ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Структурированная программа (или подпрограмма) - это программа, составленная из фиксированного множества базовых конструкций. Рассмотрим основные определения и способы образования этих конструкций в схемах алгоритмов.

Из операций, развилок и слияний строятся базовые конструкции: следование, ветвление, цикл. Применяя только эти три конструкции, можно реализовать алгоритм решения любой задачи.

Конструкция, представляющая собой последовательное выполнение двух или более операций, называется следованием.

Конструкция, состоящая из развилки, двух операций и слияния, называется ветвлением. Одна из операций может отсутствовать.

Конструкция, имеющая линии управления, ведущие к предыдущим операциям или развилкам, называется циклом.

Конструкции следование, ветвление и цикл можно представить как операции, так как они имеют единственный вход и единственный выход. Произвольную последовательность операций можно представить как одну операцию.

Операция может быть реализована любым оператором языка ПАСКАЛЬ (простым или составным), либо группой операторов, за исключением оператора перехода GOTO.

В языке ПАСКАЛЬ количество базовых конструкций увеличено до шести, это:

· следование;

· ветвление;

· цикл с предусловием;

· цикл с постусловием;

· цикл с параметром;

· вариант.

Далее рассмотрим, как эти базовые конструкции реализуются в языке ПАСКАЛЬ.

УСЛОВНЫЙ ОПЕРАТОР

if выражение then

оператор1

else

оператор2;

Условный оператор в короткой форме работает по правилу: если булевское выражение истинно, то выполняется оператор, далее выполняется оператор, следующий за условным. Если булевское выражение B ложно, то будет выполняться оператор, следующий за этим условным оператором.

ЦИКЛ С ПРЕДУСЛОВИЕМ

while выражение do

оператор;

ЦИКЛ С ПОСТУСЛОВИЕМ

repeat оператор

until выражение;

ЦИКЛ С ПАРАМЕТРОМ

for i= параметр_1 to параметр_2 do

оператор

for i= параметр_1 downto параметр_2 do

оператор

ОПЕРАТОРЫ ЗАВЕРШЕНИЯ ЦИКЛА

Для всех операторов цикла выход из цикла осуществляется как вследствие естественного окончания оператора цикла, так и с помощью операторов перехода и выхода.

В версии ТУРБО ПАСКАЛЬ 7.0 определены стандартные процедуры Break и Continue. Процедура Break выполняет безусловный выход из цикла. Процедура Continue обеспечивает переход к началу новой итерации цикла.

ОПЕРАТОР ВАРИАНТА

case выражение of

case условие_1: оператор_1;

case условие_2: оператор_2;

...

case: условие_N: оператор_N

else

условие;

end;

ПЕРЕЧИСЛЯЕМЫЙ ТИП ДАННЫХ

Перечисляемый тип представляет собой ограниченную упорядоченную последовательность скалярных констант, составляющих данный тип. Значение каждой константы задается ее именем. Имена отдельных констант отделяются друг от друга запятыми, а вся совокупность констант, составляющих данный перечисляемый тип, заключается в круглые скобки.

Программист объединяет в одну группу в соответствии, с каким - либо признаком всю совокупность значений, составляющих перечисляемый тип. Например, перечисляемый тип Rainbow(РАДУГА) объединяет скалярные значения RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, LIGHT_BLUE, BLUE, VIOLET (КРАСНЫЙ, ОРАНЖЕВЫЙ, ЖЕЛТЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ, ГОЛУБОЙ, СИНИЙ, ФИОЛЕТОВЫЙ). Пе- речисляемый тип Traffic_Light (СВЕТОФОР) объединяет скалярные значения RED, YELLOW, GREEN (КРАСНЫЙ, ЖЕЛТЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ).

Перечисляемый тип описывается в разделе описания типов, который начинается со служебного слова type, например:

type

Rainbow = (RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, LIGHT_BLUE, BLUE, VIOLET);

Каждое значение является константой своего типа и может принадлежать только одному из перечисляемых типов, заданных в программе. Например, перечисляемый тип Traffic_Light не может быть определен в одной программе с типом Rainbow, так как оба типа содержат одинаковые конс- танты.

