Лекция по паскалю

Алгоритмический язык Паскаль

Программа на Р записывается в виде последовательности символов:

– заглавные и прописные латинские буквы;

– арабские цифры;

– знаки препинания ( : ; , . ) ;

– знаки операций.

Арифметические операции правила их записи.

Знаки операций: *, /, -, +, div, mod

(a div b) частное от деления а на b (a mod b) о статок, после деления а на b.

(а, b-целые).

A div b= a mod b =a-((a div b)*b)

17 div 3 = 5 17 mod 3 = 2 8 div 2 = 4 8 mod 2 = 0 1 div 5 = 0 1 mod 5 = 1

При выполнении арифметических операций соблюдаются следующие правила:

1. Все знаки проставляются a b a*b;

2. Два знака не могут следовать один за другим n/-2 n/(-2);

3. Соблюдается иерархия выполнения арифметических операций: стандартные функции;div, mod; *, /; +, -;

4. Изменить иерархию можно только с помощью скобок.

Типы переменных.

Переменные на языке Паскаль задаются своими именами (63 символа).

Целочисленные переменные.

Shortint – короткие целые числа (1 байт). (-128 127)

Longint – удвоенные целые числа (4 байта). (-231 231 -1)

Integer – обычные целые числа (2 байта). (-3276832767)

Word – целые положительные числа (2 байта). (065535)

Byte – целые короткие положительные числа (1 байт). (0255)

Верхнее граничное значение целочисленных переменных задано в Паскале как константа и имеет соответствующее имя: Maxint = 32767 (215 -1) Maxlongint = 231 -1

Логический тип.

Boolean – логические переменные (1 байт) могут принимать 2 значения:

– True (истина)

– False (ложь)

Логические переменные могут использоваться только в логических выражениях. Над ними можно выполнять только 2 операции:

– равно (=)

– не равно (< >)

Для идентификаторов имеет место:

False< True

Над логическими переменными возможны следующие операции:

And (и)

Or (или)

Not (не)

Ord (false) = 0 Ord (true) = 1

Символьный тип.

Chor – служит для хранения одного символа (1 байт)

(буква, цифра, знаки препинания, специальные символы, непосредственно код). Значения символьных переменных задаются в апострофах – ” А”, “9”.

Строковый тип.

String – строковые переменные (255 байт).

Это строка Символов заключенных в апострофах.

Вещественный тип.

Real – служит для хранения вещественных чисел (6 байт)

(11 знаков после запятой).

Могут быть заданы в форме с:

1. фиксированной точкой

– 0,5; +5,0; -133,15

Плавающей точкой 1200 = 120,0 Е+1 = 12,0 Е+2 = 1,2 Е+3 = 12000,0 Е-1 (показатель степени 38)

Используется для изображения очень больших или очень маленьких чисел.

Стандартные функции.

Sin (x) sin x (вещ.)

cos (x) cos x (вещ.)

arctg(x) arctg x (вещ.)

exp (x) ex (вещ.)

ln (x) ln x (вещ.)

pi (x) 3.14 (вещ.)

abs (x) (вещ.)

sqr (x) x2 (вещ.)

sqrt (x) (вещ.)

trunc (x) целая часть числа, дробная остается без округлен. (цел)

Trunc (3.7) = 3 trunc (3.1) = 3 trunc (-3.7) = -3

Frag (x) дробная часть числа (вещ.)

Int (x) ближайшее наименьшее целое число (цел.)

Int (3.4) = 3 int (3.7) = 3 int (-3.4) = -4

Round (x) ближайшее целое число (матем округ-е) (цел.)

Round (3.14) = 3 round (3.74) = 4 round (-3.14) = -3

Random (x) генератор случайных чисел (вещ.)

от 0 до x; если x – отсутствует, диапазон чисел 01

Odd (x) возвращает TRUE, если x – число нечетное (лог.)

Аргументом стандартной функции может быть переменная, константа, выражение, стоящее справа от имени в скобках. Воспринимается в радианах для тригонометрических функции.

Структура программы на Паскале. Программа – это последовательность инструкций компьютеру приводящих к конечному результату за конечное число шагов.

Программа, написанная на алгоритмическом языке, переводится на язык машинных команд:

Program <имя>;

<описательная часть>;

<раздел функций и процедур>;

Begin

<исполнительная часть>;

End.

Зарезервированные слова:

– program – всегда первый;

– begin – начало;

– end – конец.

<имя> – присваивается составителем программы (строится по правилам переменных).

Описательная часть программы.

– Все переменные, используемые в программе должны быть описаны.

Описание начинается со служебного слова var.

Program ff;

Var

i, n: integer; x, y,z: real;

begin;

………

end.

Список переменных от типа отделяется “: “, одно описание от другого – “; “, список переменных – “, “.

Метки в программе описываются с помощью служебного слова: label.

Константы : const.

Пользовательский тип данных: type.

Исполнительная часть программы.

Отдельные инструкции, входящие в программу, называются операторами. Операторы отделяются один от другого – “; “.

