3. Сталі та змінні.

1. Дані та типи даних. Дані – це деяка числова чи текстова інформація, яку опрацьовують за допомогою комп’ютера. Для організації роботи з даними (зберігання даних у пам’яті комп’ютера та для їх перетворення) використовують сталі (константи) та змінні.

Сталі не можуть змінювати свого значення під час виконання програми. Приклади зображень сталих: 5,-10,2.5.

Змінні під час виконання програми можуть набувати різних значень.

Залежно від характеру дані поділяють на типи. Користувач повинен зазначити у програмі, яка інформація буде опрацьовуватись: числова чи текстова. Системі слід повідомити, чи числові дані є цілими, чи дійсними. Операції з цілими даними використовуються швидше, ніж з дійсними. Для цілих даних система виділяє менше місця в оперативній пам’яті.

Приклади дійсних даних: 5., 2.5. Ознакою дійсного даного є десяткова крапка у його зображенні, незалежно від того чи число є цілим, чи нецілим. Наприклад, такі сталі є дійсними: 5., 8., 12. 0. А сталі 5, 8, 12 є цілими.

Отже, тип – це деяка ознака, за якою користувач і машина класифікують дані. Класифікацію основних типів даних, які визначені в більшості версій мови Бейсик, показано на мал. 7

Сталі, змінні

Текстові Числові

Дійсні Цілі

К ороткі Довгі Короткі Довгі

Мал. 7. Типи сталих і змінних.

2. Сталі. Сталі не можуть змінювати свого значення під час виконання програми. Основні типи сталих показані на малюнку 7.

Розрізняємо сталі двох типів: текстові та числові.

Текстові сталі. Зображення текстової сталої – це послідовність не більше ніж 255 будь-яких символів алфавіту, взятих у лапки.

Числові сталі. Зображення числової сталої – це послідовність символів, які описують числове дане (число). У зображеннях числових сталих для відокремлення дробової частини числа від цілої використовується крапка. Приклади зображень числових сталих: 2,2.5,-5.2,-52Е+1.

Розрізняють два типи числових сталих: цілі та дійсні.

Як ми вже зазначали, у зображенні цілої сталої нема десяткової крапки. Наприклад: 2, -10, 1996. Цілі (короткі) сталі мають значення в діапазоні від – 32768 до 32767.

Дійсна стала містить у своєму зображенні десяткову крапку і, або спеціальний символ (Е, D, !, #). Є дві форми зображення дійсних сталих:

1. з фіксованою крапкою, 2) з плаваючою (рухомою) крапкою.

У зображеннях сталих з фіксованою крапкою розміщення десяткової крапки без посередньо вказує на величину числа. Наприклад: 2., -10., 0.00006, 9000000.

Розглянемо зображення сталих з плаваючою крапкою. Для зручного написання дуже великих або дуже малих чисел існує показникова форма їх написання: 0.00006=0.6*10⁴, 90000=9*10⁴.

Число в показниковій формі має загальний вигляд (+-m –) мантиса, a (+-p)-порядок числа. Знак “+” можна опускати. Знак “-“ опускати не можна.

У мовах програмування відповідну сталу зображають так (0<=p<=38):

+-mE+-p

Наприклад, одна й та ж стала може мати такі зображення:

0.6E-5, 6.0Е-6, 06Е-4.

Оскільки розміщення десяткової крапки явно не вказує на величину числа, то кажуть, що “крапка плаває”.

Під час уведення даних чи введення результатів одне й те ж числове дане можна зобразити різними способами. Наприклад, 12,5 можна записати так: 12.5, 12.5Е0,1.25Е+1,125.Е-1,0.125Е+2.

Останнє зображення (де 0.1<=m<1) називають нормалізованими.

Короткі та довгі числові сталі. Числові сталі поділяють на типи за кількістю цифр у зображенні числа чи мантиси числа.

Розрізняють такі типи числових сталих: 1) короткі (одинарні, або зі звичайною точністю) – до 7 цифр; 2) довгі (подвійні, з подвійною точністю) – до 16 цифр. Для зберігання довгих даних система відводить удвічі більше пам’яті, ніж для коротких.

Спеціальні символи. Зазначити тип сталої можна за допомогою спеціальних символів: % (цілі короткі), & (цілі довгі), ! (дійсні короткі) чи # (дійсні довгі), які дописують до зображення сталої: 5%, 523455&, 5.2!, 523234.56455#. У нових версіях мови ці символи можна не використовувати, бо тип сталої визначається її виглядом. Для сталих з плаваючою крапкою символ Е вказує на дійсні короткі сталі, а символ D – на дійсні довгі.

3. Змінні. Описи типів. Змінна під час виконання програми може набувати різних значень. Призначення змінної – запам’ятовувати (зберігати) значення в оперативній пам’яті машини.

Змінна характеризується іменем та поточним значенням. У ранніх версіях мови використовують, як звичайно, короткі імена. Бажано, щоб ім’я змінної складалося з однієї латинської букви або однієї букви та цифри, що стоїть після букви:

A,A1,A6,B,B2,C6,D.

У нових системах імена можуть бути довшими і складатися як з великих, так і з малих латинських літер (і цифр).

Під час складання програми імена змінним потрібно надавати, керуючись змістом задачі: суму варто позначати буквою S, добуток – D, аргументи деякої функції – X1, X2.

Типи змінних. Змінні, подібно до сталих, бувають числові та текстові. Перші поділяються на числові змінні цілого та дійсного типу (мал. 7). Поділ змінних на типи користувач фіксує у програмі трьома можливими способами, використовуючи:

• оператори описування типів;

• спеціальні символи: $, % чи &, ! чи #;

• принцип замовчування.

Розглянемо всі три способи.

Використання операторів описування типів. Оператори описування типів записують на початку програми.

DEFINT список букв - для змінних цілого короткого типу (тип ціл);

DEFLNG список букв - для змінних цілого довгого типу (тип ціл):

DEFSNG список букв -для дійсних коротких змінних (тип дійсн);

DEFDBL список букв - для дійсних довгих змінних (тип дійсн);

DEFSTR список букв - для текстових змінних (тип текст).

Службові слова DEFINT (опис коротких цілих), DEFLNG (опис довгих цілих), DEFSNG (опис коротких дійсних), DEFDBL (опис довгих дійсних), DEFSTR (опис текстових) оголошують типи змінних, імена яких починаються із зазначених у списках букв.

Приклад 1. Цілі змінні A, B, C, D можна описати так:

DEFINT A, B, C, D

Приклад 2. Щоб поінформувати систему, що всі змінні, які починаються з символів D, C, D, K, M є змінними цілого типу, з символів E, F – дійсного короткого типу, на початку програми записують такі оператори:

DEFINT A-D, K, M

DEFSNG E, F

DEFSTR P, Q

Зверніть увагу на тире у першому операторі. Тут воно замінює перерахунок елементів списку через кому.

Використання спеціальних символів. Замість операторів типів опису змінних можна використовувати (з цією ж метою) спеціальні символи:

%, &, !, #, $.

Спеціальні символи дописують до імен відповідних змінних.

До імені змінної цілого типу потрібно дописати символ % ( коротке дане) або символ & ( довге дане), наприклад, A1%, C&.

Значення коротких цілих даних займають 2 байти в пам’яті, а довгих цілих – 4.

Описати короткі чи довгі дійсні змінні можна за допомогою символів ! (4 байти) чи # (8 байтів) відповідно.

Імена текстових змінних закінчуються символом $ ( або іншим символом, якщо на клавіатурі немає символу $):

B5$, C$, M$(8).

За допомогою спеціального символу можна змінити тип змінної, яка раніше була описана оператором опису типів.

Використання принципу замовчування. Можна не застосовувати оператори опису типів чи спеціальні символи. Тоді діє принцип замовчування: система розглядає змінну як числову. Дійсну та коротку. Але текстові змінні потрібно описувати завжди.

Недоліком принципу замовчування є неоптимальне використання пам’яті, якщо числові змінні набувають цілих значень. Цей недолік несуттєвий для невеликих програм.

У більшості сучасних мов програмування спеціальні символи не використовують для описування типів змінних, тому варто надавати перевагу операторам опису типів або принципу замовчування.

4. Поняття про структури даних. Структури даних – це складні дані, які будують з простіших ( наприклад, елементарних числових чи текстових ) даних.

Отже, дані поділяються за критерієм складності на одноелементні та багатоелементні (структури). Прикладом одноелементного даного є число, а багатоелементного – масив чисел.

Проста змінна набуває одного значення. Вона резервує місце в пам’яті комп’ютера, яке надається конкретному числу.

На практиці трапляються дані, які складаються з декількох елементів одного типу. Це вектори, матриці, різноманітні таблиці та набори чисел. Відповідні їм структури даних у програмуванні називаються масивами.

Масив – це впорядкований набір даних ( змінних) одного типу, для зберігання яких у пам’яті відводяться послідовно розміщені комірки. Масив складається з елементів. Кожний елемент має порядковий номер (індекс). Користувач надає масиву ім’я. Елемент масиву позначається іменем масиву, після якого у круглих дужках зазначено його індекс. Це і є змінна з індексом. Наприклад, елементи вектора а=(а1; а2; а3) заносяться в пам’ять у масив з трьома елементами зі спільним іменем А. Тоді змінна з індексом А(1) відповідає першому елементові масиву А, змінна А(2) – другому, А(3) – третьому. Індекси елементів масиву беремо в круглі, а не в квадратні дужки.

Вправи та запитання:

1. Які значення сталих:

а) 3.Е0; 5Е+2; 5Е-1; -2.7Е+1;

б) –0.052Е-2; 2.53Е+1; -0.172Е4; 1Е-5;

в) 0.152Е-1; 0.152Е+01; 0.152Е+02; 0.15Е+3;

г) 2.25Е+01; -2.25Е-01; 2.25Е-02; 2.25Е+0.2;

д) 3.45Е+03; 3.45Е+4; 3.45Е5; -3.45Е-1?

2. Записати числа мовою Бейсик:

а) 1.5; 0.005; -1,5*10_-2; 16000; 35,25;

б) 2.64; 1,2*10_-3; 0,0002;54300000; 0,823*10_-1.

3*. Записати зображення сталих у нормалізованій формі, щоб їхнє значення не змінилось:

а) 1.Е0; 1.5; -0.022; 1.7Е-1; 0.0015Е+1;

б) –0.052Е-2; 2.53Е+1; 1Е-5; 46.21; 0.000531.

4. Назвати типи таких даних:

а) 3,3., 3&, .3Е+1, “3”;

б) 5., 5 %, 5%/ 5!, .5E+1, “5”.

3. в) 8%, “8”, 8!, 8&, 8#.

5. Виписати правильно утворені імена змінних з такого списку:

а) A, A1%. 5A. A%$, %A, A$;

б) A1. 2A. B-2. AA2. A1$. B%, A%2;

в) C, C%, C2!. 2C!, Cina. Ціна.

6. Записати оператори опису типів для таких змінних:

A, A1, A2, B.C – цілі;

F1, F2, F5. F9. G, H – короткі дійсні;

H1, H2, H3, H4, J1, X, V5 – текстові.

7. Описати типи змінних:

K, M, M1, M2, N, L – цілі;

F1, F2, F5, F9, G, H – довгі дійсні;

H1, H2, H3, H4, J1, X, V5 – короткі дійсні.