Описание переменных, принадлежащих к скалярным типам, которые объ- явлены в разделе описания типов, производится с помощью имен типов. Например:

type Traffic_Light= (RED, YELLOW, GREEN);

var Section: Traffic_Light;

Это означает, что переменная Section может принимать значения RED, YELLOW или GREEN.

Переменные перечисляемого типа могут быть описаны в разделе описания переменных, например:

var Section: (RED, YELLOW, GREEN);

При этом имена типов отсутствуют, а переменные определяются совокупностью значений, составляющих данный перечисляемый тип.

К переменным перечисляемого типа может быть применим оператор присваивания:

Section:= YELLOW;

Упорядоченная последовательность значений, составляющих перечисляемый тип, автоматически нумеруется, начиная с нуля и далее через единицу. Отсюда следует, что к перечисляемым переменным и константам могут быть применены операции отношения и стандартные функции Pred, Succ, Ord.

Переменные и константы перечисляемого типа не могут быть элементами списка ввода или вывода.

ИНТЕРВАЛЬНЫЙ ТИП ДАННЫХ

Отрезок любого порядкового типа может быть определен как интервальный или ограниченный тип. Отрезок задается диапазоном от минимального до максимального значения констант, разделенных двумя точками. В качестве констант могут быть использованы константы, принадлежащие к целому, символьному, логическому или перечисляемому типам. Скалярный тип, на котором строится отрезок, называется базовым типом.

Минимальное и максимальное значения констант называются нижней и верхней границами отрезка, определяющего интервальный тип. Нижняя граница должна быть меньше верхней.

константа_1..константа_2;

Над переменными, относящимися к интервальному типу, могут выполняться все операции и применяться все стандартные функции, которые допустимы для соответствующего базового типа.

При использовании в программах интервальных типов данных может осуществляться контроль за тем, чтобы значения переменных не выходили за границы, введенные для этих переменных в описании интервального типа.

МАССИВЫ

Массивы представляют собой ограниченную упорядоченную совокупность однотипных величин. Каждая отдельная величина называется компонентой массива. Тип компонент может быть любым, принятым в языке ПАСКАЛЬ, кроме файлового типа. Тип компонент называется базовым типом.

Вся совокупность компонент определяется одним именем. Для обозначения отдельных компонент используется конструкция, называемая переменной с индексом или с индексами:

A[5] S[k+1] B[3,5].

В качестве индекса может быть использовано выражение. Тип индексов может быть только интервальным или перечисляемым. Действительный и целый типы недопустимы. Индексы интервального типа, для которого базовым является целый тип, могут принимать отрицательные, нулевое и положительные значения.

В операторной части программы один массив может быть присвоен другому, если их типы идентичны, например:

R1:=Z.

Для ввода или вывода массива в список ввода или вывода помещается переменная с индексом, а операторы ввода или вывода выполняются в цикле.

Первый индекс определяет номер строки, второй - номер столбца. Двумерные массивы хранятся в памяти ЭВМ по строкам.

Инициализация массивов (присвоение начальных значений всем компонентам массивов) осуществляется двумя способами.

Первый способ - с использованием типизированных констант, например:

type Dim10= Array[1..10] of Real;

const

raM10: Dim10 = ( 0, 2.1, 4, 5.65, 6.1, 6.7, 7.2, 8, 8.7, 9.3 );

При инициализации двумерных массивов значения компонент каждого из входящих в него одномерных массивов записывается в скобках:

type Dim3x2= Array[1..3,1..2] of Integer;

const

iaM3x2: Dim3x2= ( (1, 2) (3, 4) (5, 6) );

Второй способ инициализации - использование разновидности процедуры FillChar:

FillChar( var V; NBytes: Word; B: Byte );

Эта процедура заполняет участок памяти однобайтовым значением. Например, для обнуления массива A[1..10] of Real можно записать:

FillChar(A, 40, 0);

или

FillChar(A, SizeOf(A), 0);

