Слайд 1 Начальные сведения о программах на языке Pascal
ЛЕКЦИЯ
Слайд 2АЛГОРИТМ И ПРОГРАММА
Алгоритм - это последовательность действий, которые необходимо выполнить, чтобы решить
поставленную задачу.
Программа же представляет собой набор команд на языке, понятном исполнителю, реализующий некоторый алгоритм.
Слайд 3АЛГОРИТМ И ПРОГРАММА
ИСПОЛНИТЕЛЬ - КОМПЬЮТЕР,
ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ - язык высокого уровня PASCAL.
Программа на таком
языке называется исходным текстом и хранится во внешнем файле с расширением .pas.
Для перевода программы на язык низкого уровня, понятный исполнителю-компьютеру, существуют специальные программы-переводчики - компиляторы.
Результатом работы компилятора (иными словами, результатом процесса компиляции) является исполняемый код, который записывается в файл с расширением .exe.
Слайд 4СВОЙСТВА АЛГОРИТМА
массовостью (алгоритм должен уметь решать не одну конкретную задачу, а целый
класс однотипных задач);
результативностью (алгоритм должен выдавать результат своей работы);
определенностью (на каждом шаге выполнения алгоритма исполнитель должен точно знать, какой шаг будет следующим).
Эти же свойства присущи и программам, реализующим алгоритмы. Если же хотя бы одно из них оказывается невыполненным, программа полностью теряет смысл.
Слайд 5КОМПИЛЯЦИЯ, ОТЛАДКА И ТЕСТИРОВАНИЕ
Любой компилятор требует, чтобы программа, подаваемая ему для
перевода, была абсолютно правильно составлена.
Слайд 6КОМПИЛЯЦИЯ, ОТЛАДКА И ТЕСТИРОВАНИЕ
Отладка - это поиск и исправление ошибок в программе.
Тестирование -
это составление специальных наборов входных и выходных данных (тестов), а затем исполнение программы и проверка полученных результатов в поисках возможных семантических или логических ошибок.
Чтобы уменьшить затраты времени и сил на отладку, нужно писать синтаксически и логически правильные программы.
Слайд 7Средства разработки программ
Итак, в составе среды разработчика Pascal имеются:
текстовый редактор, в
котором можно набирать тексты программ ;
компилятор, превращающий исходные тексты в исполняемый код ;
отладчик, помогающий обнаруживать и исправлять ошибки в программе.
Слайд 8Возможности, предоставляемые средой Pascal
Нажатие клавиш F1, Alt+F1, Ctrl+F1 открывает экранную подсказку.
Нажатие
клавиши F2 позволяет сохранить исходный текст программы.
Нажатие клавиши F3 открывает диалог выбора нужного файла (по умолчанию, отображаются только файлы с расширением .pas).
Нажатие клавиши Alt+F5 показывает консоль с результатами работы программы.
Нажатие клавиши Ctrl+F9 начинает процесс выполнения программы. Если она еще не была откомпилирована, предварительно будет вызван компилятор.
Клавиши F7 и F8 обеспечивают трассировку - пошаговое выполнение программы, позволяющее проследить за процессом ее выполнения.
Слайд 9Структура Pascal-программы
program ;
[ uses ;]
[ label ;]
[ const =
<значение_константы>;]
[ type <имя_типа> = <определение_типа>;]
[ var <имя_переменной> : <тип_переменной>;]
[ procedure <имя_процедуры> <описание_процедуры>;]
[ function <имя_функции> <описание_функции>;]
begin {начало основного тела программы}
<операторы>
end. (* конец основного тела программы *)
Слайд 10REM
Сразу же необходимо сделать важную оговорку: поздние версии компиляторов языка Pascal уже не требуют указывать
название программы, то есть строку
program <имя_программы>;
Но это возможно только в том случае, если вся программа содержится в одном модуле-файле. Если же программа состоит из нескольких самостоятельных кусков - модулей, то каждый из них должен иметь заголовок (program или unit).
Слайд 11REM
Любой из перечисленных необязательных разделов может встречаться в тексте программы более
одного раза, их общая последовательность также может меняться, но при этом всегда должно выполняться ГЛАВНОЕ ПРАВИЛО ЯЗЫКА Pascal: прежде чем объект будет использован, он должен быть объявлен и описан.
