-6A82E~1

31

7. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАПИСЕЙ

7.1 Описание записей

Запись (record) – это структура данных, состоящая из фиксированного числа элементов; в одном поле данные имеют один и тот же тип, а в разных полях могут иметь разные типы.

Общий вид описания записи следующий:

var имя_записи : record

список_элементов_1 : тип_1; {Поле 1} список_элементов_2 : тип_2; {Поле 2}

. . .

список_элементов_n : тип_n; {Поле n}

end;

Другой способ:

type имя_типа = record

список_элементов_1 : тип_1; {Поле 1} список_элементов_2 : тип_2; {Поле 2}

. . .

список_элементов_n : тип_n; {Поле n}

end;

var имя_записи : имя_типа;

Здесь список_элементов - перечень имен элементов через запятую; тип_1, тип_2,..., тип_n - типы полей.

Пример 1. Известно, что в Турбо-Паскале нет комплексных чисел. Однако данные комплексного типа можно описать переменной типа record:

var C:record Re,Im:real

end;

или

var C:record Re:real; Im:real;

end;

или

type Complex=record Re,Im:real

end;

var C:Complex;

32

Здесь Re, Im – соответственно действительная и мнимая части комплексного числа.

Обращение к элементу записи выполняется с помощью составного уточненного имени. Общий вид составного имени такой:

имя_записи . имя_элемента

Например,

C . Re , C . Im

Элемент записи используется в программе так же, как и обычная переменная, т.е. элемент записи можно указывать как в левой части оператора присваивания, так и в правой его части (в выражениях). Над элементов записи можно выполнять любые действия, допустимые для данных его типа. Обращение к записи в целом, а не только к ее элементам допускается лишь в операторе присваивания вида

S1:=S2;

где S1, S2 - записи с идентичной структурой.

Записи, как и массивы, могут быть упакованными. Запись может быть элементом других структур. Например, можно построить массив записей.

Пример 2. Пусть необходимо описать массив комплексных чисел

type Complex=record Re, Im: real;

end;

var C:array[1..10] of Complex; Ch:Complex;

Тогда для присваивания второму элементу массива C значения Ch = 2 + 5i можно использовать следующие операторы:

C[2].Re:=2;

C[2].Im:=5; или C[2]:=Ch;

Кроме переменных типа record, Турбо-Паскаль позволяет определять типизованные константы типа record:

type Zap=record x,y : real;

end;

const Z : Zap=(x:2.0;y:1.5);

33

7.2Оператор присоединения with

Вслучае использования вложенных записей при обращении к их отдельным элементам могут получаться очень длинные составные имена. Для сокращения записи составных имен используется оператор with, который имеет следующий вид:

with имя_записи do оператор;

Здесь имя_записи - простое или составное имя записи; оператор - простой или составной оператор, в котором при ссылках на элементы записи имя_записи можно опускать. При этом данный оператор недолжен изменять переменную указанную в имени записи.

Эффективность применения оператора присоединения with рассмотрим на следующем примере:

Составить программу для вычисления среднего балла группы студентов (20 человек) за сессию (5 экзаменов).

1 вариант (без оператора with) Program PR1;

Type student=record fio:string[20]; bal:array[1..5] of integer; sr:real

end;

Var grup:array[1..20] of student; i,j:integer;

Begin

For i:=1 to 20 do begin Write('FIO ',i,'-go student '); Readln(grup[i].fio); Writeln('Ball ',i,'-go student '); For j:=1 to 5 do begin Write(j, 'examen '); Readln(grup[i].bal[j]);

grup[i].sr:=grup[i].sr+grup[i].bal[j];

end;

grup[i].sr:=grup[i].sr/5;

Writeln('Sredni ball studenta ',grup[i].fio,' = ',grup[i].sr:3:3); end;

End.

2 вариант (с оператора with) Program PR1;

Type student=record fio:string[20];

34

bal:array[1..5] of integer; sr:real

end;

Var grup:array[1..20] of student; i,j:integer;

Begin

For i:=1 to 20 do With grup[i] do begin

Write('FIO ',i,'-go student '); Readln(fio);

Writeln('Ball ',i,'-go student '); For j:=1 to 5 do begin Write(j, 'examen '); Readln(bal[j]);

sr:=sr+bal[j];

end;

sr:=sr/5;

Writeln('Sredni ball studenta ',fio,' = ',sr:3:3); end;

End.

Применение одного раза With grup[i] сколько раз позволило сократить написание grup[i]. ?