СТРОКИ

Особое место в языке ПАСКАЛЬ занимают массивы символов. Стандартный ПАСКАЛЬ допускает два способа хранения символьных массивов в памяти ЭВМ: распакованный и упакованный. Распакованные массивы символов хранятся в памяти ЭВМ по одному символу в машинном слове, упакованные - по одному символу в байте. При описании упакованного массива символов используют служебное слово PACKED, например:

var MAS: Packed Array[1..20] of Char;

Описание распакованного массива символов имеет вид:

var M: Array[1..20] of char;

Для преобразования символьного массива из распакованной формы в упакованную и наоборот, из упакованной в распакованную, в язык ПАС- КАЛЬ введены две стандартные функции Pack, UnPack.

Упакованный массив символов образует символьную строку. Символьная строка может быть либо строковой константой, либо строковой переменной. Строковая константа, или строка, представляет собой совокупность символов, заключенную в апострофы. Строка - это элементарная конструкция языка ПАСКАЛЬ. Строковые константы могут входить в состав выражений. Как и числовые константы, они могут быть описаны в разделе описания констант.

Строковые переменные - это одномерные упакованные массивы символов, для описания которых в TURBO PASCAL введен тип String.

Например, если строка содержит до 30 символов, ее тип будет определен как

type s= String[30];

Длина строки не может содержать более, чем 255 символов. В TURBO PASCAL определено понятие строки переменной длины, в этом случае ее описание задается как

type s= String;

Тип String без указания длины совместим со всеми типами строк. Особенностью строковых переменных является то, что к ним можно обращаться как к скалярным переменным, так и к массивам. Во втором случае применяется конструкция "переменная с индексом", что обеспечивает доступ к отдельным символам строки. При этом нижняя граница индекса равна 1. Отдельный символ строки совместим с типом Char.

В памяти ЭВМ строка занимает количество байтов, на единицу больше ее длины. Нулевой байт строки содержит ее длину.

Для строк определены операции присваивания, слияния (конкатенации) и сравнения.

Для сравнения строк применяются все операции отношения. Сравнение строк происходит посимвольно, начиная с первого символа. Строки равны, если имеют одинаковую длину и посимвольно эквивалентны.

Строки могут быть элементами списка ввода - вывода, при этом записывается имя строки без индекса.

При вводе строковых переменных количество вводимых символов может быть меньше, чем длина строки. В этом случае вводимые символы размещаются с начала строки, а оставшиеся байты заполняются пробелами. Если количество вводимых символов превышает длину строки, лишние символы отбрасываются.

Инициализация строк может производиться как с помощью типизированных констант:

const sName: String[9]= 'IBM PC/AT';

так и с использованием второй разновидности функции FillChar:

FillChar( var V; NBytes: Word; C: Char );

например:

FillChar(A, SizeOf(A), '0');

Для работы со строками в TURBO PASCAL включены процедуры и функции, которые обеспечивают редактирование и преобразование строк.

ПРОЦЕДУРЫ И ФУНКЦИИ

Алгоритм решения задачи проектируется путем декомпозиции всей за- дачи в отдельные подзадачи. Обычно подзадачи реализуются в виде подпрограмм.

Подпрограмма - это последовательность операторов, которые опреде- лены и записаны только в одном месте программы, однако их можно вызвать для выполнения из одной или нескольких точек программы. Каждая подпрограмма определяется уникальным именем. В языке ПАСКАЛЬ существуют два типа подпрограмм - процедуры и функции.

Процедура и функция - это именованная последовательность описаний и операторов. При использовании процедур или функций ПАСКАЛЬ - программа должна содержать текст процедуры или функции и обращение к про- цедуре или функции. Тексты процедур и функций помещаются в раздел описаний процедур и функций.

procedure имя_процедуры(параметры:тип);

begin

тело процедуры;

end;

function имя_функции(параметры:тип):тип_возвращаемого значения;

begin

тело_функции;

end;

Процедура может содержать такие - же разделы описаний, что и ПАСКАЛЬ - программа, а именно: разделы описания модулей, меток, констант, типов, переменных, процедур и функций.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: