Глава 32
Порядковые типы данных
Инкремент и декремент
Угадайте, что чаще всего делают с целыми переменными? — прибавляют и вычитают единицу. Потому в процессорах стараются ускорить эти операции. Паскаль не обошел вниманием эту особенность программ, и предлагает вам две процедуры, объявленные так:
procedure |
Inc |
(var |
N |
: |
longint); |
{ |
прибавление единицы к переменной N } |
procedure |
Dec |
(var |
N |
: |
longint); |
{ |
вычитание единицы из переменной N } |
|
|
|
|
|
|
|
|
Хотя параметр N в процедурах объявлен как LONGINT, в действительности здесь может стоять переменная любого порядкового типа: INTEGER, WORD, BYTE,
CHAR и даже BOOLEAN.
var B: byte; N: integer; C: char;
. . . |
|
|
Inc(B); |
{ B:= B+1 |
} |
Dec(N); |
{ N:= N-1 |
} |
C:= ‘A‘; |
Inc(C); |
{ ‘B‘} |
Процедуры инкремента и декремента — так их называют — выполняются быстрее операторов присваивания N:=N+1 и N:=N-1.
Работающим в IDE Borland Pascal следует учесть, что здесь процедуры инкремента и декремента не подвластны директиве $R+ (в отличие от сложения и вычитания). То есть, переполнения и антипереполнения не вызывают аварий.
Диапазоны
Контроль переполнений директивой $R+ повышает надежность программ. Но порой нужны более сильные ограничения. Предположим, некая переменная M по смыслу является порядковым номером месяца в году. Стало быть, её значения должны быть ограничены диапазоном от 1 до 12. Программист может указать это компилятору, объявив переменную как диапазон, и явно задав допустимые пределы её изменения:
var M : 1..12;
Диапазон выражается двумя константами: минимальным и максимальным значениями, разделенными двумя точками. Теперь, при включенной директиве $R+, будет выдано сообщение об ошибке при попытке присвоить этой переменной любое значение за пределами 1…12. Во всем прочем диапазон — это обычный целочисленный тип (в данном случае — однобайтовый).
223
Глава 32
Порядковые типы данных
Перечисления
Рассмотрим ещё пример:
var M : 1..12; |
{ месяцы } |
D : 1..7; |
{ дни недели } |
… |
|
M:= D; |
{ здесь возможна смысловая ошибка } |
|
|
Здесь объявлены две переменные: M — номер месяца в году, и D — номер дня недели. Это сделано через диапазоны, что гарантирует соблюдение границ. Но ничто не мешает нам присвоить месяцу значение дня, — ведь это не нарушит установленных пределов. Другое дело — смысл. Есть ли смысл в таком присваивании, или налицо ошибка программиста? Вероятней всего — последнее. Выявить ошибки такого рода помогает ещё один тип данных — перечисление.
Перечислением программист дает имена всем возможным значениям переменных, эти имена перечисляются внутри круглых скобок. Например, переменные M1 и M2 могут быть объявлены через сокращенные названия месяцев, а переменные D1 и D2 — через сокращенные названия дней недели.
var M1, M2 : (Jan,Feb,Mar,Apr,May,Jun,Jul,Aug,Sep,Oct,Nov,Dec);
D1, D2 : (Mond, Tues, Wedn, Thur, Frid, Satu, Sund);
Теперь компилятор разрешит присваивать переменным только объявленные значения, например:
M1:= Apr; |
{ допустимо } |
M1:= M2; |
{ допустимо } |
M1:= 3; |
{ ошибка } |
M1:= Jan+2; |
{ ошибка } |
D2:= M1; |
{ ошибка } |
|
|
Кстати, один из перечислимых типов вам знаком — это булев тип. Объявление булевой переменной равнозначно объявлению перечисления.
var B : ( FALSE, TRUE ); |
{ равнозначно B : Boolean; } |
Имена в перечислениях — это не строковые константы. Поэтому имя Jan и строка «Jan» совсем не одно и то же. Иначе говоря, оператор Write(M1) не напечатает вам название месяца, который содержится в переменной M1. Вы спросите, а как же печать булевых данных? Ведь они печатаются как «TRUE» и «FALSE». Да, но это единственное исключение.
224
Глава 32
Порядковые типы данных
Порядковые типы
Итак, вы познакомились с пятью числовыми типами данных, диапазонами и перечислениями. Вместе с булевым и символьным типами они составляют семейство порядковых типов данных, а значит, имеют общие свойства и области применения. Рассмотрим их.
Определение порядкового номера
Название «порядковый» говорит о том, что значения этих типов данных упорядочены относительно друг друга. С числами всё ясно, — здесь порядок очевиден. А символы? Если вспомнить алфавит и таблицу кодировки символов, вопрос отпадет.
Хорошо, а как насчет перечислений и булевого типа? Оказывается, в памяти компьютера они тоже хранятся как числа. Например, упомянутое выше перечисление месяцев в памяти компьютера кодируется числами 0, 1, 2 и так далее, то есть как числовой диапазон 0..11. Таким образом, значение Jan соответствует нулю, Feb — единице и так далее. Подобным образом кодируются и булевы данные: FALSE — нулем, а TRUE — единицей.