Слайд 12ВНЕШНИЙ ВИД ИСХОДНОГО ТЕКСТА ПРОГРАММЫ
Компиляторы языка Pascal не различают строчные и
прописные буквы, а пробельные символы игнорируют, поэтому текст программы можно структурировать так, чтобы читать и отлаживать его было наиболее удобно.
Например, операторы каждого логически единого блока программы стоит записывать с небольшим отступом от левого края экрана, и чем глубже вложенность блока, тем шире должны быть отступы перед входящими в него операторами.
Кроме того, встроенный редактор среды Pascal автоматически выравнивает левые края строк.
И еще один полезный совет: для облегчения отладки программы не следует записывать на одну строку несколько операторов.
Слайд 13КОММЕНТАРИИ
Комментарий - это строка (или несколько строк) из произвольных символов, заключенная в фигурные
скобки:
{ комментарий }
Другой вариант оформления комментария:
(* комментарий *)
Внутри самого комментария символы } или *) встречаться не должны.
Во время компилирования программы комментарии игнорируются. Следовательно, их можно добавлять в любом месте программы. Можно даже разорвать оператор вставкой комментария.
Кроме того, все, что находится после ключевого слова end., завершающего текст программы, компилятор тоже воспринимает как комментарий.
Слайд 14ДИРЕКТИВЫ КОМПИЛЯТОРА
Строка, начинающаяся символами {$, является не комментарием, а директивой компилятора - специальной командой,
от которой зависит процесс компиляции и выполнения программы.
Например, строка {$I-,Q+} отключает контроль правильности ввода-вывода, но включает контроль переполнения при вычислениях.
Слайд 15ИДЕНТИФИКАТОРЫ
Имена, даваемые программным объектам (константам, типам, переменным, функциям и процедурам, да и
всей программе целиком) называются идентификаторами.
Они могут состоять только из цифр, латинских букв и знака "_" (подчеркивание).
Однако цифра не может начинать имя.
Идентификаторы могут иметь любую длину, но если у двух имен первые 63 символа совпадают, то такие имена считаются идентичными.
Имена должны отличаться от зарезервированных слов, используемых языком Pascal, потому что компилятор все равно не примет переменные с "чужими" именами.
Слайд 16Список наиболее часто встречающихся зарезервированных слов:
Слайд 17ПЕРЕМЕННЫЕ И ТИПЫ ДАННЫХ
Переменная - это программный объект, значение которого может изменяться
в процессе работы программы.
Тип данных - это характеристика диапазона значений, которые могут принимать переменные, относящиеся к этому типу данных.
Все используемые в программе переменные должны быть описаны в специальном разделе var по следующему шаблону:
var <имя_переменной_1> [, <имя_переменной_2, _>] : <имя_типа_1>; <имя_переменной_3> [, <имя_переменной_4, _>] : <имя_типа_2>;
Язык Pascal обладает большим набором разнообразных типов данных.
Слайд 18КОНСТАНТЫ
Константа - это объект, значение которого известно еще до начала работы программы.
Константы необходимы для оформления наглядных программ, незаменимы
при использовании в тексте программы многократно повторяемых значений, удобны в случае необходимости изменения этих значений сразу во всей программе.
В языке Pascal существует три вида констант:
неименованные константы (цифры и числа, символы и строки, множества);
именованные нетипизированные константы ;
именованные типизированные константы.
Слайд 19НЕИМЕНОВАННЫЕ КОНСТАНТЫ
Неименованные константы не имеют имен, и потому их не нужно описывать.
Тип неименованной константы определяется автоматически:
любая последовательность цифр (возможно, предваряемая знаком "-" или "+" или разбиваемая одной точкой) воспринимается компилятором как неименованная константа - число (целое или вещественное);
любая последовательность символов, заключенная в апострофы, воспринимается как неименованная константа - строка;
любая последовательность целых чисел либо символов через запятую, обрамленная квадратными скобками, воспринимается как неименованная константа - множество.
Слайд 20НЕИМЕНОВАННЫЕ КОНСТАНТЫ
Кроме того, существуют две специальные константы true и false, относящиеся
к логическому типу данных.
Примерами использования неименованных констант могут послужить следующие операторы:
int1 := -10;
real2 := 12.075 + х;
char3 := 'z';
string4 := 'abc' + string44;
set5 := [1,3,5] * set55;
boolean6 := true;
Слайд 21НЕТИПИЗИРОВАННЫЕ КОНСТАНТЫ
Именованные константы, как следует из их названия, должны иметь имя.
