Реферат: Программирование на языке Турбо Паскаль

Реферат: Программирование на языке Турбо Паскаль

Лекция 1. Структура программы на языке Turbo Pascal

Приведём простейший пример программы, единственная цель которой – вывести на экран какое-нибудь приветствие:

program Hello;

begin

  writeln('Hello, world!');

  readln;

end.

Первая строка ничего не делает, она просто содержит название программы. Затем, после слова begin начинаются собственно действия. В нашей программе их два: первое – это вывод строчки «Hello, world» на экран, а второе – ожидание нажатия клавиши «Enter», оно нужно для того, чтобы можно было увидеть результат программы, а затем уже нажать «Enter» и вернуться в Турбо-Паскаль. И, наконец, слово end с точкой в последней строке говорит о том, что программа закончилась. Действия, из которых состоит программа, называются операторами, они отделяются друг от друга точкой с запятой.

А теперь приведём пример, в котором программа уже не «глухая», то есть может запрашивать какие-либо данные у пользователя. Пусть требуется спросить у пользователя два числа, после этого вывести на экран их произведение:

program AxB;

var a,b: integer;

begin

  writeln('Введите a и b');

  readln(a,b);

  writeln('Произведение равно ',a*b);

  readln;

end;

В этой программе перед словом begin появляется новая строчка, начинающаяся словом var. В ней мы указываем, что программе понадобится две переменные (a и b), в которых можно хранить целые числа (слово integer).

О том, что делает первый оператор, нам известно: он выводит на экран строчку 'Введите a и b'. При выполнении второго оператора программа будет ждать, пока пользователь не введет число с клавиатуры и не нажмёт «Enter»; это число программа запишет в переменную a, затем то же самое делается для переменной b. Третьим оператором выводим на экран сначала надпись «Произведение равно », а потом значение выражения a×b («*» – знак умножения). Четвёртый оператор пояснений не требует.

А теперь рассмотрим структуру программы в общем виде. Любая программа на Турбо-Паскале состоит из трех блоков: блока объявлений, блока описания процедур и функций и блока основной программы. Ниже эти блоки расписаны более подробно.

Блок объявлений:

program ... (название программы)

uses ... (используемые программой внешние модули)

const ... (объявления констант)

type ... (объявления типов)

var ...  (объявления переменных)

Блок описания процедур и функций:

procedure (function)

begin

...

end;

...

Блок основной программы:

begin

... (операторы основной программы) ...

end;

Рассмотрим наиболее важные части вышеописанных блоков. Под заголовком программы понимается имя, помогающее определить её назначение. Имя, или идентификатор, строится по следующим правилам: оно может начинаться с большой или малой буквы латинского алфавита или знака «_», далее могут следовать буквы, цифры или знак «_»; внутри идентификатора не может стоять пробел. После имени программы следует поставить «;», этот знак служит в Паскале для разделения последовательных инструкций. Заметим, что имя программы может не совпадать с именем соответствующего файла на диске.

После слова const помещаются описания постоянных, которые будут использованы в программе, например:

const Zero = 0;

pi = 3.1415926;

my_const = -1.5;

Hello = 'Привет !';

За словом var следуют объявления переменных, которые понадобятся нам при написании программы. Переменные Паскаля могут хранить данные различной природы: числа, строки текста, отдельные символы и т. п. Ниже приводится часть типов переменных, которые можно применять.

Объявления переменных записываются в следующей форме: var <переменная> : <тип>;

Если описываются несколько переменных одного типа, то достаточно записать их имена через запятую, а после двоеточия поставить общий тип.

Примеры объявления:

var Number: integer;

d,l: real;

Name: string[20];

Line: string;

Key1,Key2: char;

Блок основной программы. Здесь, между словами begin и end. располагаются команды (точнее, операторы), которые будут выполняться один за другим при запуске программы. Рассмотрим простейшие типы операторов на следующем примере:

program First;

const a2 = 3;

a1 = -2;

a0 = 5;

var x,f: real;

begin

write(‘Введите значение х ’);

readln(x);

f := a2*x*x+a1*x+a0;

writeln(‘Значение квадратного трехчлена: ’,f);

end.

