Типы данных языка Паскаль
Любые данные (константы, переменные, значения функций или выражения) в Турбо Паскале характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, которые может иметь тот или иной объект, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Тип также определяет формат внутреннего представления данных в памяти компьютера.
Существуют следующие типы данных в Турбо-Паскале.
1) Простые типы:
– вещественные;
– символьные;
– булевские (логические);
– перечисляемые;
– ограниченные (диапазонные).
2) Составные (структурированные) типы:
– регулярные (массивы);
– комбинированные (записи);
– файловые;
– множественные;
– строковые;
– объекты.
3) Ссылочные типы (типизированные и нетипизированные указатели).
4) Процедурные типы.
В Турбо Паскале предусмотрен механизм создания новых типов данных, благодаря чему общее количество типов, используемых в программе может быть сколь угодно большим.
Целый тип . Значениями целого типа являются элементы подмножества целых чисел. В Турбо-Паскале существует пять целых типов. Их названия, диапазон значений, длина представления в байтах приведены в табл. 6.
Таблица 6
Целые типы данных
Целые переменные описываются с использованием указанных выше зарезервированных слов:
i, j, k: integer;
Данные целого типа хранятся в памяти точно. Например, переменные типа integer занимают в памяти 2 байта (16 бит), которые распределяются следующим образом: 1 бит отводится для хранения знака числа (0, если число положительное, и 1, если число отрицательное) и 15 бит для хранения числа в двоичной системе счисления. Максимальное десятичное число, которое можно записать как двоичное в 15 бит – это 32767.
При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться «вложенностью» типов, т.е. везде где используется word, допускается использование byte (но не наоборот), в longint «входит» integer, который, в свою очередь, включает в себя shortint.
Для целого типа определены пять основных операций, результатом которых также является целое число: +, -,*, div, mod (сложение, вычитание, умножение, целочисленное деление и остаток от целочисленного деления). В арифметических выражениях операции *, div, mod имеют более высокий приоритет по сравнению с операциями +, -. Примеры записи выражений:
Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен в табл. 7. Буквами b, s, w, i, l обозначены выражения соответственно типа byte, shortint, word, integer, и longint; x – выражение любого из этих типов; идентификаторы vb, vs, vw, vi, vl, vx обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр.
Таблица 7
Стандартные процедуры и функции, применимые к целым типам
| Обращение | Тип результата | Действие |
| Abs (x) | x | Возвращает модуль x |
| Chr (b) | Char | Возвращает символ по его коду |
| Dec (vx [, i]) | - | Уменьшает значение vx на i, а при отсутствии i – на 1 |
| Inc (vx [, i]) | - | Увеличивает значение vx на i, а при отсутствии i – на 1 |
| Hi (i) | Byte | Возвращает старший байт аргумента |
| Hi (i) | Byte | То же |
| Lo (i) | Byte | Возвращает младший байт аргумента |
| Lo (w) | Byte | То же |
| Odd (l) | Byte | Возвращает true, если аргумент – нечетное число |
| Random (w) | Как у параметра | Возвращает псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0…(w-1) |
| Sqr (x) | x | Возвращает квадрат аргумента |
| Swap (i) | Integer | |
| Swap (w) | Word | Меняет местами байты в слове |
| Succ(x) | Как у параметра | Возвращает следующее целое значение, т.е. x+1 |
| Pred(x) | Как у параметра | Возвращает предшествующее целое значение, т.е. x-1 |
При действиях с целыми числами тип результата будет соответствовать типу операнда, а если операнды относятся к различным целым типам, - типу того операнда, который имеет максимальный диапазон значений. Возможное переполнение результата не контролируется, что может привести к ошибкам в программе.
Вещественный тип. Значения вещественных типов определяют произвольное число с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа. В Турбо-Паскале существуют пять вещественных типов (табл. 8).
Таблица 8
Вещественные типы данных
Вещественные переменные описываются с использованием указанных выше зарезервированных слов:
Вещественное число в памяти компьютера состоит из 3-х частей:
Знаковый разряд числа;
Экспоненциальная часть;
Мантисса числа.
Мантисса имеет длину от 23 (Single) до 63 (Extended) двоичных разрядов, что и обеспечивает точность 7-8 для Single и 19-20 для Extended десятичных цифр. Десятичная точка (запятая) подразумевается перед левым (старшим) разрядом мантиссы, но при действиях с числом ее положение сдвигается влево или вправо в соответствии с двоичным порядком числа, хранящимся в экспоненциальной части, поэтому действия над вещественными числами называют арифметикой с плавающей точкой (запятой).
Доступ к типам Single, Double и Extended осуществляется только при особых режимах компиляции. Для включения данных режимов следует выбрать пункт меню Options , Compiler… и включить опцию 8087/80287 в группе Numeric processing .
Особое положение в Турбо Паскаль занимает тип Comp, который трактуется как вещественное число без экспоненциальной и дробной частей. Фактически, Comp – Это большое целое число со знаком, сохраняющее 19…20 значащих десятичных цифр. В то же время в выражениях Comp полностью совместим с любыми другими вещественными типами: над ним определены все вещественные операции, он может использоваться как аргумент математических операций и т.д.
Вещественные числа задаются в десятичной системе счисления в одной из двух форм .
В форме с фиксированной точкой запись состоит из целой и дробной частей, отделенных друг от друга точкой, например:
0.087 4.0 23.5 0.6
В форме с плавающей точкой запись содержит букву Е, которая означает «умножить на десять в степени», причем степень является целым числом, например:
7Е3 6.9Е-8 0.98Е-02 45Е+04
Над объектами вещественного типа определены следующие операции: +, -, *, /.
Операции «*» и «/» имеют более высокий приоритет по сравнению с операциями «+» и «-».
Если хотя бы один операнд вещественный, то операции +, -, *, / приводят к вещественному результату. Операция деления / приводит к вещественному результату и в случае двух целых операндов, например: 9/3 = 3.0.
Для работы с вещественными данными могут использоваться стандартные математические функции, представленные в табл. 9. Результат работы этих функций также является вещественным.
Таблица 9
Математические функции, работающие с вещественными данными
Переменные и константы типа REAL запрещается использовать:
– в функциях pred(x), succ(x), ord(x);
– в качестве индексов массивов;
– в качестве меток в операторах передачи управления;
– в качестве управляющих переменных (параметров цикла).
Для перевода вещественного числа в целое можно воспользоваться функциями:
trunc(x) – целая часть х (х – вещественное);
round(x) – округление до ближайшего целого (х- вещественное).
Символьный тип. Символьные переменные описываются с помощью зарезервированного слова char:
Значения этого типа выбираются из упорядоченного множества символов (из множества ASCII), состоящего из 256 символов. Каждому символу приписывается целое число из диапазона 0..255. Например, прописные буквы латинского алфавита A..Z имеют коды 65..90, а строчные буквы – коды 97..122.
Значением переменной символьного типа является один символ, заключенный в апострофы, например:
‘F’ ‘8’ ‘*’
Символьные переменные можно сравнивать между собой, при этом сравниваются коды символов.
Существуют функции, которые устанавливают соответствие между символом и его кодом:
ord(с) – выдает номер символа с;
chr(i) – выдает символ с номером i.
Эти функции являются обратными по отношению друг к другу.
Логический тип . Логические переменные описываются с помощью зарезервированного слова boolean:
p1, p2: boolean;
Переменные логического типа принимают два значения: true (истина), false (ложь).
Эти величины упорядочены следующим образом: false < true. false имеет порядковый номер 0, true имеет порядковый номер 1.
Переменным логического типа можно либо присвоить значение непосредственно, либо использовать логическое выражение. Например,
a, d, g, b: boolean;
Операции отношения (<, <=, >, >=, =, <>), применяемые к целым, вещественным и символьным переменным, дают логический результат.
Логические операции над операндами логического типа также дают логический результат (операции приведены в порядке убывания приоритета) (подробнее см. табл. 3 и 5):
not – отрицание (операция НЕ);
and – логическое умножение (операция И);
or – логическое сложение (операция ИЛИ);
xor – исключающее ИЛИ.
Выражение (not a) имеет значение, противоположное значению а.
Выражение (a and b) дает значение true, если только и а и b имеют значение true, в остальных случаях значение этого выражения есть false.
Выражение (a or b) дает значение false, если только и а и b имеют значение false, во всех остальных случаях результат true.
Перечисляемый тип . Нестандартный перечисляемый тип задается перечислением в виде имен значений, которые может принимать переменная. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками. Общий вид описания перечисляемого типа:
x = (w1, w2, …, wn);
где х – имя типа, w1, w2,…, wn – значения, которые может принимать переменная типа х.
Эти значения являются упорядоченными w1 К аргументу w перечисляемого типа применимы следующие стандартные функции: succ(w), pred(w), ord(w). color=(red, black, yellow, green) ww=(left, up, right, down); f: array of ww; succ(d) = yellow; Переменные а и в имеют тип w. они могут принимать одно из трех значений, причем on К величинам перечисляемого типа применимы операции отношения: =, <>, <=, >=, <, >. Допускается указывать константы перечисляемого типа непосредственно в разделе var
без использования раздела type
, например c,d: (red, black, yellow, green); Диапазонный (ограниченный) тип
. При определении ограниченного типа указывают начальное и конечное значения, которые может принимать переменная диапазонного типа. Значения разделяют двумя точками. Описание ограниченного типа имеет вид Здесь а – имя типа, min, max – константы. При задании ограниченного типа должны выполняться следующие правила: – обе граничные константы min и max должны быть одинакового типа; – ограниченный тип создается из данных базового типа, в качестве которого можно выбрать целый, символьный или перечисляемый типы. Например: col = red.. yellow; letter = ‘a’..’f’; – переменные ограниченного типа можно описать в разделе var, не обращаясь к разделу type: – ограниченный тип наследует все свойства базового типа, из которого он создается; – граница min всегда должна быть меньше границы max. Массивы
. Массив – это сложный тип, представляющий собой структуру, состоящую из фиксированного числа компонент одного типа. Тип компонента называется базовым типом. Все компоненты массива можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием его порядкового номера. Описание массива в разделе var
имеет вид: a: array
of
t2; где а – имя массива, array
, of
– служебные слова (означают «массив из…»), t1 – тип индексов; t2 – тип компонент (базовый тип). Количество индексов определяет размерность массива. Индексы могут быть целого (кроме longint), символьного, логического, перечисляемого и диапазонного типов. Индексы разделяются запятыми и заключаются в квадратные скобки. Компоненты массива могут быть любого типа, кроме файлового. Пример 1.
Рассмотрим одномерный массив С, значениями которого являются пять вещественных чисел: 4.6 6.23 12 -4.8 0.7 Описание этого массива выглядит следующим образом: c: array of real; По конкретному значению индекса можно выбрать определенную компоненту массива (например, C означает третий элемент массива С, т.е. число 12). Пример 2.
Рассмотрим двумерный массив В (матрицу В), значением которого является таблица из целых чисел: Описание данного массива выглядит следующим образом: b of integer; Здесь b – имя массива, первый индекс является номером строки и принимает значения от 1 до 2, второй – номер столбца и принимает значения от 1 до 4. По конкретным значениям индексов можно выбрать определенную компоненту массива (например, b означает элемент таблицы, стоящий в первой строке и третьем столбце, т.е. число -4). Индексы могут быть произвольными выражениями, соответствующими типу индексов из описания массива: a: array of real; a[(i+1)*2] := 24; Набор операций над элементами массива полностью определяется типом этих элементов. Строковый тип
. Строковый тип – множество символьных цепочек произвольной длины (от нуля до заданного числа). Переменные строкового типа описываются с помощью служебного слова string
: b: string
; Особенности: – значение строковой переменной может быть введено с помощью клавиатуры, присвоено в операторе присваивания, прочитано из файла. При этом длина введенной строки может быть любой (меньше указанного размера, равна размеру или больше, в последнем случае, лишние символы отбрасываются); a:= ‘Результаты’; – допускается использовать операцию конкатенации в операторе присваивания, так как строки могут динамически изменять свою длину: а:= a + ‘ вычислений’; – максимальная длина строковой переменной 255 символов, это указание длины может быть опущено: a: string
; a1: string
; Переменные а и а1 – одинаковы (эквивалентное описание). – память под переменные строкового типа отводится по максимуму, но используется лишь часть памяти, реально занятая символами строки в данный момент. Для описания строковой переменной длины n используется n+1 байт памяти: n байтов - для хранения символов строки, n+1 –й байт – для хранения текущей длины. – над значениями строковых типов определены операции сравнения: < <= > >= = <>. Короткая строка всегда меньше длинной. Если строки имеют одинаковую длину, то сравниваются коды символов. – возможен доступ к отдельным элементам строки аналогично доступу к элементам массива: а, a. В квадратных скобках указывается номер элемента строки. Процедуры и функции, ориентированные на работу со строками. concat (s1, s2,…)
– функция слияния строк, s1, s2,
…- строки, число строк может быть произвольным. Результатом работы функции является строка. Если длина результирующей строки больше 255 символов, то строка усекается до 255 символов. copy (s, index, count)
– функция выделения строки из исходной строки s
длиной count
символов, начиная с символа под номером index
. delete (s, index, count)
– процедура удаления из строки s подстроки длиной count
символов, начиная с символа с номером index
. insert (s1, s2, index)
– процедура вставки строки s1
в строку s2
, начиная с символа с номером index
. length(s)
– функция определения текущей длины строки, возвращает число равное текущей длине строки. pos(s1, s2)
– функция поиска в строке s2
подстроки s1
. выдает номер позиции первого символа подстроки s1
в строке s2
(или 0, если этой строки нет). val (st, x, code)
– процедура преобразования строки s в целую или вещественную переменную x
. Параметр code
содержит 0, если преобразование прошло успешно (и в x
помещается результат преобразования), или номер позиции строки, где обнаружен ошибочный символ (в таком случае значение x
не меняется). Совместимость и преобразование типов
. Турбо Паскаль – это типизированный язык. Он построен на основе строго соблюдения концепции типов, в соответствии с которой все применяемые в языке операции определены только над операндами совместимых типов. Два типа считаются совместимыми, если: – оба они есть один и тот же тип; – оба вещественные; – оба целые; – один тип есть тип-диапазон второго типа; – оба являются типами диапазонами одного и того же базового типа; – оба являются множествами, составленными из элементов одного и того же базового типа; – оба являются упакованными строками (определены с предшествующим словом packed) одинаковой максимальной длины; – один есть тип-строка, а другой – тип-строка или символ; – один тип есть любой указатель, а другой – указатель на родственный ему объект; – оба есть процедурные типы с одинаковым типом результата (для типа-функции), количеством параметров и типом взаимно соответствующих параметров. Совместимость типов приобретает особое значение в операторах присваивания. Пусть t1 – тип переменной, а t2 – тип выражения, то есть выполняется присваивание t1:=t2. Это присваивание возможно в следующих случаях: – t1 и t2 есть один и тот же тип, и этот тип не относится к файлам, массивам файлов, записям, содержащим поля-файлы, или массивам таких записей; – t1 и t2 являются совместимыми порядковыми типами, и значение t2 лежит в диапазоне возможных значений t1; – t1 и t2 являются вещественными типами, и значение t2 лежит в диапазоне возможных значений t1; – t1 – вещественный тип и t2 – целый тип; – t1 – строка и t2 – символ; – t1 – строка и t2 – упакованная строка; – t1 и t2 – совместимые упакованные строки; – t1 и t2 – совместимые множества и все члены t2 принадлежат множеству возможных значений t1; – t1 и t2 – совместимые указатели; – t1 и t2 – совместимые процедурные типы; – t1 – объект и t2 – его потомок. В программе данные одного типа могут преобразовываться в данные другого типа. Такое преобразование может быть явным или неявным. При явном преобразовании типов вызываются специальные функции преобразования, аргументы которых принадлежат одному типу, а значения – другому. Пример – уже рассмотренные функции ord, trunc, round, chr. Неявное преобразование возможно только в двух случаях: – в выражениях, составленных из вещественных и целочисленных переменных, последние автоматически преобразуются к вещественному типу, и все выражение в целом приобретает вещественный тип; – одна и та же область памяти попеременно трактуется как содержащая данные то одного, то другого типа (совмещение в памяти данных разного типа). Любые данные – константы, переменные, значения функций характеризуются в Паскале типом данных. Определим понятие типа данных
. Как уже известно, все объекты программы (переменные, константы и т.д.) должны быть описаны. Описания информируют транслятор, во-первых, о существовании используемых переменных и других объектов, во-вторых, указывают на свойства этих объектов. Например, описание переменной, значение которой является числом, указывает на свойства чисел. Формально числа могут быть целыми и вещественными (дробными). В Паскале, как и в других языках программирования, числа разделены на два типа: целые
(зарезервированное слово integer) и вещественные
(зарезервированное слово real). Выделение целых чисел в отдельный тип объясняется тем, что в вычислительной машине целые и вещественные числа представляются по-разному: целое число может быть представлено абсолютно точно, а вещественное – неизбежно с некоторой конечной погрешностью, которая определяется свойствами транслятора. Например, пусть переменная x имеет тип real и ее значение равно единице: x=1 . Соответствующее значение в памяти компьютера может быть и 0.999999999 , и 1.000000001 , и 1.000000000 . Но если переменная x будет объявлена как переменная целого типа, то единица в компьютере будет представлена абсолютно точно и переменная x не сможет принимать вещественные (дробные) значения – ведь она была описана как переменная целого типа. Таким образом, тип данных определяет: Введение типов данных является одной из базовых концепций языка Паскаль, заключающейся в том, что при выполнении операции присваивания переменной значения выражения, переменная и выражение должны быть одного типа. Такая проверка выполняется компилятором, что значительно упрощает поиск ошибок и приводит к повышению надежности программы. Множество типов данных языка Турбо Паскаль можно разделить на две группы: К стандартным типам Турбо Паскаль относят: Пользовательские типы данных представляют собой различные комбинации стандартных типов. К пользовательским типам относят: Замечание
. Возможна и другая классификация типов данных, согласно которой типы делятся на простые и сложные. К простым типам относят: целый тип, вещественный тип, символьный тип, логический тип, перечислимый тип и интервальный тип. Сложный тип представляет собой различные комбинации простых типов (массивы, записи, множества, файлы и т.д.) Стандартный тип данных определен самим языком Паскаль. При использовании в программе стандартных типов достаточно указать подразделы необходимых типов (const , var) и далее описать используемые в программе константы и переменные. Необходимость использования подраздела Type отсутствует. Например, если в программе используются только переменные: i,j – integer (целые);
x,y - real (вещественные); t,s - char (символьные); a,b – boolean (логические), то необходим только подраздел переменных – Var . Поэтому в описательной части программы объявления переменных записываются следующим образом:
Данные этого типа могут принимать только значения целых чисел. В компьютере значения целого типа представляются абсолютно точно. Если переменная отрицательная, то перед ней должен стоять знак «–», если переменная положительная, то знак «+» можно опустить. Данный тип необходим в том случае, когда какую-то величину нельзя представить приближенно – вещественным числом. Например, число людей, животных и т.д. Примеры записи значений целых чисел: 17, 0, 44789, -4, -127. Диапазон изменения данных целого типа, определяется пятью стандартными типами целых чисел и представлен в таблице: Последние два типа служат для представления только положительных чисел, а первые три как положительных, так и отрицательных чисел. В тексте программы или при вводе данных целого типа значения записываются без десятичной точки
. Фактические значения переменной не должны превышать допустимых значений
того типа (Shortint , Integer , Longint , Byte , Word), который был использован при описании переменной. Возможные превышения при вычислениях ни как не контролируются, что приведет к неверной работе программы. Пример использования переменной целого типа Var
a:integer;
b:word;
c:byte;
Begin
a:=300; {a присвоено значение 300}
b:=300; {b присвоено значение300}
c:=200; {c присвоено значение200}
a:=b+c; {a присвоено значение500}
c:=b; {Ошибка! Переменная c может принимать значения не более 255. Здесь переменной c присваивается значение 500,что вызовет переполнение результата.}
End. Значения вещественных типов в компьютере представляются приближенно. Диапазон изменения данных вещественного типа определяется пятью стандартными типами: вещественный (Real), с одинарной точностью (Single), двойной точностью (Double), с повышенной точностью (Extended), сложный (Comp) и представлен в таблице: Вещественные числа могут быть представлены в двух форматах: с фиксированной и плавающей точкой. Формат записи числа с фиксированной точкой совпадает с обычной математической записью десятичного числа с дробной частью. Дробная часть отделяется от целой части с помощью точки, например 34.5, -4.0, 77.001, 100.56 Формат записи с плавающей точкой применяется при записи очень больших или очень малых чисел. В этом формате число, стоящее перед символом «E», умножается на число 10 в степени, указанной после символа «E». Примеры чисел с плавающей точкой:
В таблице с 5 по 9 строку показана запись одного и того же числа 124. Изменяя положение десятичной точки в мантиссе (точка «плывет», отсюда следует название «запись числа с плавающей точкой») и одновременно изменяя величину порядка, можно выбрать наиболее подходящую запись числа. Пример описания переменных вещественного типа. Значениями символьного типа являются символы, которые можно набрать на клавиатуре компьютера. Это позволяет представить в программе текст и производить над ним различные операции: вставлять, удалять отдельные буквы и слова, форматировать и т.д. Символьный тип обозначается зарезервированным словом Char и предназначен для хранения одного символа. Данные символьного типа в памяти занимают один байт. Формат объявления символьной переменной:
<имя переменной>: Char; При определении значения символьной переменной символ записывается в апострофах. Кроме того, задать требуемый символ можно указанием непосредственно его числового значения ASCII-кода. В этом случае необходимо перед числом, обозначающим код ASCII необходимого символа, поставить знак #. Пример использования переменных символьного типа:
Var
c:char; {c – переменная символьного типа}
Begin
c:=’A’; {переменной c присваивается символ ’A’}
c:=#65; {переменной c также присваивается символ A. Его ASCII код равен 65}
c:=’5’; {переменной c присваивается символ 5,
End. здесь 5 это уже не число} Логический тип данных называют булевским по имени английского математика Джорджа Буля, создателя области математики – математической логики. Формат объявления переменной логического типа:
<имя переменной>: boolean; Данные этого типа могут принимать только два значения: Логические данные широко используются при проверке правильности некоторых условий и при сравнении величин. Результат может оказаться истинным или ложным. Для сравнения данных предусмотрены следующие операции отношений: Пример использования операций отношения: отношение 5>3 , результат true (истина); отношение 5=3 , результат false (ложь). Пример использования переменных логического типа. Var
a,b:boolean; {a,b – переменные логического типа}
Begin
a:=Тrue; {переменной a присваивается значение «истина»}
b:=false; {переменной b присваивается значение «ложь»}
End. В качестве констант могут использоваться целые, вещественные числа, символы, строки символов, логические константы. Константу необходимо объявить в описательной части с помощью зарезервированного слова const. Формат объявления константы
Const <имя константы>= <значение>;
Если в программе используются несколько констант, допускается использование только одного ключевого слова Const , описание каждой константы заканчивается точкой с запятой. Блок констант заканчивается объявлением другого раздела или объявлением блока исполняемых операторов. Const {объявление раздела констант}
year=2003; {константа целого типа, т.к. нет в записи десятичной точки}
time=14.05; {константа вещественного типа}
N=24; {константа целого типа, т.к. нет в записи десятичной точки}
P=3.14; {константа вещественного типа}
A=true; {константа логического типа}
str1=’7’; {константа символьного типа}
str2=’A’; {константа символьного типа}
str3=’Turbo’; {константа строкового типа}
Var {объявление раздела переменных}
X,y:integer; {переменные целого типа} Из совокупности пользовательских типов рассмотрим только Эти два типа нам будут необходимы при изучении массивов. Перечисляемый тип данных описывает новые типы данных, значения которых определяет сам программист. Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками. Перечисляемый тип относится к типам данных, определяемым пользователем, поэтому объявление этого типа начинается зарезервированным словом TYPE . Формат перечисляемого типа:
<имя типа>= (константа1, константа2,..., константаN); где Пример описания перечисляемого типа:
Type
ball=(one, two, three, four, five);
var
t:ball; Здесь ball – имя перечисляемого типа; one , two , three , four , five – константы; t – переменная, которая может принимать любое значение констант. В перечисляемом типе константа является идентификатором, поэтому она не заключается в кавычки и не может быть числом. Таким образом, в перечисляемом типе под константой понимается особый вид констант, которые не могут быть: Кроме того, к значениям этого типа не применимы арифметические операции и стандартные процедуры ввода и вывода Read , Write . Пример использования переменных перечисляемого типа:
Type
days = (Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday);
Var
day: days;
begin
if day = Sunday then writeln(‘Сегодня Воскресенье!’);
End. Элементы, входящие в определение перечисляемого типа, считаются упорядоченными в той последовательности, в которой они перечисляются. Нумерация начинается с нуля. Поэтому в приведенном примере дни недели имеют следующие порядковые номера Для программного определения порядкового номера используется функция Ord() . В нашем примере порядковые номера равны: Ord(Monday) = 0; Ord(Saturday) = 5; Ord(Sunday) = 6. Если какая-то переменная принимает не все значения своего типа, а только значения, содержащиеся в некотором диапазоне, то такой тип данных называется интервальным типом. Часто интервальный тип называют ограниченным типом и типом-диапазоном. Интервальный тип задается границами своих значений: <минимальное значение>..<максимальное значение> Интервальный тип относится к типам данных, определяемых пользователем, поэтому объявление этого типа начинается со служебного слова TYPE . Пример описания интервального типа: Type
digit = 1..10;
month = 1..31;
lat = ’A’..’Z’; К порядковым типам относятся (см. рис.4.1) целые, логический, символьный, перечисляемый и тип-диапазон. К любому из них применима функция ORD(X), которая возвращает порядковый номер значения выражения X. Для целых типов функция ORD(X) возвращает само значение X, т.е. ORD(X) = X для X, принадлежащего любому шелому типу. Применение ORD(X) к логическому, символьному и перечисляемому типам дает положительное целое число в диапазоне от 0 до 1 (логический тип), от 0 до 155 (символьный), от 0 до 65535 (перечисляемый). Тип-диапазон сохраняет все свойства базового порядкового типа, поэтому результат применения к нему функции ORD(X) зависит от свойств этого типа. К порядковым типам можно также применять функции: PRED (X) - возвращает предыдущее значение порядкового типа (значение, которое соответствует порядковому номеру ORD(X)- 1), т.е. ORD(PRED(X)) = ORD(X) - 1; SUCC (X) - возвращает следующее значение порядкового типа, которое соответствует порядковому номеру ORD(X) +1, т.е. ORD(SUCC(X)) = ORD(X) + 1. Например, если в программе определена переменная то функция PRED(C) вернет значение "4", а функция SUCC(C) - значение "6". Если представить себе любой порядковый тип как упорядоченное множество значий, возрастающих слева направо и занимающих на числовой оси некоторый отрезок, то функция PRED(X) не определена для левого, a SUCC(X) - для правого конца этого отрезка. Целые типы. Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два или четыре байта. В табл. 4.1 приводится название целых типов, длина их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений. Таблица 4.1
При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться «вложенностью» типов, т.е. везде, где может использоваться WORD, допускается использование BYTE (но не наоборот), в LONGINT «входит» INTEGER, который, в свою очередь, включает в себя SHORTINT. Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен в табл.4.2. Буквами b, s, w, i, l
обозначены выражения соответственно типа BYTE, SHORTINT, WORD, INTEGER и LONGINT, x - выражение любого из этих типов; буквы vb, vs, vw, vi, vl, vx
обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр. Таблица 4.2
При действиях с целыми числами тип результата будет соответствовать типу операндов, а если операнды относятся к различным целым типам, - типу того операнда, который имеет максимальную мощность (максимальный диапазон значений). Возможное переполнение результата никак не контролируется, что может привести к недоразумениям, например: а:= 32767; {Максимально возможное значение типа INTEGER}
х:= а + 2; {Переполнение при вычислении этого выражения!}
у:= LongInt(а)+2; {Переполнения нет после приведения переменной к более мощному типу}
WriteLn(x:10:0, у:10:0) В результате прогона программы получим Логический тип
. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант FALSE (ложь) или TRUE (истина). Для них справедливы правила: False < True; succ(False)= True; pred(True) = False. Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе счетного типа, например: for 1:= False to True do .... Символьный тип.
Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0...255. Это число служит кодом внутреннего представления символа, его возвращает функция ORD. Для кодировки используется код ASCII (American Standard Code for Information Interchange
- американский стандартный код для обмена информацией). Это 7-битный код, т.е. с его помощью можно закодировать лишь 128 символов в диапазоне от 0 до 127. В то же время в 8-битном байте, отведенном для хранения символа в Турбо Паскале, можно закодировать в два раза больше символов в диапазоне от 0 до 255. Первая половина символов ПК с кодами 0...127 соответствует стандарту ASCII (табл. 4.3). Вторая половина символов с кодами 128...255 не ограничена жесткими рамками стандарта и может меняться на ПК разных типов (в прил.2 приведены некоторые распространенные варианты кодировки этих символов). Таблица 4.3
Символы с кодами 0...31 относятся к служебным кодам. Если эти коды используются в символьном тексте программы, они считаются пробелами. При использовании их в операциях ввода-вывода они могут иметь следующее самостоятельное значение: К типу CHAR применимы операции отношения, а также встроенные функции: СНR(В) - функция типа CHAR; преобразует выражение В типа BYTE в символ и возвращает его своим значением; UPCASE(CH) - функция типа CHAR; возвращает прописную букву, если СН -строчная латинская буква, в противном случае возвращает сам символ СН, например: cl:= UpCase("s") ; c2:= UpCase ("Ф") ; WriteLn(cl," ",c2) Так как функция UPCASE не обрабатывает кириллицу, в результате прогона этой программы на экран будет выдано Перечисляемый тип
. Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками, например: colors =(red, white, blue); Применение перечисляемых типов делает программы нагляднее. Если, например, в программе используются данные, связанные с месяцами года, то такой фрагмент программы: ТипМесяц=(янв,фев,мар,апр,май,июн,июл,авг,сен,окт,ноя,дек); месяц: ТипМесяц; if месяц = авг then WriteLn("Хорошо бы поехать к морю!"); был бы, согласитесь, очень наглядным. Увы! В Турбо Паскале нельзя использовать кириллицу в идентификаторах, поэтому мы вынуждены писать так: TypeMonth=(jan,feb,mar,may,jun,jul,aug,sep,oct,nov,dec); month: TypeMonth; if month = aug then WriteLn("Хорошо бы поехать к морю!"); Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение в списке получает порядковый номер 0, второе - 1 и т.д. Максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений, поэтому фактически перечисляемый тип задает некоторое подмножество целого типа WORD и может рассматриваться как компактное объявление сразу группы целочисленных констант со значениями О, 1 и т.д. Использование перечисляемых типов повышает надежность программ благодаря возможности контроля тех значений, которые получают соответствующие переменные. Пусть, например, заданы такие перечисляемые типы: colors = (black, red, white); ordenal= (one, two, three); days = (monday, tuesday, Wednesday); С точки зрения мощности и внутреннего представления все три типа эквивалентны: ord(black)=0, ..., ord(white)=2, ord(one)=0, ...ord(three)=2, ord(monday)=0, ...ord(Wednesday)=2. Однако, если определены переменные col:colors; num:ordenal; то допустимы операторы num:= succ(two); day:= pred(tuesday); но недопустимы Как уже упоминалось, между значениями перечисляемого типа и множеством целых чисел существует однозначное соответствие, задаваемое функцией ORD(X). В Турбо Паскале допускается и обратное преобразование: любое выражение типа WORD можно преобразовать в значение перечисляемого типа, если только значение целочисленного выражения не превышает мощное1™ перечисляемого типа. Такое преобразование достигается применением автоматически объявляемой функции с именем перечисляемого типа (см. п. 4.4). Например, для рассмотренного выше объявления типов эквивалентны следующие присваивания: col:= colors(0); Разумеется, присваивание будет недопустимым. Переменные любого перечисляемого типа можно объявлять без предварительного описания этого типа, например: col: (black, white, green); Тип-диапазон. Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона. Тип-диапазон задается границами своих значений внутри базового типа: <мин.знач.>..<макс.знач.> Здесь <мин.знач. > - минимальное значение типа-диапазона; <макс.знач.> - максимальное его значение. Например: digit = "0".."9"; Тип-диапазон необязательно описывать в разделе TYPE, а можно указывать непосредственно при объявлении переменной, например: Ichr: "A".."Z";. При определении типа-диапазона нужно руководствоваться следующими правилами: days = (mo,tu,we,th,fr,sa,su); WeekEnd = sa .. su; то ORD(W) вернет значение 5 , в то время как PRED(W) приведет к ошибке. В стандартную библиотеку Турбо Паскаля включены две функции, поддерживающие работу с типами-диапазонами: НIGН(Х) - возвращает максимальное значение типа-диапазона, к которому принадлежит переменная X; LOW(X) -возвращает минимальное значение типа-диапазона. Следующая короткая программа выведет на экран строку WriteLn(Low(k),"..",High(k)) Множество целых чисел бесконечно, но мы всегда можем подобрать такое число бит, чтобы представить любое целое число, возникающее при решении конкретной задачи. Множество действительных чисел не только бесконечно, но еще и непрерывно, поэтому, сколько бы мы не взяли бит, мы неизбежно столкнемся с числами, которые не имеют точного представления. Числа с плавающей запятой - один из возможных способов предсталения действительных чисел, который является компромиссом между точностью и диапазоном принимаемых значений. Число с плавающей запятой состоит из набора отдельных разрядов, условно разделенных на знак, экспоненту порядок и мантиссу. Порядок и мантисса - целые числа, которые вместе со знаком дают представление числа с плавающей запятой в следующем виде: Математически это записывается так: (-1) s × M × B E , где s - знак, B-основание, E - порядок, а M - мантисса. Основание определяет систему счисления разрядов. Математически доказано, что числа с плавающей запятой с базой B=2 (двоичное представление) наиболее устойчивы к ошибкам округления, поэтому на практике встречаются только базы 2 и, реже, 10. Для дальнейшего изложения будем всегда полагать B=2, и формула числа с плавающей запятой будет иметь вид: (-1) s × M × 2 E Что такое мантисса и порядок? Мантисса
– это целое число фиксированной длины, которое представляет старшие разряды действительного числа. Допустим наша мантисса состоит из трех бит (|M|=3). Возьмем, например, число «5», которое в двоичной системе будет равно 101 2 . Старший бит соответствует 2 2 =4, средний (который у нас равен нулю) 2 1 =2, а младший 2 0 =1. Порядок
– это степень базы (двойки) старшего разряда. В нашем случае E=2. Такие числа удобно записывать в так называемом «научном» стандартном виде, например «1.01e+2». Сразу видно, что мантисса состоит из трех знаков, а порядок равен двум. Допустим мы хотим получить дробное число, используя те же 3 бита мантиссы. Мы можем это сделать, если возьмем, скажем, E=1. Тогда наше число будет равно 1.01e+1 = 1×2 1 +0×2 0 +1×2 -1 =2+0,5=2,5 Очевидно, что таким образом одно и то же число можно представить по-разному. Рассмотрим пример с длиной мантиссы |M|=4. Число «2» можно представить в следующем виде: 2 = 10 (в двоичной системе) = 1.000e+1 = 0.100e+2 = 0.010e+3. Поэтому уже в самых первых машинах числа представляли в так называемом нормализованном виде
, когда первый бит мантиссы всегда подразумевался равным единице. Это экономит один бит (так как неявную единицу не нужно хранить в памяти) и обеспечивает уникальность представления числа. В нашем примере «2» имеет единственное представление («1.000e+1»), а мантисса хранится в памяти как «000», т.к. старшая единица подразумевается неявно. Но в нормализованном представлении чисел возникает новая проблема - в такой форме невозможно представить ноль. Понятие данных является одним из ключевых в программировании, да и вообще в компьютерных науках. Грубо говоря, данные в информатике это информация, находящиеся в состоянии хранении, обработки или передачи, в какой-то отрезок времени. В машинах Тьюринга информация имеет тип, а он в свою очередь, зависит от рода информации. Типы данных в Паскале определяют возможные значения переменных, констант, выражений и функций. Они бывают встроенными и пользовательскими. Встроенные типы изначально присутствуют в языке программирования, а пользовательские создаются программистом. По способу представления и обработки типы данных бывают: В этой статье будут рассмотрены лишь, наиболее простые типы данных, так как на начальных этапах обучения, вашей программе будет проще обойтись, например, без файлов и записей, чем без целочисленных или строковых переменных. Сюда входят несколько целочисленных типов, которые различаются диапазоном значений, количеством байт отведённых для их хранения и словом, с помощью которого объявляется тип. Объявить целочисленную переменную можно в разделе Var, например: Над переменными этой категории можно выполнять все арифметические и логические операции за исключением деления (/), для него нужен вещественный тип. Также могут быть применены некоторые стандартные функции и процедуры. В Паскале бывают следующие вещественные типы данных: Над ними может быть выполнено большее количество операций и функций, чем над целыми. Например, эти функции возвращают вещественный результат: sin(x) – синус; cos(x) – косинус; arctan(x) – арктангенс; ln(x) – натуральный логарифм; sqrt(x) – квадратный корень; exp(x) – экспонента; Переменная, имеющая логический тип данных может принимать всего два значения: true (истина) и false (ложь). Здесь истине соответствует значение 1, а ложь тождественная нулю. Объявить булеву переменную можно так: Над данными этого типа могут выполняться операции сравнения и логические операции: not , and, or, xor. Символьный тип данных – это совокупность символов, используемых в том или ином компьютере. Переменная данного типа принимает значение одного из этих символов, занимает в памяти компьютера 1 байт. Слово Char
определяет величину данного типа. Существует несколько способов записать символьную переменную (или константу): К величинам символьного типа данных применимы операции отношения и следующие функции: Succ(x)
- возвращает следующий символ; Pred(x)
- возвращает предыдущий символ; Ord(x)
- возвращает значение кода символа; Chr(x)
- возвращает значение символа по его коду; UpCase(x)
- переводит литеры из интервала ‘a’..’z’ в верхний регистр. Для плодотворной работы с символьным типом рекомендую пользоваться . Строка в Паскале представляет собой последовательность символов заключенных в апострофы, и обозначается словом String
. Число символов (длина строки) должно не превышать 255. Если длину строки не указывать, то она автоматически определиться в 255 символов. Общий вид объявления строковой переменной выглядит так: Var <имя_переменной>: string[<длина строки>]; Каждый символ в строке имеет свой индекс (номер). Индекс первого байта – 0, но в нем храниться не первый символ, а длина всей строки, из чего следует, что переменная этого типа будет занимать на 1 байт больше числа переменных в ней. Номер первого символа – 1, например, если мы имеем строку S=‘stroka’, то S=s;. В одном из следующих уроков строковый тип данных будет рассмотрен подробнее. Перечисляемый тип данных представляет собой некоторое ограниченное количество идентификаторов. Эти идентификаторы заключаются в круглые скобки, и отделяются друг от друга запятыми. Type Day=(Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday); Переменная A может принимать лишь значения определенные в разделе Type. Также можно объявить переменную перечисляемого типа в разделе Var: Var A: (Monday, Tuesday); К данному типу применимы операции отношения, при этом заранее определенно, что Monday Когда необходимо задать какой то диапазон значений, то в таких ситуациях применяется интервальный тип данных. Для объявления используется конструкция m..n
, где m
– минимальное (начальное) значение, а n
– максимально (конечное); здесь m и n являются константами, которые могут быть целого, символьного, перечисляемого или логического типа. Описываться величины интервального типа могут как в разделе типов, так и в разделе описания переменных. Общий вид: TYPE <имя_типа> = <мин. значение>..<макс. значение>; Федеральное агентство по образованию Реферат
«ТИПЫ ДАННЫХ В ПАСКАЛЕ»
1. Типы данных
Любые данные, т.е. константы, переменные, свойства, значения функций или выражения характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, которые может иметь тот или иной объект, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Кроме того, тип определяет также и формат внутреннего представления данных в памяти ПК. Вообще язык Object Pascal характеризуется разветвленной структурой типов данных (рис. 1.1). В языке предусмотрен механизм создания новых типов, благодаря чему общее количество используемых в программе типов может быть сколь угодно большим. Обрабатываемые в программе данные подразделяются на переменные, константы и литералы: Константы
представляют собой данные, значения которых установлены в разделе объявления констант и не изменяются в процессе выполнения программы. Переменные
объявляются в разделе объявления переменных, но в отличие от констант получают свои значения уже в процессе выполнения программы, причем допускается изменение этих значений. К константам и переменным можно обращаться по именам. Литерал
не имеет идентификатора и представляется в тексте программы непосредственно значением. Тип
определяет множество значений, которые могут принимать элементы данных, и совокупность допустимых над ними операций. В этой и четырех последующих главах приводится подробное описание всех типов.
1.1 Простые типы
К простым типам относятся порядковые, вещественные типы и тип дата-время. Порядковые типы
отличаются тем, что каждый из них имеет конечное количество возможных значений. Эти значения можно определенным образом упорядочить (отсюда - название типов) и, следовательно, с каждым из них можно сопоставить некоторое целое число - порядковый номер значения. Вещественные типы
, строго говоря, тоже имеют конечное число значений, которое определяется форматом внутреннего представления вещественного числа. Однако количество возможных значений вещественных типов настолько велико, что сопоставить с каждым из них целое число (его номер) не представляется возможным. Тип дата-время
предназначен для хранения даты и времени. Фактически для этих целей он использует вещественный формат. 1.1.1 Порядковые типы
К порядковым типам относятся (см. рис. 1.1) целые, логические, символьный, перечисляемый и тип-диапазон. К любому из них применима функция Ord(x), которая возвращает порядковый номер значения выражения X. Рис. 1.1 - Структура типов данных Для целых
типов функция ord(x) возвращает само значение х, т. е. Ord(X) = х для х, принадлежащего любому целому
типу. Применение Ord(x) к логическому
, символьному и перечисляемому
типам дает положительное целое число в диапазоне от 0 до 1 (логический тип
), от 0 до 255 (символьный
), от 0 до 65535 (перечисляемый
). Тип-диапазон
сохраняет все свойства базового порядкового типа, поэтому результат применения к нему функции ord(х) зависит от свойств этого типа. К порядковым типам можно также применять функции: pred(x)
- возвращает предыдущее значение порядкового типа (значение, которое соответствует порядковому номеру ord (х) -1, т. е. оrd(рred(х)) = оrd(х) - 1; succ (х)
- возвращает следующее значение порядкового типа, которое соответствует порядковому номеру ord (х) +1, т. е. оrd(Succ(х)) = оrd(х) + 1. Например, если в программе определена переменная то функция PRED(с) вернет символ "4", а функция SUCC(с) - символ "6". Если представить себе любой порядковый тип как упорядоченное множество значений, возрастающих слева направо и занимающих на числовой оси некоторый отрезок, то функция pred(x) не определена для левого, a succ (х) - для правого конца этого отрезка. Целые типы
. Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два, четыре или восемь байтов. В табл. 1.1 приводятся названия целых типов, длина их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений. Таблица 1.1 - Целые типы Типы LongWord
и Int64
впервые введены в версии 4, а типы Smallint
и Cardinal
отсутствуют в Delphi 1. Тип integer
для этой версии занимает 2 байта и имеет диапазон значений от -32768 до +32767, т. е. совпадает с Smallint
. При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться “вложенностью” типов, т.е. везде, где может использоваться word
, допускается использование Byte
(но не наоборот), в Longint
“входит” Smallint
, который, в свою очередь, включает в себя Shortint
. Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен в табл. 1.2. Буквами b, s, w, i, l обозначены выражения соответственно типа Byte
, Shortint, Word, Integer и Longint
, х - выражение любого из этих типов; буквы vb, vs, vw, vi, vl, vx обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр. Таблица 1.2 - Стандартные процедуры и функции, применимые к целым типам При действиях с целыми числами тип результата будет соответствовать типу операндов, а если операнды относятся к различным целым типам - общему типу, который включает в себя оба операнда. Например, при действиях с shortint
и word
общим будет тип integer
. В стандартной настройке компилятор Delphi не вырабатывает код, осуществляющий контроль за возможной проверкой выхода значения из допустимого диапазона, что может привести к недоразумениям. Логические типы
. К логическим относятся типы Boolean, ByteBool, Bool, wordBool
и LongBool
. В стандартном Паскале определен только тип Boolean
, остальные логические типы введены в Object Pascal для совместимости с Windows: типы Boolean
и ByteBool
занимают по одному байту каждый, Bool
и WordBool
- по 2 байта, LongBool
- 4 байта. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант False (ложь) или True (истина). Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе цикла счетного типа. В Delphi 32 для Boolean
значение Ord (True) = +1, в то время как для других типов (Bool, WordBool
и т.д.) Ord (True) = -1, поэтому такого рода операторы следует использовать с осторожностью! Например, для версии Delphi 6 исполняемый оператор showMessage (" --- ") в следующем цикле for
не будет выполнен ни разу: for L:= False to True do ShowMessage ("--); Если заменить тип параметра цикла L в предыдущем примере на Boolean
, цикл будет работать и сообщение дважды появится на экране. [Для Delphi версии 1 и 2 ord (True) =+1 для любого логического типа.] Символьный тип
. Значениями символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0...255. Это число служит кодом внутреннего представления символа, его возвращает функция ord. Для кодировки в Windows используется код ANSI (назван по имени American National Standard Institute - американского института стандартизации, предложившего этот код). Первая половина символов ПК с кодами 0... 127 соответствует таблице 1.3. Вторая половина символов с кодами 128...255 меняется для различных шрифтов. Стандартные Windows-шрифты Arial Cyr, Courier New Cyr и Times New Roman для представления символов кириллицы (без букв “ё” и “Ё”) используют последние 64 кода (от 192 до 256): “А”... “Я” кодируются значениями 192..223, “а”... “я” - 224...255. Символы “Ё” и “ё” имеют соответственно коды 168 и 184. Таблица 1.3 - Кодировка символов в соответствии со стандартом ANSI Символы с кодами 0...31 относятся к служебным кодам. Если эти коды используются в символьном тексте программы, они считаются пробелами. К типу char
применимы операции отношения, а также встроенные функции: Сhаr (в)
- функция типа char
; преобразует выражение в типа Byte
в символ и возвращает его своим значением; UpCase(CH)
- функция типа char
; возвращает прописную букву, если сн - строчная латинская буква, в противном случае возвращает сам символ сн (для кириллицы возвращает исходный символ). Перечисляемый тип
. Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками, например: colors = (red, white, blue); Применение перечисляемых типов делает программы нагляднее. Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение в списке получает порядковый номер 0, второе - 1 и т. д. Максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений, поэтому фактически перечисляемый тип задает некоторое подмножество целого типа word
и может рассматриваться как компактное объявление сразу группы целочисленных констант со значениями 0, 1 и т. д. Использование перечисляемых типов повышает надежность программ благодаря возможности контроля тех значений, которые получают соответствующие переменные. В Object Pascal допускается обратное преобразование: любое выражение типа Word
можно преобразовать в значение перечисляемого типа, если только значение целочисленного выражения не превышает мощности этого типа. Такое преобразование достигается применением автоматически объявляемой функции с именем перечисляемого типа. Тип-диапазон
. Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона. Тип-диапазон задается границами своих значений внутри базового типа: <мин.знач.>..<макс.знач.> Здесь <мин. знач. > - минимальное значение типа-диапазона; <макс. знач. > - максимальное его значение. Тип-диапазон не обязательно описывать в разделе type, а можно указывать непосредственно при объявлении переменной. При определении типа-диапазона нужно руководствоваться следующими правилами: два символа “..” рассматриваются как один символ, поэтому между ними недопустимы пробелы; левая граница диапазона не должна превышать его правую границу. Тип-диапазон наследует все свойства своего базового типа, но с ограничениями, связанными с его меньшей мощностью. В частности, если определена переменная. В стандартную библиотеку Object Pascal включены две функции, поддерживающие работу с типами-диапазонами: High(х)
- возвращает максимальное значение типа-диапазона, к которому принадлежит переменная х; Low (х)
- возвращает минимальное значение типа-диапазона. 1.1.2 Вещественные типы
В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа. Таблица 1.4 - Вещественные типы В предыдущих версиях Delphi 1...3 тип Real
занимал 6 байт и имел диапазон значений от 2,9*10-39 до 1,7*1038. В версиях 4 и 5 этот тип эквивалентен типу Double
. Если требуется (в целях совместимости) использовать 6-байтных Real
, нужно указать директиву компилятора {SREALCOMPATIBILITY ON}. Как видно из табл. 1.4, вещественное число в Object Pascal занимает от 4 до 10 смежных байт и имеет следующую структуру в памяти ПК. Здесь s - знаковый разряд числа; е - экспоненциальная часть; содержит двоичный порядок; m - мантисса числа. Мантисса
m имеет длину от 23 (для single
) до 63 (для Extended
) двоичных разрядов, что и обеспечивает точность 7...8 для single
и 19...20 для Extended
десятичных цифр. Десятичная точка (запятая) подразумевается перед левым (старшим) разрядом мантиссы, но при действиях с числом ее положение сдвигается влево или вправо в соответствии с двоичным порядком числа, хранящимся в экспоненциальной части, поэтому действия над вещественными числами называют арифметикой с плавающей точкой (запятой). Отметим, что арифметический сопроцессор всегда обрабатывает числа в формате Extended
, а три других вещественных типа в этом случае получаются простым усечением результатов до нужных размеров и применяются в основном для экономии памяти. Особое положение в Object Pascal занимают типы comp
и Currency
, которые трактуются как вещественные числа с дробными частями фиксированной длины: в comp
дробная часть имеет длину 0 разрядов, т. е. просто отсутствует, в currency
длина дробной части -4 десятичных разряда. Фактически оба типа определяют большое целое число со знаком, сохраняющее 19...20 значащих десятичных цифр (во внутреннем представлении они занимают 8 смежных байт). В то же время в выражениях comp
и currency
полностью совместимы с любыми другими вещественными типами: над ними определены все вещественные операции, они могут использоваться как аргументы математических функций и т. д. Наиболее подходящей областью применения этих типов являются бухгалтерские расчеты. 1.1.3 Тип дата-время
Тип дата-время определяется стандартным идентификатором TDateTime
и предназначен для одновременного хранения и даты, и времени. Во внутреннем представлении он занимает 8 байт и подобно currency
представляет собой вещественное число с фиксированной дробной частью: в целой части числа хранится дата, в дробной - время. Дата определяется как количество суток, прошедших с 30 декабря 1899 года, а время - как часть суток, прошедших с 0 часов, так что значение 36444,837 соответствует дате 11.10.1999 и времени 20:05. Количество суток может быть и отрицательным, однако значения меньшие -693594 (соответствует дате 00.00.0000 от Рождества Христова) игнорируются функциями преобразования даты к строковому типу. Над данными типа TDateTime
определены те же операции, что и над вещественными числами, а в выражениях этого типа могут участвовать константы и переменные целого и вещественного типов. Поскольку тип TDateTime
совместим с форматом вещественных чисел, можно без труда определить дату, отстоящую от заданной на сколько-то дней вперед или назад: для этого достаточно соответственно прибавить к заданной дате или отнять от нее нужное целое число. 1.2 Структурированные типы
Любой из структурированных типов (а в Object Pascal их четыре: массивы, записи, множества и файлы) характеризуется множественностью образующих этот тип элементов. Каждый элемент, в свою очередь, может принадлежать структурированному типу, что позволяет говорить о возможной вложенности типов. В Object Pascal допускается произвольная глубина вложенности типов, однако суммарная длина любого из них во внутреннем представлении не должна превышать 2 Гбайт . В целях совместимости со стандартным Паскалем в Object Pascal разрешается перед описанием структурированного типа ставить зарезервированное слово packed
, предписывающее компилятору по возможности экономить память, отводимую под объекты структурированного типа; но компилятор фактически игнорирует это указание: “упаковка” данных в Object Pascal осуществляется автоматачески везде, где это возможно. 1.2.1 Массивы
Массивы в Object Pascal во многом схожи с аналогичными типами данных в других языках программирования. Отличительная особенность массивов заключается в том, что все их компоненты суть данные одного типа (возможно, структурированного). Эти компоненты можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием его порядкового номера. Описание типа массива задается следующим образом: <имя типа> = array [ <сп.инд.типов> ] of <тип>; Здесь <имя типа> - правильный идентификатор; array, of
- зарезервированные слова {массив, из); <сп.инд.типов> - список из одного или нескольких индексных типов, разделенных запятыми; квадратные скобки, обрамляющие список, - требование синтаксиса; <тип> - любой тип Object Pascal. В качестве индексных типов в Object Pascal можно использовать любые порядковые типы, имеющие мощность не более 2 Гбайт (т. е. кроме LongWord
и Int64
) Глубина вложенности структурированных типов вообще, а, следовательно, и массивов - произвольная, поэтому количество элементов в списке индексных типов (размерность массива) не ограничено, однако суммарная длина внутреннего представления любого массива не может быть больше 2 Гбайт. В памяти ПК элементы массива следуют друг за другом так, что при переходе от младших адресов к старшим наиболее быстро меняется самый правый индекс массива. В Object Pascal можно одним оператором присваивания передать все элементы одного массива другому массиву того же типа. 1.2.2 Записи
Запись
- это структура данных, состоящая из фиксированного количества компонентов, называемых полями записи. В отличие от массива компоненты (поля) записи могут быть различного типа. Чтобы можно было ссылаться на тот или иной компонент записи, поля именуются. Структура объявления типа записи такова: <имятипа> = record <сп.полей> end; Здесь <имя типа> - правильный идентификатор; record/ end
- зарезервированные слова {запись, конец); <сп.полей> - список полей; представляет собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запятой. Каждый раздел записи состоит из одного или нескольких идентификаторов полей, отделяемых друг от друга запятыми. Предложение case ... of
, открывающее вариантную часть, внешне похоже на соответствующий оператор выбора, но на самом деле лишь играет роль своеобразного служебного слова, обозначающего начало вариантной части. Именно поэтому в конце вариантной части не следует ставить end
как пару к case...of
. (Поскольку вариантная часть - всегда последняя в записи, за ней все же стоит end, но лишь как пара к record). Ключ выбора в предложении case…of
фактически игнорируется компилятором: единственное требование, предъявляемое к нему в Object Pascal, состоит в том, чтобы ключ определял некоторый стандартный или предварительно объявленный порядковый тип. Имена полей должны быть уникальными в пределах той записи, где они объявлены, однако, если записи содержат поля-записи, т. е. вложены одна в другую, имена могут повторяться на разных уровнях вложения.
1.2.3 Множества
Множества
- это наборы однотипных логически связанных друг с другом объектов. Характер связей между объектами лишь подразумевается программистом и никак не контролируется Object Pascal. Количество элементов, входящих во множество, может меняться в пределах от 0 до 256 (множество, не содержащее элементов, называется пустым). Именно непостоянством количества своих элементов множества отличаются от массивов и записей. Два множества считаются эквивалентными тогда и только тогда, когда все их элементы одинаковы, причем порядок следования элементов в множестве безразличен. Если все элементы одного множества входят также и в другое, говорят о включении первого множества во второе. Пустое множество включается в любое другое. Описание типа множества имеет вид: <имя типа> = set of <базовый тип>; Здесь <имя типа> - правильный идентификатор; set, of
- зарезервированные слова (множество, из); <базовый тип> - базовый тип элементов множества, в качестве которого может использоваться любой порядковый тип, кроме Word, Integer, Longint, Int64
. Для задания множества используется так называемый конструктор множества: список спецификаций элементов множества, отделенных друг от друга запятыми; список обрамляется квадратными скобками. Спецификациями элементов могут быть константы или выражения базового типа, а также тип-диапазон того же базового типа. Внутреннее устройство множества таково, что каждому его элементу ставится в соответствие один двоичный разряд (один бит); если элемент включен во множество, соответствующий разряд имеет значение 1, в противном случае - 0. В то же время минимальной единицей памяти является один байт, содержащий 8 бит, поэтому компилятор выделил множествам по одному байту, и в результате мощность каждого из них стала равна 8 элементам. Максимальная мощность множества - 256 элементов. Для таких множеств компилятор выделяет по 16 смежных байт. И еще один эксперимент: измените диапазон базового типа на 1..256. Хотя мощность этого типа составляет 256 элементов, при попытке компиляции программы компилятор сообщит об ошибке: Sets may have at most 256 elements (Множества могут иметь не более 256 элементов) т. к. нумерация элементов множества начинается с нуля независимо от объявленной в программе нижней границы. Компилятор разрешает использовать в качестве базового типа целочисленный тип-диапазон с минимальной границей 0 и максимальной 255 или любой перечисляемый тип не более чем с 256 элементами (максимальная мощность перечисляемого типа - 65536 элементов). 1.3 Строки
Для обработки текстов в Object Pascal используются следующие типы: короткая строка shortString
или string [n]
, где n <= 255; длинная строка string
; широкая строка WideString
; нуль-терминальная строка pchar
. Общим для этих типов является то, что каждая строка трактуется как одномерный массив символов, количество символов в котором может меняться в работающей программе: для string [n] длина строки меняется от 0 до n, для string
и pchar
- от 0 до 2 Гбайт. В стандартном Паскале используются только короткие строки String [n]
. В памяти такой строке выделяется n+i байт, первый байт содержит текущую длину строки, а сами символы располагаются, начиная со 2-го по счету байта. Поскольку для длины строки в этом случае отводится один байт, максимальная длина короткой строки не может превышать 255 символов. Для объявления короткой строки максимальной длины предназначен стандартный тип ShortString
(эквивалент String
). В Windows широко используются нуль-терминальные строки, представляющие собой цепочки символов, ограниченные символом #о. Максимальная длина такой строки лимитируется только доступной памятью и может быть очень большой. В 32-разрядных версиях Delphi введен новый тип string
, сочетающий в себе удобства обоих типов. При работе с этим типом память выделяется по мере надобности (динамически) и ограничена имеющейся в распоряжении программы доступной памятью. 1.4 Указатели и динамическая память
1.4.1 Динамическая память
Динамическая память
- это оперативная память ПК, предоставляемая программе при ее работе. Динамическое размещение данных означает использование динамической памяти непосредственно при работе программы. В отличие от этого статическое размещение осуществляется компилятором Object Pascal в процессе компиляции программы. При динамическом размещении заранее не известны ни тип, ни количество размещаемых данных. 1.4.2 Указатели
Оперативная память ПК представляет собой совокупность ячеек для хранения информации - байтов, каждый из которых имеет собственный номер. Эти номера называются адресами, они позволяют обращаться, к любому байту памяти. Object Pascal предоставляет в распоряжение программиста гибкое средство управления динамической памятью - так называемые указатели. Указатель - это переменная, которая в качестве своего значения содержит адрес байта памяти. С помощью указателей можно размещать в динамической памяти любой из известных в Object Pascal типов данных. Лишь некоторые из них (Byte, Char, ShortInt, Boolean
) занимают во внутреннем представлении один байт, остальные - несколько смежных. Поэтому на самом деле указатель адресует лишь первый байт данных. Как правило, указатель связывается с некоторым типом данных. Такие указатели будем называть типизированными. Для объявления типизированного указателя используется значок ^, который помещается перед соответствующим типом. В Object Pascal можно объявлять указатель и не связывать его при этом с каким-либо конкретным типом данных. Для этого служит стандартный тип pointer
, например: Указатели такого рода будем называть нетипизированньти. Поскольку нетипизированные указатели не связаны с конкретным типом, с их помощью удобно динамически размещать данные, структура и тип которых меняются в ходе работы программы. Как уже говорилось, значениями указателей являются адреса переменных в памяти, поэтому следовало бы ожидать, что значение одного указателя можно передавать другому. На самом деле это не совсем так. В Object Pascal можно передавать значения только между указателями, связанными с одним и тем же типом данных. 1.4.3 Выделение и освобождение динамической памяти
Вся динамическая память в Object Pascal рассматривается как сплошной массив байтов, который называется кучей. Память под любую динамически размещаемую переменную выделяется процедурой New. Параметром обращения к этой процедуре является типизированный указатель. В результате обращения указатель приобретает значение, соответствующее адресу, начиная с которого можно разместить данные. Значение, на которое указывает указатель, т. е. собственно данные, размещенные в куче, обозначаются значком ^, который ставится сразу за указателем. Если за указателем нет значка ^, то имеется в виду адрес, по которому размещены данные. Имеет смысл еще раз задуматься над только что сказанным: значением любого указателя является адрес, а чтобы указать, что речь идет не об адресе, а о тех данных, которые размещены по этому адресу, за указателем ставится ^ (иногда об этом говорят как о разыменовании указателя). Динамически размещенные данные можно использовать в любом месте программы, где это допустимо для констант и переменных соответствующего типа Динамическую память можно не только забирать из кучи, но и возвращать обратно. Для этого используется процедура Dispose. Например, операторы Dispose(pJ);
Dispose(pR);
вернут в кучу память, которая ранее была закреплена за указателями pJ и pR (см. выше). Замечу, что процедура Dispose (pPtr) не изменяет значения указателя pPtr, а лишь возвращает в кучу память, ранее связанную с этим указателем. Однако повторное применение процедуры к свободному указателю приведет к возникновению ошибки периода исполнения. Освободившийся указатель программист может пометить зарезервированным словом nil. 1.5 Псевдонимы типов
Для любого типа можно объявить сколько угодно псевдонимов. Например: TMyInteger = Integer; В дальнейшем псевдоним можно использовать так же, как и базовый тип: Mylnt: TMyInteger; Mylnt:= 2*Round(pi); Такого рода псевдонимы обычно используются для повышения наглядности кода программы. Однако в Object Pascal можно объявлять строго типизированные псевдонимы добавлением зарезервированного слова type перед именем базового типа: TMyIntegerType = type Integer; MylntVar: TMyIntegerType; С точки зрения компилятора, типизированные псевдонимы совместимы с базовым типом в различного рода выражениях, но фактически они объявляют новый тип данных, поэтому их нельзя использовать в качестве формальных параметров обращения к подпрограммам вместо базового типа. Если, например, объявленапроцедура function MylntFunc(APar: integer): Integer; то такое обращение к ней MylntFunc(MylntVar) будет расценено компилятором как ошибочное. Строго типизированные псевдонимы заставляют компилятор вырабатывать информацию о типе для этапа прогона программы (RTTI - Run-Time Type Information). Эта информация обычно используется средой Delphi для обеспечения функционирования разного рода редакторов.Стандартные типы
Целые типы
Тип
Диапазон
Размер в байтах
Shortint
-128...+128
1
Integer
-32768...32767
2
Longint
-2147483648...2147483647
4
Byte
0...255
1
Word
0...65535
2
Вещественные типы
Тип
Диапазон
Число значащих цифр
Размер в байтах
Real
2.9E-39...1.7E+38
11-12
6
Single
1.5E-45...3.4E+38
>7-8
4
Double
5E-324...1.7E+308
15-16
8
Extended
3.4E-4951...1.1E+4932
19-20
10
Comp
-2E+63+1...+2E+63-1
19-20
8
1E-4
1*10-4
3.4574E+3
3.4574*10+3
4.51E+1
4.51*10+1
Число
Запись на Паскале
0,0001
1E-4
3457,4
34574E-1
45,1
451E-1
40000
4E+4
124
0.124E+3
124
1.24E+2
124
12.4E+1
124
1240E-1
124
12400E-2
Символьный тип
Логический тип
Константы
Пользовательские типы
Перечисляемый тип
константа1 , константа2 ,..., константаN – упорядоченный набор значений идентификаторов, рассматриваемых как константы.Интервальный тип
Стандартные процедуры и функции, применимые к целым типам
Обращение
Тип результата
Действие
abs (x)
x
Возвращает модуль х
chr(b)
Char
Возвращает символ по его коду
dec (vx[, i])
-
Уменьшает значение vx на i, а при отсутствии i -на 1
inc(vx[, i])
-
Увеличивает значение vx на i, а при отсутствии i - на 1
Hi(i)
Byte
Возвращает старший байт аргумента
Hi(w)
To же
То же
Lo(i)
"
Возвращает младший байт аргумента
Lo (w)
"
То же
odd(l)
Boolean
Возвращает True, если аргумент - нечетное число
Random (w)
Как у параметра
Возвращает псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0...(w-l)
sgr (x)
X
Возвращает квадрат аргумента
swap (i)
Integer
Меняет местами байты в слове
swap (w)
Word
Кодировка символов в соответствии со стандартом ASCII
Код
Символ
Код
Символ
Код
Символ
Код
Символ
NUL
BL
®
"
ЗОН
!
A
a
STX
"
В
b
ЕТХ
#
С
с
EOT
$
D
d
ENQ
%
E
e
АСК
&
F
f
BEL
"
G
g
BS
(
H
h
НТ
)
I
i
LF
*
J
j
VT
+
k
k
FF
,
L
i
CR
-
M
m
SO
.
N
n
SI
/
О
DEL
p
P
DC1
Q
q
DC2
R
r
DC3
S
s
DC4
T
t
NAK
U
u
SYN
V
V
ETB
w
w
CAN
X
X
EM
У
У
SUB
:
z
z
ESC
/
[
{
FS
<
\
l
GS
=
]
}
RS
>
^
~
US
?
-
n
Символ
Код
Значение
BEL
Звонок; вывод на экран этого символа сопровождается звуковым сигналом
НТ
Горизонтальная табуляция; при выводе на экран смещает курсор в позицию, кратную 8, плюс 1 (9, 17, 25 и т.д.)
LF
Перевод строки; при выводе его на экран все последующие символы будут выводиться, начиная с той же позиции, но на следующей строке
VT
Вертикальная табуляция; при выводе на экран заменяется специальным знаком
FF
Прогон страницы; при выводе на принтер формирует страницу, при выводе на экран заменяется специальным знаком
CR
Возврат каретки; вводится нажатием на клавишу Enter (при вводе с помощью READ или READLN означает команду «Ввод» и в буфер ввода не помещается; при выводе означает команду «Продолжить вывод с начала текущей строки»)
SUB
Конец файла; вводится с клавиатуры нажатием Ctrl-Z; при выводе заменяется специальным знаком
SSC
Конец работы; вводится с клавиатуры нажатием на клавишу ESC; при выводе заменяется специальным знаком
Целочисленный тип
Тип
Диапазон
Размер в байтах
shortint
-128…127
1
integer
-32 768…32 767
2
longint
-2 147 483 648…2 147 483 647
4
byte
0…255
1
word
0…65 535
2
Вещественный тип
Тип
Диапазон
Память, байт
Количество цифр
Real
2.9e-39 … 1.7e38
6
11-12
Single
1.5e-45 … 3.4e38
4
7-8
Double
5.0e-324 …1.7e308
8
15-16
Extended
3.4e-4932 … 1.1e493
10
19-20
Comp
-9.2e63 … (9.2e63)-1
8
19-20
Логический тип
Символьный тип
Строковый тип
Перечисляемый тип данных
Интервальный тип данных
Название
Длина, байт
Диапазон значений
Cardinal
4
0. .. 2 147 483 647
Byte
1
0...255
Shortint
1
-128...+127
Smallint
2
-32 768...+32 767
Word
2
0...65 535
Integer
4
Longint
4
-2 147 483 648...+2 147 483 647
Int64
8
-9*1018...+9*1018
LongWord
4
0. . .4 294 967 295
Обращение
Тип результата
Действие
abs (x)
x
Возвращает модуль x
chr(b)
Char
Возвращает символ по его коду
dec (vx [, i])
-
Уменьшает значение vx на i, а при отсутствии i - на 1
inc(vx[,i])
-
Увеличивает значение vx на i, а при отсутствии i -на 1
Hi(w)
Byte
Возвращает старший бант аргумента
Hi(I)
То же
Возвращает третий по счету байт
Lo(i)
“
Возвращает младший байт аргумента
Lo(w)
“
То же
odd(l)
Boolean
Возвращает True, если аргумент-нечетное число
Random(w)
Как у параметра
Возвращает псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0...(w-l)
sqr(x)
X
Возвращает квадрат аргумента
swap(i)
Integer
Меняет местами байты в слове
swap (w)
Word
Тоже
Код
Символ
Код.
Символ
Код.
Символ
Код
Символ
0
NUL
32
BL
64
@
96
"
1
ЗОН
33
!
65
А
97
а
2
STX
34
“
66
В
98
b
3
ЕТХ
35
#
67
С
99
с
4
EOT
36
$
68
D
100
d
5
ENQ
37
%
69
Е
101
е
6
ACK
38
&
70
F
102
f
7
BEL
39
"
71
G
103
д
8"
BS
40
(
72
Н
104
h
9
HT
41
)
73
I
105
i
10
LF
42
*
74
J
106
j
11
VT
43
+
75
К
107
k
12
FF
44
F
76
L
108
1
13
CR
45
-
77
М
109
m
14
SO
46
78
N
110
n
15
SI
47
/
79
0
111
о
16
DEL
48
0
80
Р
112
P
17
DC1
49
1
81
Q
113
q
18
DC2
50
2
82
R
114
r
19
DC3
51
3
83
S
115
s
20
DC 4
52
4
84
Т
116
t
21
NAK
53
5
85
U
117
u
22
SYN
54
6
86
V
118
v
23
ETB
55
7
87
W
119
W
24
CAN
56
8
88
х
120
x
25
EM
57
9
89
Y
121
У
26
SUB
58
:
90
Z
.122
z
27
ESC
59
;
91
t
123
{
28
FS
60
<
92
\
124
1
29
GS
61
=
93
]
125
}
30
RS
62
>
94
Л
126
~
31
US
63
F
95
127
r