Стало быть, эти имена необходимо сообщить компилятору, то есть описать в специальном разделе const.
Если не указывать тип константы, то по ее внешнему виду компилятор сам определит, к какому (базовому) типу ее отнести. Любую уже описанную константу можно использовать при объявлении других констант, переменных и типов данных.
Вот несколько примеров описания нетипизированных именованных констант:
const n = -10;
m = 1000000000;
mmm = n*100;
x = 2.5;
c = 'z';
s = 'string';
b = true;
Слайд 22ТИПИЗИРОВАННЫЕ КОНСТАНТЫ
Типизированные именованные константы представляют собой переменные (!) с начальным значением, которое к моменту
старта программы уже известно. Следовательно, во-первых, типизированные константы нельзя использовать для определения других констант, типов данных и переменных, а во-вторых, их значения можно изменять в процессе работы программы.
Описание типизированных констант производится по следующему шаблону:
const <имя_константы> : <тип_константы> = <начальное_значение>;
Из приведенных ниже примеров видно, как это сделать:
const n: integer = -10;
x: real = 2.5;
c: char = 'z';
b: boolean = true;
Слайд 23ПРОСТЕЙШИЕ ОПЕРАТОРЫ
Если говорить строго, то оператором называется (минимальная) структурно законченная единица программы.
Важно!
Все операторы языка Pascal должны заканчиваться знаком ";" и ни один оператор не может разрываться этим знаком.
Единственная возможность не ставить после оператора ";" появляется в том случае, когда сразу за этим оператором следует ключевое слово end.
Слайд 24ПРОСТЕЙШИЕ ОПЕРАТОРЫ
К простейшим операторам языка Pascal относятся:
a:= b; - присваивание переменной а значения переменной b. В правой части присваивания может находиться переменная,
константа, арифметическое выражение или вызов функции.
; - пустой оператор, который можно вставлять куда угодно, а также вычеркивать откуда угодно, поскольку на целостность программы это никак не влияет.
Операторные скобки, превращающие несколько операторов в один:
begin <несколько операторов> end;
Слайд 25МЕТКИ И БЕЗУСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД
Метка помечает какое-либо место в тексте программы. Метками могут быть числа от
0 до 9999 или идентификаторы, которые в этом случае уже нельзя использовать для каких-либо иных нужд. Все метки должны быть описаны в специальном разделе label:
label <список_всех_меток_через_запятую>;
Меткой может быть помечен любой оператор программы <метка>: <оператор>;
Любая метка может встретиться в тексте программы только один раз. Используются метки только операторами безусловного перехода goto:
goto <метка>;
Слайд 26ВВОД И ВЫВОД: КОНСОЛЬ
Как мы уже говорили, любой алгоритм должен быть
результативным. В общем случае это означает, что он должен сообщать результат своей работы потребителю: пользователю-человеку или другой программе (например, программе управления принтером).
В программировании существует специальное понятие консоль, которое обозначает клавиатуру при вводе и монитор при выводе.
Слайд 27ВВОД С КОНСОЛИ
Для того чтобы получить данные, вводимые пользователем вручную (то
есть с консоли), применяются команды
read(<список_ввода>) и readln(<список_ввода>)
Первая из этих команд считывает все предложенные ей данные, оставляя курсор в конце последней строки ввода, а вторая - сразу после окончания ввода переводит курсор на начало следующей строки.
Слайд 28ВВОД С КОНСОЛИ
Список ввода - это последовательность имен переменных, разделенных запятыми.
Например, при помощи команды
readln(k,x,c,s); {k:byte; x:real; c:char; s:string}
программа может получить с клавиатуры данные сразу для четырех переменных, относящихся к различным типам данных.
Слайд 29ВВОД С КОНСОЛИ
Вводимые значения необходимо разделять пробелами, а завершать ввод -
нажатием клавиши Enter. Ввод данных заканчивается в тот момент, когда последняя переменная из списка ввода получила свое значение.
Следовательно, вводя данные при помощи приведенной выше команды, вы можете нажать Enter четыре раза - после каждой из вводимых переменных, - либо же только один раз, предварительно введя все четыре переменные в одну строчку (обязательно нужно разделить их пробелами).
Слайд 30ВВОД С КОНСОЛИ
Типы вводимых значений должны совпадать с типами указанных переменных,
иначе возникает ошибка. Поэтому нужно внимательно следить за правильностью вводимых данных.
Вообще, вводить с клавиатуры можно только данные базовых типов (за исключением логического). Если же программе все-таки необходимо получить с консоли значение для boolean-величины, придется действовать более хитро: вводить оговоренный символ, а уже на его основе присваивать логической переменной соответствующее значение.
Слайд 32ВВОД С КОНСОЛИ
Второе исключение: строки, хотя они и не являются базовым
типом, вводить тоже разрешается. Признаком окончания ввода строки является нажатие клавиши Enter, поэтому все следующие за нею переменные необходимо вводить с новой строчки.
Слайд 33ВЫВОД НА КОНСОЛЬ
Сделаем одно важное замечание: ожидая от человека ввода с
клавиатуры, не нужно полагать, что он окажется ясновидящим и просто по мерцанию курсора на черном экране догадается, какого типа переменная нужна ожидающей программе.
Старайтесь всегда придерживаться правила: "лысый" ввод недопустим!
Перед тем как считывать что-либо с консоли, необходимо сообщить пользователю, что именно он должен ввести: смысл вводимой информации, тип данных, максимальное и минимальное допустимые значения и т.п.
Слайд 34ВЫВОД НА КОНСОЛЬ
Примером неплохого приглашения служит, скажем, такая строчка:
Введите два вещественных
числа (0.1Средства, позволяющие организовать выдачу информации на экран, мы здесь и рассмотрим.
Слайд 35ВЫВОД НА КОНСОЛЬ
Для того чтобы вывести на экран какое-либо сообщение, воспользуйтесь
процедурой
write(< список_вывода >) или writeln(<список_вывода>).
Первая из них, напечатав на экране все, о чем ее просили, оставит курсор в конце выведенной строки, а вторая переведет его в начало следующей строчки.
Список вывода может состоять из нескольких переменных, записанных через запятую; все эти переменные должны иметь тип либо базовый5, либо строчный.
Например, writeln(a,b,c);
Слайд 36ФОРМАТНЫЙ ВЫВОД
Если для вывода информации воспользоваться командой, приведенной в конце предыдущего
пункта, то выводимые символы окажутся "слепленными". Чтобы этого не случилось, нужно либо позаботиться о пробелах между выводимыми переменными:
writeln(a,' ',b,' ',c);
либо задать для всех (или хотя бы для некоторых) переменных формат вывода:
writeln(a:5,b,c:20:5);
Первое число после знака ":" обозначает количество позиций, выделяемых под всю переменную, а второе - под дробную часть числа. Десятичная точка тоже считается отдельным символом.
Слайд 37ФОРМАТНЫЙ ВЫВОД
Если число длиннее, чем отведенное под него пространство, количество позиций
будет автоматически увеличено. Если же выводимое число короче заданного формата, то спереди к нему припишутся несколько пробелов. Таким образом, можно производить вывод красивыми ровными столбиками, а также следить за тем, чтобы переменные не сливались.
Например, если a = 25, b = 'x', а c = 10.5, то после выполнения команды writeln(a:5,' ',b,c:10:5) на экране или в файле будет записано следующее :
_ _ _25_x_ _10.50000
Слайд 38ФОРМАТНЫЙ ВЫВОД
Особенно важен формат при выводе вещественных переменных. К примеру, если
не указать формат, то число 10.5 будет выведено как 1.0500000000Е+0001. Такой формат называется записью с плавающей точкой.
Если же задать только общую длину вещественного числа, не указывая длину дробной части, то оно будет занимать на экране заданное количество символов (в случае надобности, спереди будет добавлено соответствующее количество пробелов), но при этом останется в формате плавающей точки. Минимальной длиной для вывода вещественных чисел является 10 (при формате _x.xE+yyyy). Первая позиция зарезервирована под знак "-".
Слайд 39ФОРМАТНЫЙ ВЫВОД
Необходимо помнить, что в случае недостаточной длины вывода число будет
автоматически округлено, например (подчерк служит для визуализации пробела):
Слайд 41ПРИМЕР ПРОСТЕЙШЕЙ ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ PASCAL
Во время работы этой программы на
экране появится примерно следующее: