Шпаргалка по программированию на Турбо Паскаль

Подождите немного. Документ загружается.

Процедура Seek(var f; n : Longint);

Перемещает текущую позицию файла к элементу с номером n (не может быть

использована для текстовых файлов, первая позиция равна 0).

Процедура Truncate(var f);

Усекает размер файла f до текущей позиции в файле.

Ниже приведен пример программы на Паскале, которая открывает сразу два файла (один

для чтения, а второй создает вновь для записи). Командой Readln(f1,s); из первого файла

считывается строка s. В цикле For организуется доступ к ее отдельным символам и

производится замена буквы k на K. Затем преобразованная строка сохраняется во втором

файле. Считывание строк проводится в цикле repeat-until и завершается при нахождении

конца первого файла Eof(f1).

Var

f1,f2:text;

s:string;

i:byte;

Begin

Assign(f1, 'text.txt');

Assign(f2, 'text_new.txt');

Reset(f1);

Rewrite(f2);

Repeat

Readln(f1, s);

for i:=1 to Length(s) do

if s[i]='k' then s[i]:='K';

WriteLn(f2, s);

until Eof(f1);

Close(f1);

Close(f2);

End.

Следующая программа выполняет ту же функцию, однако, доступ к элементам файла

значительно упрощен. Это достигается за счет иного описания структуры файла. В

данном случае тип того же файла задан как символьный, что позволяет использовать

только один цикл.

Var

f1,f2:file of char;

ch:char;

Begin

Assign(f1, 'text.txt');

Assign(f2, 'text_new.txt');

Reset(f1);

Rewrite(f2);

Repeat

Read(f1, ch);

if ch='k' then ch:='K';

Write(f2, ch);

Until Eof(f1);

Close(f1);

Close(f2);

End.

16. Программирование в графическом режиме

В Паскале при выводе на экран графической информации (линии, эллипсы,

многоугольники, растровые изображения и др.) используется графический режим работы

монитора, в котором изображение строится из пикселей – точек на экране, каждая из

которых может иметь свой цвет.

Для разработки программ, работающих в графическом режиме, в системе

программирования Турбо Паскаль существует стандартный модуль GRAPH.TPU,

содержащий константы, типы, процедуры и функции (более 50-ти). Кроме файла

GRAPH.TPU для разработки и работы программ в графическом режиме требуется

графический драйвер Egavga.bgi (для адаптеров EGA и VGA), а также файлы *.chr, в

которых находятся векторные шрифты для графического режима. В дистрибутивном

пакете системы Турбо Паскаль эти шрифты не имеют русских букв, однако можно найти

и русифицированные *.chr файлы, например, в системе Quattro Pro.

Для работы в графическом режиме следует выполнить действия:

- скопировать в каталог с файлом программы драйвер egavga.bgi;

- в разделе описания используемых модулей указать Uses Graph;

- описать две переменные целого типа Gd и Gm: Var Gd, Gm:integer;

- задать автоматический режим настройки графического драйвера: Gd:=Detect;

- для переключения в графический режим вызвать процедуру InitGraph:

InitGraph(Gd,Gm,'');

- выполнить вывод на экран графической информации;

- для выхода из графического режима вызвать процедуру ClоseGraph;

После переключения в графический режим вместо текстового курсора используется

невидимый текущий указатель, который может быть установлен в определённой точке

экрана с помощью задания графических координат. Для режима VGA 640*480 верхний

левый угол экрана будет иметь координаты (0,0), а правый нижний угол (639,479).

Пример 1. Наберите текст программы, рисующей 5 концентрических окружностей в

центре экрана.

Текст программы на Паскале:

Program Krug2;

Uses Graph;

Var

Gd,Gm,rad,xc,yc:integer;

begin

Gd:=Detect; { функция InitGraph должна выполнить }

{ автоопределение типа монитора (Gd) и его }

{ максимального разрешения (Gm)}

InitGraph(Gd,Gm,''); { инициализация графического режима }

if GraphResult <> 0 then { в случае ошибки инициализации }

begin

Writeln('Ошибка инициализации графического режима');

Writeln('В каталоге программы должен присутствовать

драйвер egavga.bgi');

Writeln('или укажите путь к нему в IniGraph(Gd,Gm,<путь>)');

Halt(1);

end;

Case Gd of { анализируем тип дисплея }

{ и вычисляем координаты центра экрана }

9: begin { VGA монитор }

xc:=(640-1) div 2; yc:=(480-1) div 2;

end;

3: begin { EGA монитор }

xc:=(640-1) div 2; yc:=(350-1) div 2;

end;

for rad:=1 to 5 do

Circle(xc,yc,rad*20); { рисуем окружности }

Readln;

CloseGraph; { возврат в текстовый режим }

end.

Для работы в графическом режиме наиболее часто используются следующие процедуры и

функции.

Функция GetMaxX:Integer; Возвращает максимальную x-координату (разрешение по

горизонтали) текущего графического режима.

Функция GetMaxY:Integer; Возвращает максимальную y-координату (разрешение по

вертикали) текущего графического режима.

Функция GetX:Integer; Возвращает текущую x-координату указателя.

Функция GetY:Integer; Возвращает текущую y-координату указателя.

Процедура PutPixel(x,y,color); Выводит на экран точку с координатами (x,y) и цветом

color.

Процедура SetColor(color); Устанавливает цвет рисуемых далее линий.

Процедура SetBkColor(color); Устанавливает цвет фона.

Процедура Line(xStart,yStart,xEnd,yEnd); Проводит прямую линию из точки c

координатами (xStart,yStart) в точку (xEnd,yEnd).

Процедура LineTo(xEnd,yEnd); Проводит прямую линию из текущего положения

указателя в точку с координатами (xEnd,yEnd).

Процедура MoveTo(x,y); Перемещает указатель в точку с координатами (x,y).

Процедура Circle(x,y,Radius); Рисует окружность с центром в точке (x,y) и радиусом

Radius.

Процедура Rectangle(x1,y1,x2,y2); Рисует прямоугольник с координатами левого верхнего

и правого нижнего угла (x1,y1) и (x2,y2) соответственно.

Процедура Bar(x1,y1,x2,y2); Рисует закрашенный прямоугольник с координатами левого

верхнего и правого нижнего угла (x1,y1) и (x2,y2) соответственно.

Процедура Ellipse(x,y, a1,a2, xRad,yRad); Рисует эллиптическую дугу с центром в точке

(x,y), начальным и конечным углами a1 и a2 и радиусами по осям xRad, yRad; углы

отсчитываются от положительного направления оси х в градусах.

Процедура FloodFill(x,y, border); Закрашивает замкнутую область, внутри которой

расположена точка (x,y), согласно текущему стилю заполнения. Параметр border задаёт

цвет границы.

Процедура SetFillPattern(parttern, color); Устанавливает тип закраски и её цвет. Тип

закраски выбирается из списка: EmptyFill – сплошное заполнение цветом фона; SolidFill -

сплошное заполнение заданным цветом; LineFill – заполнение горизонтальными линиями;

LtSlashFill -диагональное заполнение (/ / /); LtBkSlashFill - обратное диагональное

заполнение (\ \ \); XhatchFill – косое клетчатое заполнение.

Процедура SetLineStyle(Style,Pattern,color); задаёт стиль, палитру и толщину линий.

Стили: Solidln - сплошная; Dotted - точечная; Dashed - пунктирная; Centerln -

штрихпунктирная. Толщина линий: NormWidth – нормальная; ThickWidth – толстая.

Параметр Pattern=0.

Процедура OutTextXY(x,y,s); Выводит текстовую строку s начиная с точки с

координатами (x,y).

Простейшие примеры работы с процедурами и функциями графического режима

содержатся в справочной системе Турбо Паскаль. Полный список констант, типов,

процедур и функций модуля GRAPH содержится также в файле Graph.int.

17. Анимация изображений в Паскале

Общим принципом создания движущихся изображений в Паскале является рисование

какого-либо объекта, закраска его цветом фона (стирание) и последующее рисование уже

с новыми координатами. Необходимо отметить, что эффект движения возникает не

всегда. Если частота появления картинки на экране мала, то наблюдается перемещение

мигающего объекта. Если объект перемещается слишком быстро, то человеческий глаз не

способен воспринять всей траектории движения. На восприятие еще накладывается

частота обновления кадра монитора. Может возникать ситуация, когда мерцание

наблюдается по этой причине. Продолжительность нахождения на экране прорисованного

объекта должна быть максимальна, а продолжительность нахождения стертого

минимальна.

Ниже приведена программа на Паскале, в которой организовано перемещение по экрану

окружности. В данном случае частоту обновления изображения можно регулировать

варьированием продолжительности задержки (time) и величины перемещения (delta), а

также размером объекта - переменная radius (чем меньше радиус окружности, тем меньше

времени необходимо на ее прорисовку). Перед выполнением примера скопируйте в свой

каталог драйвер egavga.bgi;

Program Multik;

Uses Graph, Crt;

Var

x,y,dy,dx,time,delta,radius,Gd,Gm: integer;

Begin

Gd := Detect;

InitGraph(Gd,Gm,''); {Включаем графический режим}

if GraphResult <> 0 then Halt(1);

Rectangle(0,0,GetMaxX,GetMaxY); {рисуем рамку вокруг экрана}

x:=100; y:=100; { начальные координаты центра окружности}

delta:=10; { величина перемещения }

dx:=delta; { величина перемещения по х }

dy:=delta; { величина перемещения по у }

radius:=15 ; { радиус окружности }

time:=10000; { продолжительность задержки }

Repeat

SetColor(15); { задание белого цвета для линий }

Circle(x,y,radius);{ рисование белой окружности}

{ смена направления движения при достижении края экрана }

{ и включение звукового сигнала }

if y>=GetMaxY-radius then { нижний край }

begin dy:=-delta; Sound(2000); end;

if y<=radius then { верхний край }

begin dy:= delta; Sound(3000); end;

if x>=GetMaxX-radius then { правый край }

begin dx:=-delta; Sound(5000); end;

if x<=radius then { левый край }

begin dx:= delta; Sound(4000); end;

Delay(time); { задержка выполнения программы }

NoSound;

SetColor(0); { задание черного цвета }

Circle(x,y,radius); { рисование черной окружности }

x:=x+dx; y:=y+dy; { расчёт новых координат }

{ выход из программы при нажатии любой клавиши }

Until KeyPressed;

CloseGraph; { Выход из графического режима }

End.

Следующая программа рисует окружности, координаты которых, радиус и цвет

определяются значениями функции синуса или косинуса. Параметры синусоид задаются

случайными числами, поэтому образующаяся на экране фигура каждый раз будет

отличаться от предыдущих.

В первом цикле for присходит прорисовка 200 окружностей различными цветами, а во

втором закраска их черным цветом. Внутри первого цикла организована задержка с

помощью процедуры delay, для того чтобы между прорисовкой окружностей проходило

некоторое время. Также задержка поставлена перед затиранием фигуры черным цветом.

Завершение работы программы произойдет при нажатии любой клавиши.

Program Salut;

Uses Graph, Crt;

Var

n,y,x,a,b,c,f,e,i,Gd,Gm: integer;

Begin

Randomize; { Инициируем генератор случайных чисел }

Gd := Detect;

InitGraph(Gd,Gm,''); {Включаем графический режим}

if GraphResult <> grOk then Halt(1);

y:=round(GetMaxY/2); { координаты центра экрана }

x:=round(GetMaxX/2);

n:=200; { количество повторов }

c:=50;

Repeat

a:=random(c)+10;

b:=random(c)+10;

e:=5+random(20);

f:=random(120);

for i:=1 to n do

begin

Delay(50);

SetColor(round(i/10)+1);

Circle(round((y-i/e)*sin(i/a))+x,

round((y/2-i/e)*cos(i/b))+y,

f-round(c*sin(i/e)));

end;

delay(65535);

for i:=1 to n do

begin

SetColor(0);

Circle(round((y-i/e)*sin(i/a))+x,

round((y/2-i/e)*cos(i/b))+y,

f-round(c*sin(i/e)));

end;

Until KeyPressed;

CloseGraph;

End.

18. Построение графика аналитически заданной

функции

При выводе на экран графических изображений используется графическая система

координат. Графические координаты задают положение каждого пиксела, отображаемого

на экране. В отличие от обычной (декартовой) системы координат, графические

координаты принимают только целочисленные значения. Диапазон изменения

графических координат ограничен снизу нулём, а сверху разрешением экрана по

горизонтали и вертикали. Максимальное значение x и y -координат можно получить,

используя функции GetMaxX и GetMaxY. Графическая координата y отсчитывается

сверху вниз. Геометрические декартовы координаты точки (x,y) для её изображения на

экране необходимо пересчитать в графические (x

) по формулам:

где x

, y

– смещение изображения на экране от левого края и сверху; y

– разрешение

экрана по вертикали; dx и dy – размер собственно изображения по горизонтали и

вертикали соответственно; x

min

, y

min

, x

max

, y

max

– минимальные и максимальные значения

аргумента x и значения функции y в диапазоне построения графика; |a| - целая часть числа

Таким образом, для построения графика функции необходимо:

- получить таблицу значений функции y = f(x) в диапазоне изменения x от x

нач

до x

кон

;

- найти минимальные и максимальные значения аргумента x и значения функции y в

диапазоне построения графика;

- пересчитать действительные значения x и y в графические x

и y

;

- нарисовать на экране область построения графика и оси координат;

- отправить графический указатель (перо) в начало координат;

- задать цвет и стиль линий;

- последовательно соединить линиями (или отметить маркерами) точки графика.

При построении нескольких графиков на одном координатном поле необходимо

определить максимальные и минимальные значения x и y для всех графиков.

Рассмотрим пример использования графического режима для построения графика

функции y = sin x. В примере используется 3 подпрограммы-функции f, xe и уe, причём xe

и уe вызываются без параметров.

Program Prg_graf;

Uses Crt, Graph; Var

xn, xk, x, y, Ymin, Ymax, dx:real;

MX, MY,i, n: word;

Gd, Gm: integer;

Function f(xf:real):real; { расчет функции }

begin

f:=sin(xf); { Здесь приводим выражение для вычисления }

{или f:=exp(-0.5*xf*xf);} { значения Вашей функции }

end;

Function Xe:word; {расчет позиции на экране для X}

begin

Xe:=10+Round((MX-20)*(x-xn)/(xk-xn));

end;

Function Ye:word; { расчет позиции на экране для Y }

begin { на экране отсчет идет сверху-вниз }

{ на обычном графике – наоборот}

Ye:=MY-10-Round((MY-20)*(f(x)-Ymin)/(Ymax-Ymin)); end;

Begin { Начало основной программы }

xn:=-5; xk:=5; n:=250; { Исходные данные }

{или при вводе исходных данных с клавиатуры:

Write(' x начальное = '); Readln(xn);

Write(' x конечное = '); Readln(xk);

Write(' количество точек графика = '); Readln(n); }

dx:=(xk-xn)/(n-1); { интервал между точками на оси Х }

{ Нахождение минимума и максимума функции }

x:=xn; Ymin:=f(xn); Ymax:=f(xn);

for i:=2 to n do

begin

x:=x+dx; if f(x)Ymax then Ymax:=f(x); end; Gd:=Detect;

InitGraph(Gd,Gm,''); { не забудьте скопировать egavga.bgi }

{ в папку с программой Prg_graf.pas }

if GraphResult <> 0 then

begin

Writeln('Ошибка инициализации графического режима');

Halt(1);

end;

MX:=GetMaxX; MY:=GetMaxY;

Rectangle(0,0,MX,MY); { Рамка вокруг всего экрана }

Rectangle(10,10,MX-10,MY-10); { Рамка вокруг поля графика }

OutTextXY(270,2,'График функции'); { Вывод строки }

x:=0; Line(Xe,MY-10,Xe,10); { Рисуем ось ординат для x=0}

OutTextXY(Xe-10,15,'Y'); { Подписываем ось ординат }

y:=0; Line(10,MY-Ye,MX-10,MY-Ye);{ Рисуем ось абсцисс для y=0}

OutTextXY(MX-20,MY-Ye+2,'X'); { Подписываем ось абсцисс }

OutTextXY(Xe-10,MY-Ye+2,'0'); {Подписываем начало координат}

{ Рисуем сам график }

x:=xn; MoveTo(Xe, Ye); { Перемещаем перо в начало координат }

for i:=2 to n do

begin

x:=x+dx; LineTo(Xe,Ye); { Чертим линию до следующей точки}

end;

Readln;

CloseGraph;

End.

19. Численные методы вычисления определённого

интеграла

При решении инженерных задач часто необходимо вычислять определённый интеграл.

Когда не удаётся выразить интеграл в замкнутой форме, или полученная формула сложна,

или подинтегральная функция задана таблично, используют численное интегрирование. В

основе численного интегрирования лежит приближенное вычисление площади под

кривой, описываемой подинтегральной функцией. В общем виде задача формулируется

как нахождение значения

Наиболее просты для реализации методы, для которых значения x заданы с постоянным

шагом. Рассмотрим методы прямоугольников, трапеций (Ньютона-Котеса) и парабол

(Симпсона). В общем виде алгоритм решения задачи состоит из шагов:

1. Интервал, на котором выполняется интегрирование [a,b], разбивается на n равных

отрезков и вычисляется длина этих отрезков;

2. Криволинейные трапеция S заменяется фигурами, составленными, в зависимости от

метода, из элементарных прямоугольников, трапеций, или криволинейных трапеций;

3. Вычисляются и суммируются площади S

каждой элементарной фигуры.

1. Метод прямоугольников

Пусть на отрезке [a,b] задана непрерывная функция y=f(x). Интервал, на котором

выполняется интегрирование [a,b], разбивается на n равных отрезков, и криволинейная

трапеция S заменяется фигурами, составленными из элементарных прямоугольников с

площадями S

Геометрический смысл Интегрирование методом

определённого интеграла прямоугольников

Шаг интегрирования h=(b-a)/n

Площадь элементарной фигуры

=h*y

=h*f(x

Таким образом, для вычисления определённого интеграла методом прямоугольников

достаточно вычислить сумму значений подинтегральной функции в узлах интегрирования

и умножить эту сумму на шаг интегрирования. Преимуществом метода является его

простота, недостатком – сравнительно невысокая точность, для повышения которой

необходимо увеличивать значение n до 1...10 тысяч. Пример: Составить программу для

вычисления интеграла с заданным количеством узлов интегрирования n. Аналитическое

решение даёт результат 9,0. Таким образом, при условии правильного составления

программы ожидаемый результат должен быть примерно равен 9. Большое число

десятичных знаков при выводе результата позволяет оценить точность метода.

Текст программы на Паскале:

Program Integral1;

Uses Crt;

Var

a,b,s,x,h:real;

i, n: integer;

Function f(xx:real):real;

begin

f:=xx*xx; {Здесь приводим выражение для вычисления функции }

end;

Begin

ClrScr;

Writeln(' Вычисление определенного интеграла');

Writeln(' Метод прямоугольников');

{ Ввод исходных данных }

a:=0; b:=3; n:=1000;

{ Начинаем расчет }

h:=(b-a)/n;

s:=0; x:=a;

for i:=1 to n do

begin

x:=x+h;

s:=s+f(x);

end;

s:=s*h;

Writeln(' Интеграл равен ', s:10:7);

Readln;

End.

2. Метод трапеций

Сущность интегрирования методом трапеций составляет кусочно-линейная

аппроксимация подинтегральной функции. Соседние точки (x

i,y

) и (x

+1,y

+1), заданные

таблицей в интервале a=

=a, а x

=b, то интеграл будет представлять собой сумму

площадей n трапеций высотой h каждая. На рисунке показан графически принцип метода

трапеций.

Расчётная формула получается следующим образом

Итоговая формула выглядит следующим образом

Таким образом, для вычисления определённого интеграла методом трапеций надо

вычислить сумму значений подинтегральной функции в узлах интегрирования между a и

b и умножить эту сумму на шаг интегрирования. К полученному значению прибавляется

полусумма значений подынтегральной функции на концах отрезка, умноженная на шаг

интегрирования. Совершенно очевидно, что чем меньше интервал, через которые задаётся

значение функции, тем с большей точностью будет вычислен определённый интеграл. ,

3. Метод Симпсона

Повысить точность результат вычисления определённого интеграла можно, если заменить

линейную аппроксимацию, используемую в методе трапеций, кусочной аппроксимацией

кривыми, например, параболой второго порядка. Для проведения каждой параболы

требуется три точки. Аппроксимируя подинтегральную функцию параболами, получаем

формулу Симпсона:

или

В этой формуле число интервалов должно быть чётное.

Таким образом, для вычисления определённого интеграла методом Симпсона надо

вычислить отдельно суммы значений подынтегральной функции в узлах интегрирования

между a и b в чётных и нечётных точках. Сумма, полученная для нечётных точек

умножается на 4, а сумма для чётных точек - на 2. К полученным двум суммам

прибавляется сумма значений подинтегральной функции на концах отрезка. Полученный

итог умножается на 1/3 шага интегрирования.

Все вышеприведённые алгоритмы вычисления определённого интеграла используется

заданный шаг интегрирования. Кроме этого, существуют итерационные алгоритмы, в

которых вычисления выполняются до заданной точности e результата. При каждой

итерации количество узлов интегрирования n удваивается, а затем новый результат