Первая строка исполняемой (основной) части программы выводит на экран надпись «Введите значение х », для этого используется процедура write написанная разработчиками Турбо Паскаля, то есть набор команд, невидимый для нас, но существующий реально в недрах системы Турбо Паскаль. В качестве параметра этой процедуры используется наша строчка. Параметры всегда записываются в круглых скобках, апострофы означают, что параметр имеет строковый тип. Итак, в первой строке мы видим так называемый оператор вызова процедуры. Каждый оператор отделяется от следующего знаком «;». Во второй строке вызывается процедура ввода readln(x), которая ждет, пока пользователь наберет значение x с клавиатуры и нажмет клавишу «Enter», а затем переводит курсор на следующую строку (ln ó Line – строка). В третьей строке вычисляется значение трехчлена и записывается в переменную f; этот оператор называется оператором присваивания, и обозначается символом ":=". В последней строке на экран выводится строка «Значение квадратного трехчлена: » и значение переменной f. Несложно заметить, что здесь процедуре writeln передается уже не один, а два параметра, причем они могут иметь разные типы. Вообще, процедуры ввода и вывода (т.е. write, writeln, read, readln) могут иметь любое число параметров различных типов, параметрами могут являться переменные, литералы (т.е. непосредственно записанные числа, строки; в нашем примере дважды были использованы строковые литералы), а также выражения. Используя выражение при выводе, можно заменить две последние строчки нашей программы одной:

writeln('Значение квадратного трехчлена: ', a2*x*x+a1*x+a0);

В арифметических выражениях на Паскале используются следующие знаки для обозначения операций: +, -, *, /. Для определения порядка действий используются круглые скобки согласно общепризнанным математическим правилам.

Замечание об именах. Для обозначения переменных запрещается использование ряда слов, называемых зарезервированными, они играют в языке особую роль. Нам уже встречался ряд зарезервированных слов: program, begin, end, string, const, var, и т.п.

Лекция 2. Процедуры ввода-вывода. Некоторые встроенные функции Турбо-Паскаля.

1. Процедуры ввода-вывода. Почти каждая программа должна общаться с пользователем, то есть выводить результаты своей работы на экран и запрашивать у пользователя информацию с клавиатуры. Для того чтобы это стало возможным, в Турбо-Паскале имеются специальные процедуры (то есть небольшие вспомогательные программы), называются он процедурами ввода-вывода. Для того чтобы заставить процедуру  работать в нашей программе, нужно написать её имя, за которым в скобках, через запятую перечислить параметры, которые мы хотим ей передать. Для процедуры вывода информации на экран параметрами могут служить числа или текстовые сообщения, которые должна печатать наша программа на экран. Опишем назначение этих процедур.

·    write(p1,p2,... pn); – выводит на экран значения выражений p1,p2,... pn, количество которых (n) неограничено. Выражения могут быть числовые, строковые, символьные и логические. Под выражением будем понимать совокупность некоторых действий, применённых к переменным, константам или литералам, например: арифметические действия и математические функции для чисел, функции для обработки строк и отдельных символов, логические выражения и т.п. Возможен форматный вывод, т.е. явное указание того, сколько выделять позиций на экране для вывода значения. Пример для вещественных типов: write(r+s:10:5); – вывести значение выражения r+s с выделением для этого 10 позиций, из них 5 – после запятой. Для других типов все несколько проще: write(p:10); – вывести значение выражения p, выделив под это 10 позиций. Вывод на экран в любом случае производится по правому краю выделенного поля.

·    writeln(p1,p2,... pn); – аналогично write, выводит значения p1,p2,... pn, после чего переводит курсор на новую строку. Смысл параметров – тот же, замечания о форматном выводе остаются в силе. Существует вариант writeln; (без параметров), что означает лишь перевод курсора на начало новой строки.

·    readln(v1,v2,...vn); – ввод с клавиатуры значений переменных v1,...vn. Переменные могут иметь строковый, символьный или числовой тип. При вводе следует разделять значения пробелами, символами табуляции или перевода строки (т.е., нажимая Enter).

·    read(v1,v2,...vn); – по назначению сходно с readln; отличие состоит в том, что символ перевода строки (Enter), нажатый при завершении ввода, не «проглатывается», а ждет следующего оператора ввода. Если им окажется оператор ввода строковой переменной или просто readln; то строковой переменной будет присвоено значение пустой строки, а readln без параметров не станет ждать, пока пользователь нажмет Enter, а среагирует на уже введенный.

Пример. Программа просит пользователя ввести с клавиатуры два целых числа и печатает на экране их сумму:

program PrintSum;

var a,b: integer;

begin

  write('Введите два числа:');

  readln(a,b);

  writeln('Сумма a и b равна ',a+b);

  readln;

end.

2.   Функции числовых параметров.

Лекция 3. Операторы условного выполнения.

1. Оператор if.

Иногда требуется, чтобы часть программы выполнялась не всегда, а лишь при выполнении некоторого условия (а при невыполнении этого условия выполнялась другая часть программы). В этом случае пользуются оператором условного выполнения, который записывается в следующем виде:

if <условие> then <оператор1> else <оператор2>;

Под оператором понимается либо одиночный оператор (например, присваивания, вызова процедуры), либо т.н. составной оператор, состоящий из нескольких простых операторов, помещённых между словами begin и end. Важно заметить, что перед else не ставится точка с запятой. Часть else может и отсутствовать.

Пример 1: пусть требуется найти число m=max(a,b). Этой задаче соответствует следующий фрагмент программы на Паскале:

if a>b then m:=a else m:=b;

Пример 2: (без else) пусть дано целое число i. Требуется оставить его без изменения, если оно делится на 2, и вычесть из него 1, если это не так.

var i: integer;

.......

if i mod 2 = 1 then i:=i-1; {else - ничего не делать}

Примечание: в примере использована операция нахождения остатка от деления (mod), для нахождения неполного частного в Турбо-Паскале используется div.

Пример 3: (с использованием составного оператора). Пусть даны две переменные типа real. Требуется поменять местами  значения этих переменных, если a1>a2.

var a1,a2,buf :real;

.........

if a1>a2 then begin

  buf:=a1;

  a1:=a2;

  a2:=buf;             

end;

Следующий пример использует вложенные операторы if.

Пример 4: Поиск корней квадратного уравнения.

program SqEquation;

var a,b,c,d: real;

begin

  writeln;

  write('Введите коэффициенты a,b,c квадратного уравнения : ');

  readln(a,b,c);

  d:=sqr(b)-4*a*c;

  if d>=0 then

      if d=0 then writeln('Единственный корень: x=',-b/(2*a):8:3)

        else writeln('Два корня : x1=',(-b+sqrt(d))/(2*a):8:3,

                               ', x2=',(-b-sqrt(d))/(2*a):8:3)

    else {d<0} writeln('Корней нет');

  readln;

end.

Чтобы не запутаться в структуре этой программы, следует помнить такое правило: else всегда относится к последнему оператору if. Если же в программе требуется, чтобы else относилось к одному из предыдущих if, то придется воспользоваться составным оператором:

Пример 5: пользователь вводит натуральное число, задача программы — поставить слово «ученик» в нужную форму в сочетании с числительным (например: 1 ученик, 3 ученика, 9 учеников и т.п.)

begin

  write('Число учеников (1..20) --> '); readln(n);

  write(n,' ученик');

  if n<5 then begin

    if n>1 then writeln('а');

  end

  else

    writeln('ов');

    readln;

end.

В этом примере пришлось использовать составной оператор (begin ... end;) для того чтобы часть else относилась не к оператору if n>1, а к if n<5.

2. Оператор выбора (case)

Кроме оператора условного выполнения и циклов в Турбо Паскале имеется ещё одна управляющая конструкция, одно из названий которой — оператор выбора. На самом деле это усложнённый оператор if, он позволяет программе выполняться не двумя способами, в зависимости от выполнения условия, а несколькими, в зависимости от значения некоторого выражения. В общем виде этот оператор выглядит так:

case Выражение of

  Вариант1: Оператор1;

  Вариант2: Оператор2;

  ...

  ВариантN: ОператорN;

  [else ОператорN1;]

end;

(Пояснение: квадратные скобки означают то, что часть else может отсутствовать).

Выражение в простейших случаях может быть целочисленным или символьным. В качестве вариантов можно применять:

1.   Константное выражение такого же типа, как и выражение после case. Константное выражение отличается от обычного тем, что не содержит переменных и вызовов функций, тем самым оно может быть вычислено на этапе компиляции программы, а не во время выполнения.

2.   Интервал, например: 1..5, 'a'..'z'.

3.   Список значений или интервалов, например: 1,3,5..8,10,12.

Выполняется оператор case следующим образом: вычисляется выражение после слова case и по порядку проверяется, подходит полученное значение под какой-либо вариант, или нет. Если подходит, то выполняется соответствующий этому варианту оператор, иначе — есть два варианта. Если в операторе case записана часть else, то выполняется оператор после else, если же этой части нет, то не происходит вообще ничего.

Рассмотрим пример. Пусть пользователь вводит целое число от 1 до 10, программа должна приписать к нему слово «ученик» с необходимым окончанием (нулевое, «а» или «ов»).

program SchoolChildren;

var n: integer;

begin

  write('Число учеников --> '); readln(n);

  write(n,' ученик');

  case n of

    2..4:  write('а');

    5..10: write('ов');

  end;

  readln;

end.

Можно также усовершенствовать программу для произвольного натурального n:

write(n,' ученик');

  case n mod 100 of

    11..19: write('ов');

    else case n mod 10 of

      2..4:   write('а');

      0,5..9: write('ов');

    end;

  end;

Лекция 4. Операторы циклов в Паскале

В реальных задачах часто требуется выполнять одни и те же операторы несколько раз. Возможны различные варианты: выполнять фрагмент программы фиксированное число раз, выполнять, пока некоторое условие является истинным, и т. п. В связи с наличием вариантов в Паскале существует 3 типа циклов.

1. Цикл с постусловием (Repeat)

На Паскале записывается следующим образом: repeat <оператор> until <условие>. (По-русски: повторять что-то пока_не_выполнилось условие). Под обозначением <оператор> здесь понимается либо одиночный, либо последовательность операторов, разделённых точкой с запятой. Цикл работает следующим образом: выполняется оператор, затем проверяется условие, если оно пока еще не выполнилось, то оператор выполняется вновь, затем проверяется условие, и т. д. Когда условие, наконец, станет истинным выполнение оператора, расположенного внутри цикла, прекратится, и далее будет выполняться следующий за циклом оператор. Под условием, вообще говоря, понимается выражение логического типа.

Пример (подсчет суммы натуральных чисел от 1 до 100):

var i,sum: integer;

begin

  sum:=0; i:=0;

  repeat

    i:=i+1;

    sum:=sum+i;

  until i=100;

  writeln('Сумма равна: ',sum);

  readln;

end.

Важно заметить, что операторы стоящие внутри цикла repeat (иначе – в теле цикла) выполняются хотя бы один раз (только после этого проверяется условие выхода).

2. Цикл с предусловием (While)

Этот цикл записывается так: while <условие> do <оператор>. (Пока условие истинно, выполнять оператор). Суть в следующем: пока условие истинно, выполняется оператор (в этом случае оператор может не выполниться ни разу, т.к. условие проверяется до выполнения). Под оператором здесь понимается либо простой, либо составной оператор (т.е. несколько операторов, заключёных в begin ... end).

Рассмотрим тот же пример, выполненный с помощью while:

var i,sum: integer;

begin

  sum:=0; i:=0;

  while i<100 do begin

    i:=i+1;

    sum:=sum+i;

  end;

  writeln('Сумма равна: ',sum);

  readln;

end.

3. Цикл со счетчиком (For)

Записывается так: for <переменная>:=<нач> to <кон> do <оператор>. Вместо to возможно слово downto. Рассмотрим такой пример: требуется вывести на экран таблицу квадратов натуральных чисел от 2 до 20.

var i: integer;

begin for i:=2 to 20 do writeln(i,' ',sqr(i)); end.

При выполнении цикла происходит следующее: переменной i присваивается начальное значение (2), затем выполняется оператор (простой или составной), после этого к i прибавляется 1, и проверяется, не стало ли значение i равно конечному (20). Если нет, то вновь выполняется оператор, добавляется 1, и т. д. В случае, когда вместо to используется downto, все происходит наоборот: единица не прибавляется, а вычитается. Например, следующий цикл выведет ту же таблицу, но в обратном порядке:

for i:=20 downto 2 do writeln(i,' ',sqr(i));

В завершение запишем программу о подсчете суммы чисел от 1 до 100 с помощью for:

var i, sum: integer;

begin

  sum:=0;

  for i:=1 to 100 do sum:=sum+i;

  writeln(sum);

end.

Лекция 5. Символьные и строковые переменные

В математике под переменной обычно понимают некую величину, значения которой могут быть только числами. В языках программирования почти все данные, с которыми работают программы, хранятся в виде переменных. В частности, бывают переменные для хранения текстовых данных: предложений, слов и отдельных символов.

1. Символьный тип

Тип данных, переменные которого хранят ровно один символ (букву, цифру, знак препинания и т.п.) называется символьным, а в Паскале — char. Объявить переменную такого типа можно так: var ch: char;. Для того чтобы положить в эту переменную символ, нужно использовать оператор присваивания, а символ записывать в апострофах, например: ch:='R';. Для символьных переменных возможно также использование процедуры readln, например:

write(‘Выйти из игры? (Да/Нет)’); readln(ch);

if ch=’Д’ then ...{выходить}...

else ...{продолжать}...;

Символьные переменные в памяти компьютера хранятся в виде числовых кодов, иначе говоря, у каждого символа есть порядковый номер. К примеру, код пробела равен 32, код ‘A’ — 65, ‘B’ — 66, ‘C’ — 67, код символа ‘1’ — 48, ‘2’ — 49, ‘.’ — 46 и т. п. Некоторые символы (с кодами, меньшими 32) являются управляющими, при выводе таких символов на экран происходит какое либо действие, например, символ с кодом 10 переносит курсор на новую строку, с кодом 7 — вызывает звуковой сигнал, с кодом 8 — сдвигает курсор на одну позицию влево. Под хранение  символа выделяется 1 байт (байт состоит из 8 бит, а бит может принимать значения 0 или 1), поэтому всего можно закодировать 28=256 различных символов. Кодировка символов, которая используется Турбо-Паскале, называется ASCII (American Standard Code for Information Interchange — американский стандартный код для обмена информацией).

Для того чтобы получить в программе код символа нужно использовать функцию chr, например:

var i: byte; {число, занимающее 1 байт, значения — от 0 до 255}

    ch: char;

...

readln(i); writeln('символ с кодом ',i,' — это ',chr(i));

Если в качестве кода используется конкретное число, а не выражение и не переменная, то можно использовать символ «#», скажем так: ch:=#7;.  Для того перехода от кода к символу используется функция ord (от слова ordinal — порядковый). Имеющиеся знания позволяют нам написать программу, которая выдаёт на экран таблицу с кодами символов:

program ASCII;

var ch: char;

begin

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5