данные за 1989 г. были такими же, как за

108

1981 г. (девятой строке присвоить значение первой строки), то это

можно делать так:

Н[1989]:=Н[1981]

А если нужно поменять местами значения этих строк, то это

делается через третью переменную того же типа:

Р:=Н[1989];Н[1989]:=Н[1981];Н[1981]:=Р;

где р описана так:

Var P: Array[1..12] Of Real;

Обработка массивов в программах производится покомпонент-

но.

Вот примеры ввода значений в массивы:

For I:=l To 12 Do

ReadLn(T[I]);

For I:=l To IMax Do

For J:=l To JMax Do

ReadLn(Mas[I,J]);

Здесь каждое следующее значение будет вводиться с новой стро-

ки.

Для построчного ввода используется оператор Read.

Аналогично в цикле по индексной переменной организуется

вывод значений массива. Например:

For I:=l То 12 Do

Write(T[I]:8:4);

Следующий фрагмент программы организует построчный вы-

вод матрицы на экран:

For I:=l To IMax Do

Begin

For J:=l To JMax Do

Write(Mas[I,J]:6);

WriteLn

End;

После печати очередной строки матрицы оператор WriteLn

без параметров переведет курсор в начало новой строки. Следует

заметить, что в последнем примере матрица на экране будет по-

лучена в естественной форме прямоугольной таблицы, если JMax

не превышает 12 (сами подумайте почему).

Рассмотрим несколько примеров типовых программ обработки

массивов.

Пример 1. Вернемся к массиву среднемесячных температур

[1..

12]. Требуется вычислить среднегодовую температуру, а также

ежемесячные отклонения от этой величины.

Program Example;

Const N = 12;

109