16. Составные типы данных в d Pascal

Эта глава описывает три механизма создания составных значений в Паскале: множества, файлы и записи. Предлагается ограниченная версия множеств. Файлы расширяют текстовые фалы CF Pascal до фалов иных, чем CHAR типов. Записи предлагают механизм группировки для любого конечного набора типов.

Каждый порядковый тип содержит значения, которые являются атомарными – их значения не являются составными, поэтому неделимы. Составные типы данных, в свою очередь комбинируют ранее определенные типы, которые могут быть порядковыми или составными типами, в новые типы, которые содержат компоненты ранее определенных типов.

<новый тип> ::= <новый порядковый тип> | <составной тип>

<составной тип> ::= <структурированный тип>

<структурированный тип> ::= SET OF <базовый тип>

| FILE OF <тип компонентов>

| RECORD <список полей> END

<базовый тип> ::= <порядковый тип>

<порядковый тип> ::= <новый порядковый тип> | <идентификатор порядкового типа>

<идентификатор порядкового типа> ::= <идентификатор типа>

<тип компонентов> ::= <описатель типа>

Множества, файлы и записи хранят компонентные типы разными способами. Множества и файловые типы хранят компоненты одинаковых типов, а записи – разных. Типы множеств и записей хранят компоненты без учета порядка, тогда как файловые типы образуют последовательности компонентов. Любой компонент записи может быть произвольно выбран, доступ к компонентам файла осуществляется последовательно. Для множеств операция выбора не определена.

16.1. Множества.

Тип данных множество позволяет программисту объявлять и использовать переменные, которые являются множествами, элементы которых хранятся в небольших, ограниченных наборах данных. Полный набор операций над множествами не поддерживается.

Тип данных множество определяется следующим образом:

TYPE

SetType = SET OF ComponentType;

где ComponentType является порядковым типом. Множества Паскаля ограничены по количеству хранимых элементов, максимальный размер такого набора данных не является частью спецификации Паскаля и зависит от реализации Паскаль-машины. Обычно это несколько сотен. Таким образом недопустимо следующее объявление.

TYP

IntSet = SET OF INTEGER;

но допустимо

CONST

Max = 20;

TYPE

IntSet = SET OF 0 .. Max;

Если Max выбрано достаточно небольшим, чтобы быть в установленных пределах. Объявление не обеспечивают начальных значений переменной множества, таким образом значение Sieve после

VAR

Sieve = SET OF 0 .. Max;

неопределено.

Константы множеств описываются через перечисление значений множества, заключенные в квадратные скобки. Множество содержащее пустой список значений используется для представления пустого множества.

Возможные значения множества являются членами множества мощности (powerset), множества всех подмножеств набора значений использованного для определения типа. Например множество мощности для типа

TYP

SmallIntSet = SET OF 1 .. 3;

будет

{{}, {1}, {2}, {3}, {1, 2}, {1, 3}, {2, 3}, {1, 2, 3}}

т.е. любые из этих множеств могут являться значениями типа SmallIntSet.

Константа множества с тремя элементами может быть записана как [1, 2, 3] или [ 1.. 3]

Любое из следующих присваиваний инициализирует Sieve значением {2, 3, ..., 19, 20}:

Sieve := [2 .. 20];

Sieve := [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20];

Sieve := [2 .. 9, 10, 11 .. 15, 16, 17, 18 .. 20];

Операциями над значениями типа множеств являются

+ (объединение множеств),

– (разность множеств),

* (пересечение множеств)

= (эквивалентность),

<> (неэквивалентность),

<= (нестрогое подмножество),

>= (нестрогое надмножество),

IN (членство в множестве).

Операция	Операнды -> Результат
+ – *	SET X SET -> SET
= <> <= >=	SET X SET -> BOOLEAN
IN	ComponentType X SET -> BOOLEAN
[ ]	ComponentType X ComponentType -> SET

Операции объединения, разности и пересечения множеств определены только для пар множеств, но не для компонентов множеств. Таким образом, если Sieve имеет целые значения, недопустимо писать:

Sieve + 2

Вместо этого элемент может быть оформлен как значение типа 1-множество:

Sieve + [2]

Примеры выражений и их значения

Выражение	Значение
[3, 5] <= [3 .. 5]	TRUE
[3 .. 5] <= [3 .. 6]	TRUE
[3 .. 5] >= [3 .. 5]	TRUE
[3 .. 5] >= [3 .. 6]	FALSE

Бинарный инфиксный оператор IN проверяет членство в множестве:

Выражение	Значение
4 IN [3 .. 5]	TRUE
4 IN []	FALSE
4 IN [3, 5]	FALSE

Квадратные скобки используются не только для обозначения констант множеств, но и для формирования множеств из выражений, чьи значения являются элементами множеств. Например, если X имеет тип INTEGER и значение 3:

Выражение	Значение
[2, X]	{2, 3}
[3 .. X[]	{3}
[X .. X+2, SUCC(X+7)]	{3, 4, 5, 11}
[X .. 1]	{}

Свойства операторов для множеств

Оператор	Ассоциативность	Приоритет
[ ]	Нет	Высший
*	Левая
+ –	Левая
сравнения	Нет	Низший

Ниже приведено вычисление примеров множеств в нотации констант множеств Паскаля:

[1] + [7 .. 9] * [7, 9] = [1] + [7, 9] = [1, 7, 9]

[4 .. 6] – [4, 6] + [1] = [5] + [1] = [5, 1]