Бывают трех типов:

– пустой оператор;

– простой оператор;

– составной оператор.

Составной оператор:

Begin

<оператор 1>; <оператор 2>; …

End;

Операторы Паскаля.

Оператор присваивания.

“: =” – знак присваивания.

<переменная> : = <выражения>;

Читается одиноково.

Пример:

;

Паскаль не допускает смешенных выражений. Слева – вещественное, справа – целое выражение (допустимо).

Если в выражении есть хотя бы одна вещественная переменная, все выражение будет вещественным.

Операторы ввода-вывода.

READ (<список – ввода>)

– имя оператора ввода;

– список переменных, разделенных запятыми.

WRITE (<список – вывода>)

– имя оператора вывода;

– список переменных вывода, разделенных запятыми.

READLN (a, b, c) – после вода значений a, b и c курсор перемещается на следующую строку.

WRITELN – без списка вывода можно использовать для пропуска строк при оформлении вывода результатов.

В операторе WRITE можно использовать формат вывода значений переменных.

Writeln ( ‘_ a = ‘ , a:8:3, ‘_ b = ‘, b:4);

При a = 341.154, b = 2

_ a = _ 341.154 _ b = _ 144

При a = 1.3, b = 144

_ a = _ _ _ 1.300 _ b = _ 144

Program _ prim;

Сlrscr – оператор гашения экрана;

Var a, b: integer;

x, y: real;

Begin writeln (‘ введите a, b ‘);

readln ( a, b);

x: = a + b; y: = a/b;

writeln (‘ x = ‘, x:8:3, ‘_ _ ‘, ‘y = ‘, y:8:3)

End.

Ключевые слова горят ярче, чем весь текст прогаммы.

Операторы условия и перехода.

Строки программы на Паскале не нумеруются. Отдельные строки в программе могут иметь метки, к которым можно переходить.

Метки должны быть описаны с помощью ключевого слова

label N1, N2 … ;

В описательной части программы.

N1, N2, … – идентификатор или целое число (положительное) (09999).

Оператор: GO TO N; – передает управление строке с меткой N.

Program pr;

Label 3;

Var

x, y: real;

Begin

3: readln (x, y);

go to 3;

End.

Оператор: IF < условия > THEN P1 [ ELSE P2 ]; если то иначе (не обязательная часть)

<условие> – логическое выражение ;

P1, P2 – простой или составной операторы.

По этому оператору:

Если <условие> – “истинно”, то выполняется P1 (true);

– ” ложно”, то выполняется P2 (false).

Если ELSE – отсутствует и <условие> – “ложно”, то управление передается следующему оператору.

Распечатать наибольшее из двух чисел:

IF a>b THEN write (a) ELSE write (b).

Вычислить значение функции:

Y =

If x>=0 then y:= sin(x) else y:= – sin(x);

Логические выражения могут быть сложными, составленными с помощью логических операций: AND (и) OR (или) NOT (не).

IF (a>b) and (a>c) THEN writeln (‘a = ‘, a)

IF a<0 THEN

составной оператор (P1)

ELSE

cоставной оператор (P2)

Паскаль допускает вложенность операторов IF.

IF n>0 THEN

IF ( m div n)>n THEN

m: = m-n

ELSE

m: = m + n;

ELSE – всегда относится к ближайшему оператору IF.

Если n>0 и (m div n)>n будет выполнено m: = m-n.

Если n>0, но (m div n)N будет выполнено m: = m + n.

Если n0 – переход к следующему оператору.

Задача :

Вычислить: y=

Program fun;

Var

x, y: real;

Begin

writeln (‘введите x’); readln (x);

if x>90 then writeln (‘функция не определена’)

else begin

if x<0 then y: = 0

else y: = SIN (x*PI/180);

writeln (‘y = ‘,y:8:3);

end; (составной оператор)

End.

Оператор CASE … OF; этот оператор предназначен для замены конструкций из вложенных IF.

Структура:

CASE N of

N1: P1;

N2: P2;

NN: PN;

[else P;] – необязательная часть оператора.

end;

Где N – целочисленная переменная, или выражение целочисленного типа.

N1, N2, … NN – возможные значения переменной N.

P, P1, P2, … PN – простые или составные операторы.

По этому оператору :

если значение – N = N1, то выполняется P1 (после чего управление передается оператору следующему за оператором case… of);

если значение – N = N2, то выполняется P2, иначе P.

Если структура else – отсутствует и N – не принимает ни одного из перечисленных значений, управление передается следующему за case … of оператору.

Циклические вычислительные процессы.

Процессы, в которых ряд действий повторяются многократно по одним и тем же математическим зависимостям, называются циклическими.

Операторы цикла.

При организации циклов необходимо:

– определить параметр цикла и его начальное значение;

– изменять значение параметра цикла на каждом шаге итерации;

– проверка на выход из цикла.

FOR i: = N TO K DO P

(для) (до) (выполнять)

Где i – параметр цикла;

N, K – его начальное и конечное значение;

P – простой или составной оператор;

I, N, K – переменные или константы целого типа.

Шаг изменения i – равен 1.

Если K<N, т. е. имеем дело с циклом с отрицательным шагом: (-1)

FOR i: =N DOWNTO K DO P

Рассмотрим пример.

Вычислить

S= 1+1/2+1/3+ … +1/50

Выделим переменную для накапливания суммы – Sum. Значение этой переменной необходимо предварительно обнулить. Паскаль не производит предварительной, начальной, инициализации переменных. Поэтому сумма может быть искажена без Sum = 0.

Program sum;

Var

i: integer;

sum: real;

Begin

sum: =0;

for i: = 1 to 50 do

Sum: = sum + 1/i;

Writeln (‘ сумма = ‘, Sum);

End.

Оператор for применяют в тех случаях, когда значения параметра цикла целые и меняются с шагом +1, -1.

Оператор цикла с постусловием.

REPEAT

– тело цикла

UNTIL <условие>;

Где P1, P2, …PN – любые операторы.

По этому оператору выполняется “тело цикла”, а затем проверяется <условие>, если оно не выполнилось, цикл повторяется. И так до тех пор, пока <условие> не будет выполнено.

Необходимо помнить: если <условие> сразу выполнилось, цикл будет пройден один раз.

Вычислить: y = a sin (x ) , x = , =0.2

Program fun;

Var

y, a, x: real;

Begin

x: =0 ; read (a)

repeat

y: = a *sin (x); writeln (y, x); x: = x + 0.2 ;

until x>1 ;

End.

Действия, которые подчеркнуты, необходимы для организации цикла.

Оператор цикла с предусловием.

WHILE <условие> DO P;

Где P – простой или составной оператор.

По этому оператору проверяется <условие> и, если оно выполняется, то выполняется – P, после чего опять проверяется <условие> и т. д.

Итак, P – выполняется до тех пор, пока выполняется <условие>.

Если условие ни разу не выполнилось, P – игнорируется, управление передается следующему оператору.

Вычислить: y = sin x, x, x, – ввести с клавиатуры.

Подсчитать среднее положительное и среднее отрицательное значение функции.

Program cikl;

Var

y, x, x k, d x: real;

n, k: integer; SP, n – среднее и количество положительных значений.

SP, S0: real; S0, k – среднее и количество отрицательных значений.

Begin

writeln (‘ введите x – начальное, x – конечное, d x – шаг’);

read (x, x k, d x);

SP: =0; S0: = 0; n: =0; k: =0;

While x< = k x do.

P Составной оператор.

If n=0 then writeln (‘Отрицательные отсутствуют’)

else writeln (‘ Средние отрицательные = ‘, SP/n);

If k=0 then writeln (‘ Положительные отсутствуют ‘)

else writeln (‘ Средние положительные = ‘, S0/k);

End.

Массивы

Задача 1:

Составить программу подсчета суммы и произведения элементов одномерного массива.

Program sum-prois;

Uses crt;

Const

n = 100;

Var

a: array [1…n] of real;

n, k, i: integer;

p, s: real;

Begin

clrscr; s: = 0; p: =1;

writeln (‘введите размер массива’); readln (nk);

writeln (‘введите элемент массива’);

for i:=1 to nk do

readln (a[i] );

for i:=1 to nk do

begin

s:= s + a[ i ];

p:= p * a[ i ];

end;

writeln (‘Сум. = ‘, s, ‘Произ. =’ , p);

End.

Необходимо подготовить ячейки:

– при накапливании суммы – s=0

– при подсчете произведения – p=1.

Задача рассчитана на обработку массива с максимальным размером 100 элементов (n=100).

Конкретный размер массива вводится с клавиатуры (nk).

При каждом прохождении через цикл с клавиатуры вводится только один элемент массива. Два цикла for можно было объединить в один.

Двумерные массивы.

Двумерный массив можно представить в виде матрицы..

Описание двумерных массивов:

A – имя массива;

N, m – количество строк и столбцов в массиве.

Размер массива – nM.

A[i, j] – элемент стоящий на пересечении i-ой строки и j-го столбца.

Каждый элемент определяется двумя индексами.

A[i, i] – элементы главной диагонали.

A[i, 2] – элементы второго стлбца.

Задача 1.

Составить программу подсчета суммы элементов над главной диагональю в двумерном массиве.

Program matrix;

Const

n=10;

m=10;

Var

a: array [1…n, 1…m] of real;

i, j: integer; n, m: integer;

s: real;

Begin s:=0;

writeln (‘ введите размер массива m, n);

readln (n, m);

{Ввод массива:}

for i:=1 to n do

for j:=1 to m do

readln (a[i, j]);

for i:=1 to n do

for j:=i to m do

s: s+a[i, j];

writeln(‘s=’, s);

End.

Для ввода элементов массива используются вложенные циклы.

I – параметр внешнего цикла;

J – параметр внутреннего цикла;

I – меняется медленнее j.

Элементы массива необходимо вводить по строкам.


Лекция по паскалю