Типы данных в языке программирования Паскаль
Любая программа является совокупностью данных и алгоритмов их обработки, записанных с помощью операторов. Данные во время работы программы хранятся в оперативной памяти. Очевидно, исполнителю необходимы сведения о том, как они хранятся, какие действия над ними можно выполнять.
Тип данных, задаваемый при их описании, однозначно определяет форму внутреннего представления, диапазон допустимых значений и множество возможных операций.
Рассмотрим классификацию типов данных, придерживаясь систематизации, принятой в PascalABC.Net.
Простые типы
К простым типам в PascalABC.Net относят целые и вещественные типы, логический, символьный, перечислимый и диапазонный тип. Все простые типы за исключением вещественного называются порядковыми типами.
Целые типы
Определены несколько целых типов данных (см. Таблица 1), отличающихся диапазоном допустимых значений и наличием знака: старший двоичный разряд воспринимается как знаковый (для отрицательных чисел), либо как обычный разряд числа.
Таблица 1. Целые типы данных
Вещественные типы
Существует несколько вещественных типов данных, которые отличаются точностью и диапазоном представления (см. Таблица 2). Точность вещественного числа определяется длиной мантиссы, а диапазон значений – длиной порядка.
Таблица 2. Вещественные типы данных
Символьный тип
Символьный тип служит для представления элементов из допустимого набора (для реализации PascalABC.Net — кодировка Unicode). Для обозначения типа данных используется ключевое слово char . Под каждый символ в PascalABC.Net отводится 2 байта (в других реализациях языка Паскаль отводится 1 байт, поскольку в качестве элементов набора используется расширенная таблица ASCII).
Логический тип
Для обозначения логического типа используется ключевое слово boolean . Множество значений этого типа включает два значения: false (ложь) и true (истина). Под величину логического типа отводится в памяти 1 байт.
Перечисляемый тип
Часто при написании программ возникает необходимость использования связанных между собой именованных констант, имеющих различные значения (например, дни недели, месяцы в году и т. д.). В этом случае удобно воспользоваться перечисляемым типом данных, возможные значения которого задаются упорядоченным набором констант.
type typeName = (value1, value2, . valuen);
Диапазонный тип
Диапазонный (интервальный) тип применяется в случае, если необходимо использовать подмножество значений целого, символьного или перечислимого типа.
- var
- range: -100..100;
- intCh: ‘a’..’z’;
Тип, на основе которого строится подмножество, называется базовым. Занимаемое место в памяти машины значениями диапазонного типа определяется используемым базовым типом.
Структурированные типы
К структурированным типам в PascalABC.NET относят массивы, записи, множества и файлы. Эти типы данных будут рассматриваться далее в соответствующих уроках.
Copyright © 2014-2021, Урок информатики
Все права защищены
3. Типы данных, используемые в языке Паскаль
1. Целочисленный . Обозначается как integer . В данный тип данных входят числовые значение в диапазоне [ − 32768 . 32767 ] . В памяти компьютера для хранения таких данных отводится \(2\) байта со знаком.
2. Вещественный . Обозначается как real . Диапазон данных: 2 . 9 ∗ 10 − 39 . 1 . 7 ∗ 10 + 38 . Занимает \(6\) байтов в памяти компьютера.
3. Символьный . Обозначается как char . Значением переменной этого типа может быть любой символ алфавита. В памяти компьютера такая переменная займёт \(1\) байт.
4. Логический . Обозначается как boolean . Данный тип данных может принимать только два значения: истина или ложь .
Типы данных в Паскале
Любая программа, написанная на любом языке программирования, по большому счету предназначена для обработки данных. В качестве данных могут выступать числа, тексты, графика, звук и др. Одни данные являются исходными, другие – результатом, который получается путем обработки исходных данных программой.
Данные хранятся в памяти компьютера. Программа обращается к ним с помощью имен переменных, связанных с участками памяти, где хранятся данные.
Переменные описываются до основного кода программы. Здесь указываются имена переменных и тип хранимых в них данных.
В языке программирования Паскаль достаточно много типов данных. Кроме того, сам пользователь может определять свои типы.
Тип переменной определяет, какие данные можно хранить в связанной с ней ячейке памяти.
Переменные типа integer могут быть связаны только с целыми значениями обычно в диапазоне от -32768 до 32767. В Pascal есть другие целочисленные типы ( byte , longint ).
Переменные типа real хранят вещественные (дробные) числа.
Переменная булевского (логического) типа ( boolean ) может принимать только два значения — true (1, правда) или false (0, ложь).
Символьный тип ( char ) может принимать значения из определенной упорядоченной последовательности символов.
Интервальный тип определяется пользователем и формируется только из порядковых типов. Представляет собой подмножество значений в конкретном диапазоне.
Можно создать собственный тип данных простым перечислением значений, которые может принимать переменная данного типа. Это так называемый перечисляемый тип данных.
Все вышеописанное – это простые типы данных. Но бывают и сложные, структурированные, которые базируются на простых типах.
Массив – это структура, занимающая в памяти единую область и состоящая из фиксированного числа компонентов одного типа.
Строки представляет собой последовательность символов. Причем количество этих символов не может быть больше 255 включительно. Такое ограничение является характерной чертой Pascal.
Запись – это структура, состоящая из фиксированного числа компонент, называемых полями. В разных полях записи данные могут иметь разный тип.
Множества представляют собой совокупность любого числа элементов, но одного и того же перечисляемого типа.
Файлы для Pascal представляют собой последовательности однотипных данных, которые хранятся на устройствах внешней памяти (например, жестком диске).
Понятие такого типа данных как указатель связано с динамическим хранением данных в памяти компьютера. Часто использование динамических типов данных является более эффективным в программировании, чем статических.
Явное преобразование типов
В ряде случаев в Pascal происходит автоматический переход от одного типа данных к другому (от целого к действительному, от символьного к строковому и т.д.). Существует также ряд функций, осуществляющих преобразование типов ( ord , chr , trunc , round ). Наряду с этим в Паскаль возможно явное преобразование типов (ретипизация данных). Для того, чтобы осуществить явное преобразование типа, необходимо использовать имя типа аналогично тому, как используется имя функции. В качестве параметра в этом случае указывается имя преобразуемой переменной.
Преобразовать можно любой тип к любому другому, однако следует выполнять требование: в операторе присваивания переменная слева должна занимать в памяти столько же или больше байт, сколько занимает преобразуемое значение.
Пример задачи, где используется явное преобразование типов
Вычислить значение функции sign(x) = 1 при x > 0; 0 при x = 0; -1 при x < 0.
var x: real; sign: integer; begin readln(x); sign := byte(x > 0) - byte(x < 0); writeln(sign); end.В программе при положительном значении x выражение x > 0 принимает значение true , а выражение x < 0 — false. В результате получается, что byte(x >0) = 1 , byte(x < 0) = 0 , а sign = 1 . При отрицательном значении x byte(x >0) = 0 , byte(x < 0) = 1 , sign = -1 . При нулевом значении x sign = 0 .
Какой тип данных не используется в языке программирования паскаль
Структура рассмотренной программы имеет следующий вид:
Слова Program, begin и end выделяют две части программы - раздел описаний и раздел операторов. Такая структура обязательна для любой программы, что является следствием жесткого требования языка: любой нестандартный идентификатор, используемый в исполняемых операторах, должен быть предварительно описан в разделе описаний. (Стандартные идентификаторы связаны с предварительно объявленными объектами и входят в стандартную библиотеку Турбо Паскаля. Таким, например, является идентификатор WriteLn. Стандартные идентификаторы, если они используются в программе, описывать не нужно).
Требование предварительного описания идентификаторов кажется чрезмерно строгим и делающим язык менее свободным. На самом деле в нем проявляется тенденция развития языков программирования в сторону повышения надежности создаваемых программ. Кто программировал на Фортране или Бэйсике (в этих языках не требуется предварительное описание идентификаторов), знает, как порой бывает трудно обнаружить в большой программе ошибочно введенный или пропущенный символ в идентификаторе. Если, например, всюду в программе используется переменная с именем EPSILON, а в одном месте ошибочно написано EPSLION, то программа может благополучно откомпилироваться и даже давать почти правдоподобный результат для некоторых наборов данных, но в какой-то момент начнет вести себя странно. Обязательное предварительное описание идентификаторов в Турбо Паскале защищает программы от такого рода ошибок и повышает их надежность.
Описать идентификатор - это значит указать тип связанного с ним объекта программы (константы или переменной). Понятие типа - одно из фундаментальных понятий Турбо Паскаля. В гл.4 подробно рассмотрены различные типы; чтобы пояснить описываемые ниже особенности языка и при этом не слишком забегать вперед, укажем, что тип определяет, во-первых, способ внутреннего для компьютера представления объекта и, во-вторых, действия, которые разрешается над ним выполнять.
В рассматриваемых далее в этой главе программах понадобятся следующие типы данных:
- INTEGER - целочисленные данные, во внутреннем представлении занимают 2 байта; диапазон возможных значений - от -32768 до +32767; данные представляются точно;
- REAL - вещественные данные, занимают 6 байт; диапазон возможных значений модуля - от 2.9Е-39 до 1.7Е+38; точность представления данных - 11. 12 значащих цифр;
- CHAR - символ, занимает 1 байт;
- STRING - строка символов, занимает МАХ+1 байт, где МАХ - максимальное число символов в строке;
- BOOLEAN - логический тип, занимает 1 байт и имеет два значения: FALSE (ложь) и TRUE (истина).
При анализе этого фрагмента программы компилятор отнесет первую константу к типу INTEGER, вторую - к типу REAL, третью - к CHAR, четвертую - к STRING и последнюю - к BOOLEAN. Признаком, позволяющим отнести константу к REAL или к INTEGER, является наличие или отсутствие десятичной точки в ее значении. Разумеется, константы С2 и С4 относятся к разным типам: С2 - к REAL (в константе есть десятичная точка), а С4 - к STRING (константа обрамлена апострофами). Константу СЗ компилятор будет считать относящейся к типу CHAR: одиночный символ в апострофах относится к CHAR, в то время как несколько символов - к STRING.
В отличие от константы переменная именует объект программы, который может изменять свое значение в ходе счета. При описании переменных за идентификатором ставятся двоеточие и имя типа. Несколько однотипных переменных можно объединять в список, разделяя их запятыми. В начале раздела описания переменных должно стоять зарезервированное слово VAR (VARiables - переменные). Например:
sigma :Real; а,b,с,d :Char;
Как уже говорилось, тип данных определяет длину внутреннего представления соответствующих переменных. В частности, длина внутреннего представления переменных типа STRING (строка символов) зависит от максимального числа символов, которые могут составлять строку. В приведенном выше примере переменная text l описана с указанием ее максимальной длины (15 символов), а в описании переменной text2 максимальная длина не указана и компилятор установит для нее предельно допустимую в Турбо Паскале длину - 255 символов.
Рассмотрим еще одну несложную программу (пример 1.2). Ее назначение: ввести с клавиатуры два целых числа, найти результат деления первого числа на второе и вывести полученный результат на экран.
и выводит частное от деления 1-го на 2-е>
Прежде всего бросается в глаза появление в программе поясняющих комментариев. Комментарий в Турбо Паскале - это произвольная последовательность любых символов, обрамленная фигурными скобками. Комментарий разрешается вставлять в любое место программы, где по смыслу может стоять пробел. В качестве ограничителей комментария допускается использование фигурных скобок «», а также пары символов: «(*» - слева от комментария и «*)» - справа от него:
(* Это - тоже комментарий *)
Редактор Турбо Паскаля выделяет комментарии наклонным шрифтам (курсивом).
Комментарии с однотипными ограничителями нельзя вкладывать друг в друга, т.е. недопустимы последовательности вида
Однако можно вкладывать комментарии с ограничителями разных типов (не более одной глубины вложения):
Последнее обстоятельство проясняет кажущуюся странной избыточность ограничителей: если всюду в программе будут использоваться ограничители одного типа, то для того, чтобы временно исключить из программы какой-либо фрагмент текста, достаточно заключить его в ограничители другого типа.
Наличие комментариев в программе избавляет меня от необходимости пояснять назначение отдельных строк программы. Несколько слов о вводе данных. Пары операторов
работают следующим образом. Вначале оператор Write выводит строку на экран и оставляет курсор в конце только что выведенной строки текста. Заметим, что оператор
в примере 1 после вывода текста осуществлял перевод строки и устанавливал курсор в начало следующей строки экрана. Именно в этом простом действии (переводе строки) заключается единственное отличие в работе процедуры WriteLn от процедуры
Затем по оператору ReadLn вызывается встроенная процедура ввода данных и программа останавливается в ожидании ввода. В этот момент необходимо набрать на клавиатуре нужное число и нажать клавишу Enter . Сразу после этого программа продолжит работу: проанализирует введенное число и перейдет к вводу следующего числа или вычислению результата. Таким образом, сигналом окончания подготовки очередного числа является нажатие на клавишу Enter , до этого момента можно стирать любой ошибочно введенный символ клавишей Backspace .
Для вычисления отношения введенных чисел используется один из основных операторов Турбо Паскаля - оператор присваивания. В его левой части указывается имя переменной, правая часть представляет собой выражение того же типа, что и переменная. Пара символов «: =», связывающая левую и правую части оператора присваивания, означает «присвоить значение». Запомним: в операторах присваивания Турбо Паскаля всегда используются символы «: =», в то время как при описании констант -одиночный символ «=». С точки зрения синтаксиса языка, два символа «: =» рассматриваются как один специальный символ и обязательно пишутся слитно.
Оператор присваивания используется практически во всех языках программирования. В некоторых языках, например в Фортране или Бейсике, символом присваивания является знак равенства, однако новичка, привыкшего к строгости математических формул, может озадачить типичная форма записи фортран-оператора присваивания, например, такая:
Вариант записи этого же оператора на Турбо Паскале:,
в этом смысле кажется более логичным. Разумеется, вряд ли кому-нибудь придет в голову видеть уравнения там, где их нет и не может быть. Конечно же, и в том, и в другом случае реализуется одно и то же алгоритмическое действие: к содержимому X прибавляется 1 и полученный результат вновь присваивается переменной X. Обратите внимание на оператор вывода результатов
В нем в качестве одного из параметров явно указывается константа типа строка символов 'nl/n2 = '. Конечно же, константы (в отличие от переменных) вовсе не обязательно описывать в разделе описаний, так как их тип легко определяется компилятором по форме записи константы. С учетом этого можно было бы записать программу из примера 1 предельно лаконично:
begin WriteLn('Я программирую на Турбо Паскале'); end.