35

8 ОРГАНИЗАЦИЯ ПОДПРОГРАММ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

8.1 Общие сведения

Часто в программе обнаруживаются однотипные участки, которые выполняют одни и те же вычисления, но с различными данными. Такие части программ целесообразно оформлять в виде подпрограмм. Использование подпрограмм позволяет:

1)сделать основную программу более наглядной и компактной;

2)уменьшить объем используемой памяти ЭВМ;

3)сократить время отладки, так как программирование и отладку основной программы и подпрограммы могут осуществлять параллельно разные программисты.

В Турбо-Паскале выделяют два вида подпрограмм: процедуры и функции. Текст процедуры или функции может быть размещен в основной программе одним из следующих способов:

1)расположен непосредственно в разделе описаний основной програм-

мы;

2)записан в отдельный файл и вставлен в раздел описаний основной программы с помощью директивы компилятора {$I имя_файла};

3)оформлен в виде внешнего модуля.

8.2 Подпрограммы процедуры

Описание процедуры имеет вид

Procedure имя_процедуры (формальные параметры);

раздел описаний

Begin

раздел операторов

End;

и помещается в основной программе ( Program ) в разделе описаний. Формальные параметры - представляют собой список переменных с ука-

занием их типа, которые отделяются друг от друга точкой с запятой. Эти переменные не описываются в разделе описаний процедур.

Допускается использование процедур без списка формальных парамет-

ров.

Параметры процедур могут быть:

1)параметры-значения (входные параметры);

2)параметры-переменные (выходные параметры).

36

Описание входных параметров процедуры в списке формальных параметров имеет вид:

Procedure имя_процедуры (список_переменных_1:тип_1; список_переменных_2:тип_2; ...);

Соответственно описание выходных параметров выглядит так:

Procedure имя_процедуры (var список_переменных_1:тип_1; var список_переменных_2:тип_2; ...);

В Турбо-Паскале допускается так же использование нетипизованных выходных параметров.

Вызов процедуру в основной программе производится оператором вида

имя_процедуры ( фактические параметры );

Здесь параметры представляют собой список фактических параметров, перечисленных через запятую (без указания их типа). Между формальными и фактическими параметрами должно быть соответствие по количеству параметров, порядку их следования и типу данных. Имена соответствующих параметров могут быть одинаковыми или разными.

Входными фактическими параметрами, т.е. теми, которые передаются в процедуру, могут быть константы, переменные и выражения.

Выходными фактическими параметрами (которые получают значения из процедуры) могут быть только переменные. В качестве выходного параметра запрещается использовать любую переменную, имеющую упакованный тип. Значение формального входного параметра может изменяться в самой процедуре, однако никакого влияния на значение фактического входного параметра это не оказывает.

При использовании в качестве параметров процедур данных сложного типа (массивы, множества, записи) в основной программе необходимо предварительно описать имя типа этих данных, которые потом указываются в списке формальных параметров процедуры.

Пример 1. Пусть необходимо составить процедуру, которая перемножает две квадратные матрицы A и B, а результат заносит в матрицу C.

Program PR;

Type Matr=array[1..10,1..10] of real; Var a,b,c:Matr;

i,j,n:integer;

37

Procedure Malt_M(n:integer; m1,m2:Matr; var m:Matr); Var i,j,k:integer;

Begin

for i:=1 to n do for k:=1 to n do m[i,k]:=0; for i:=1 to n do

for k:=1 to n do

for j:=1 to n do m[i,k]:=m[i,k]+m1[i,j]*m2[j,k]; End;

BEGIN

writeln(' Введите размер - N ?'); read(n);

writeln(' Введите матрицу A'); for i:=1 to n do

for j:=1 to n do read(a[i,j]); writeln(' Введите матрицу B'); for i:=1 to n do

for j:=1 to n do read(b[i,j]); Malt_M(n,a,b,c);

writeln(' Матрица C'); for i:=1 to n do begin

for j:=1 to n do write(' ',c[i,j]:5:1); writeln;

end;

END.

8.3 Подпрограммы функции

Другой вид подпрограммы в языке Турбо-Паскаль - функция - оформляется аналогично процедуре и отличается от нее по структуре только заголовком, общий вид которого такой:

Function имя_функции(формальные параметры) : тип;

раздел описаний

Begin

раздел операторов, среди которых должен быть оператор

имя_функции:=имя_переменной или выражение

End;

Другие отличительные особенности функции следующие:

1) функция имеет только один результат выполнения (но может иметь несколько входных параметров);

38

2)результат обозначается именем функции. Поэтому в разделе операторов функции обязательно должен присутствовать оператор присваивания, в левой части которого стоит имя этой функции;

3)в заголовке функции обязательно должен быть указан тип функции;

4)вызов функции в основной программе осуществляется непосредственно внутри выражения по ее имени с указанием фактических параметров.

N

Пример 2. Оформим подпрограмму вычисления суммы i в виде функ-

i 1

ции:

function Sum(N:integer):integer; var s,i:integer;

Begin

S:=0;

for i:=1 to N do s:=s+i; Sum:=s;

End;

Тогда в основной программе можно использовать следующий оператор:

x:=Sum(10);

10

который присваивает переменной x значение i

i 1

8.4 Область действия переменных

Переменные, представленные в разделе описания основной программы (program), действуют в разделе операторов основной программы и в любой ее подпрограмме (procedure и function). Эти переменные называются глобальными. Переменные, описанные в подпрограмме, действуют только в этой подпрограмме и в любой объявленной в ней процедуре и функции. Такие переменные называются локальными. Они недоступны для операторов основной программы и других подпрограмм.

Напомним, что каждый модуль (процедура, функция, программа) состоит из заголовка, содержащего соответственно ключевое слово Procedure,

Function, Program, и блока.

При написании программ, имеющих вложенные модули, необходимо придерживаться следующих правил:

1)описывать имена переменных в том блоке, где они используются, если это возможно;

2)если одна и та же переменная используется в двух и более блоках, то описывать ее необходимо в самом внешнем из них, содержащем все остальные блоки, которые используют данную переменную;

39

3)если переменная, используемая в процедуре, должна сохранить свое значения до следующего вызова этой процедуры, то такую переменную надо описать только во внешнем блоке, содержащем данную процедуру;

4)в Турбо-Паскале каждый вызываемый модуль должен быть описан до его вызова;

5)в Турбо-Паскале в одном модуле может быть описано не более 512 процедур или функций.

8.5 Описание алгоритмов и программ

Описание алгоритма и программы для задачи №1

Программа

Program Lab7_T1;{Familii}

Type func=function(x:integer):real; Var S1,S2:real; n1,m1,n2,m2:integer;

r:text;

{$F+}

Function f1(x:integer):real; Begin

f1:=5/(1+x*x);

End;

Function f2(x:integer):real; Begin f2:=5/(1+ln(x)/ln(10));

End;

{$F-}

Procedure Sum(n,m:integer;f:func;Var S:real);

Var x:integer;

Begin

S:=0;

For x:=n to m do S:=S+f(x);

End;

Begin

Assign(r,'res7-t1');Rewrite(r);

Writeln('n1,m1=');Readln(n1,m1);

Sum(n1,m1,f1,S1);

Writeln(r,'S1=',S1:8:5);

Writeln('n2,m2=');Readln(n2,m2);

Sum(n2,m2,f2,S2);

Writeln(r,'S2=',S2:8:5);

Close(r);

End.

Для решения поставленной задачи: «Составить схему алгоритма и про-

m

грамму для вычисления циклической суммы f (x) , когда вид функции заранее

x n

40

файл,» – была написана программа Lab7_T1. В начале программы объявлены

Пользовательский тип

func – подпрограмма-функция действительного типа от одной переменной x целого типа, предназначена для описания суммируемых функций.

Глобальные переменные

n1, m1, n2, m2 – целого типа, для хранения нижнего и верхнего пределов первой и второй суммы соответственно;

r – файловая переменная текстового типа, предназначена для организации работы с текстовым файлом, в котором будет хранится результат работы программы.

Далее в программе описаны пользовательские подпрограммы.

f1 – подпрограмма-функция действительного типа, предназначена для задания первой суммируемой функции. Имеет

формальный входной параметр

x – целого типа, принимает значение аргумента функции.

В подпрограмме задается первая суммируемая функция f1:=5/(1+x*x).

f2 – подпрограмма-функция действительного типа, предназначена для задания второй суммируемой функции. Имеет

формальный входной параметр

x – целого типа, принимает значение аргумента функции.

В подпрограмме задается вторая суммируемая функция f2:=5/(1+ln(x)/ln(10)). Sum – подпрограмма-процедура, предназначена для вычисления циклической

m

суммы вида f (x) . Имеет формальные параметры

x n

входные

n, m – целого типа, принимают значения нижнего и верхнего пределов суммы; f – типа func, принимает суммируемую функцию;

выходной

S – действительного типа, передает вычисленное значение суммы.

Вподпрограмме объявлена локальная переменная

x – целого типа, выступает в качестве управляющего параметра цикла и значения аргумента функции.

Вначале процедуры инициализируем карман для циклической суммы S:=0. Затем в цикле For по x от n до m совершаем циклическое суммирование

S:=S+f(x).

В начале головной программы связываем имя файловой переменной r с именем файла на диске 'res7-t1'. Открываем файл для записи. Запрашиваем