Часть V. Проектирование программ в o Pascal.

Расширенные возможности O (Optimization) Pascal позволяют произвольный доступ к данным и управление выполнением. Два новых типа данных в O Pascal, массивы и указатели, позволяют произвольный доступ к данным. Переменная типа:

ARRAY [j] OF T

Является ограниченным списком элементов типа T, чьи элементы индексированы значениями порядкового типа J. Для любого типа T, также существует предопределенный, неограниченный список элементов типа T, индексированный значениями неупорядоченного типа “указатель”.

Части программ с массивами и указателями имеют частные функции значения, но формальный вывод функций из текста программ рассматриваться не будет. Использование указателей и массивов может обеспечить значительный выигрыш в скорости программ, но они должны использоваться с большой осторожностью, например, только тогда, когда функция части программы может быть определена и верифицирована как минимум неформально. Мы уже видели подобную ситуацию с итерационными операторами. После завершения оператора WHILE он может быть заменен группой вложенных операторов IF. Но оператор WHILE настолько эффективен (в терминах количества строк), что стоят дополнительных усилий, требуемых для вычисления функции их частного значения. На самом деле, не существует механического способа доказательства завершимости цикла и следовательно, механического способа верификации функции частного значения для оператора WHILE. Тем не менее, мы можем ограничить себя написанием операторов WHILE, чье завершение может быть доказано специальным образом (ad hoc proof).

Аналогично, хотя механический вывод функций частного значения может быть невозможен для случаев, когда используются массивы и указатели, мы можем ограничить себя до случаев, когда возможны специальные (ad hoc) способы вывода и верификации.

Оператор GOTO позволяет перенос выполнения в практически любую точку программы. Их функция частного значения также не будет рассматриваться. Однако, операторы GOTO вводятся только в целях повышения эффективности. Они могут быть систематическим образом исключены для получения эквивалентной программы без GOTO (GOTO-free program), которая может быть проанализирована более легко.

O Pascal содержит новый тип данных, REAL, который обладает свойствами действительных чисел. Его преимущество в том, что в довольно широких пределах, числа любого размера могут обрабатываться одинаково. Его недостаток в том, что числа округляются в процессе вычисления и ошибки округления могут накапливаться и вести к неверным результатам.

19. Составные типы данных в o Pascal.

Тип данных массив предоставляет возможность создавать коллекцию объектов, в которой обращение к каждому элементу может быть сделано так же быстро как и к любому другому. Размер коллекции ограничен и задается жестко, но когда эти ограничения не важны, массивы могут обеспечить поразительное увеличение в скорости. Массивы полезны для реализации абстрактных типов данных и операций поиска и сортировки.

Массивы – наборы с фиксированным количеством объектов, которые могут быть использованы для замещения функций (если их область определения невелика) или файлов (когда они содержат немного компонентов). Как и функции, массивы задают соответствие области определения из элементов одного типа в область значений из элементов, возможно, другого типа. С массивами, моделирующими функцию, значение функции может быть выбрано из массива вместо вычисления каждый раз, когда это необходимо, часто с громадным выигрышем в скорости. Когда массив моделирует файл, доступ к каждому элементу требует фиксированного времени, обеспечивая большой выигрыш в скорости.