В Паскале есть функция, определяющая числовой код данных любого порядкового типа. Она называется Ord (от Order — «порядок»), вот примеры её применения (в комментариях указаны результаты).
Writeln ( Ord(5) ); |
{ 5 |
} |
|
Writeln ( Ord(’F’) ); |
{ 70 – по таблице кодировки} |
||
Writeln ( Ord(Mar) ); |
{ 2 |
– смотри перечисление месяцев } |
|
Writeln ( Ord(False) ); |
{ |
0 |
} |
Writeln ( Ord(True) ); |
{ |
1 |
} |
|
|
|
|
Для числа функция возвращает само число, для символа — код по таблице кодировки, а для перечислений — порядковый номер в перечислении, считая с нуля.
Сравнение
Из того, что данные порядковых типов кодируются числами, следует возможность их сравнения. Например, для перечислений месяцев и дней недели можно записать.
if |
M2 |
> |
M1 |
then |
… { |
если |
второй месяц больше первого } |
if |
D1 |
= |
D2 |
then |
… { |
если |
дни совпадают } |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нельзя сравнивать данные разных перечислимых типов.
225
Глава 32
Порядковые типы данных
if M2 > D1 then … { месяц и день – недопустимо } if 'W' > 20 then … { символ и число – недопустимо }
Но любые типы можно сравнить, приведя их к числовому типу.
if Ord(M2) = Ord(D1) then … { сравниваются числовые коды }
if Ord(’W’) > 20 then … { сравнивается код символа с числом }
Прыг-скок
Итак, числа, символы, булевы данные, диапазоны и перечисления принадлежат к порядковым типам. В общем случае наращивать и уменьшать порядковые переменные путём сложения и вычитания нельзя (можно лишь числа и диапазоны). Но рассмотренные ранее процедуры инкремента (INC) и декремента (DEC) умеют это делать, они были введены в Паскаль фирмой Borland. Другим таким средством являются функции SUCC и PRED, которые существовали ещё в исходной «виртовской» версии языка.
Функция SUCC (от слова SUCCESS — «ряд», «последовательность») принимает значение порядкового типа и возвращает следующее значение того же самого типа, например:
Writeln ( Succ(20) ); |
{ 21 } |
Writeln ( Succ(’D’) ); |
{ ’E’ } |
Writeln ( Succ(False) ); |
{ True } |
m:= Succ(Feb); |
{ переменной m присвоено Mar } |
|
|
Функция PRED (от PREDECESSOR — «предшественник») возвращает предыдущее значение порядкового типа:
Writeln ( Pred(20) ); |
{ 19 } |
Writeln ( Pred(’D’) ); |
{ ’C’ } |
Writeln ( Pred(True) ); |
{ False } |
m:= Pred(Feb); |
{ переменной m присвоено Jan } |
|
|
Функции SUCC и PRED подчиняются директиве контроля диапазонов $R+. Например, следующие операторы вызовут аварийное прекращение программы:
{ $R+ } |
|
m:= Succ(Dec); |
{ превышение верхнего предела } |
m:= Pred(Jan); |
{ выход за нижний предел } |
|
|
В Borland Pascal есть одна тонкость: директива $R+ не действует, если функции SUCC и PRED вызываются для чисел, например:
226
Глава 32
Порядковые типы данных
{ $R+ } |
|
|
var B : byte; |
|
|
. . . |
|
|
B:=255; |
B:= Succ(B); |
{ нет реакции на переполнение } |
B:=0; |
B:= Pred(B); |
{ нет реакции на антипереполнение } |
В таких случаях в Borland Pascal имеет силу директива проверки переполнения $Q+, которая соответствует флажку «Overflow Checking» в окне опций компилятора (рис. 74). Директивы $R+ и $Q+ можно применять совместно, например:
{ $R+, Q+ } |
|
|
|
var B : byte; |
|
{ допустимые значения для байта от 0 до 255 } |
|
C : ’a’..’z’; |
{ это ограниченный диапазон символов } |
||
. . . |
|
|
|
C:=’z’; |
C:= Succ(C); |
{ сработает R+ } |
|
B:=255; |
B:= Succ(B); |
{ сработает Q+ } |
|
|
|
|
|
Счетчики циклов
В операторе FOR-TO-DO для счетчика цикла мы применяли числовые переменные. Теперь разнообразим меню: ведь для этого годятся переменные любого порядкового типа, например:
var m : (Jan,Feb,Mar,Apr,May,Jun,Jul,Aug,Sep,Oct,Nov,Dec);
. . .
for m:= Jan to Dec do . . .
А вот так вычисляется сумма кодов для символов от «a» до «z», здесь счетчиком цикла является символьная переменная:
var Sum : word; Chr : char;
. . .
Sum:=0;
for Chr:= ’a’ to ’z’ |
do Sum:= Sum + Ord(Chr); |
Метки в операторе выбора
Вот ещё одно следствие числового кодирования: любой порядковый тип может служить меткой в операторе CASE-OF-ELSE-END:
227