Типы и виды данных на языке Pascal 7.0
Ученика 11-А класса
ТИПЫ ДАННЫХ
Любые данные, т.е. константы, переменные, значения функций или выражения, в Турбо Паскале характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, которые может тот или иной объект, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Кроме того, тип определяет формат внутреннего представления данных в памяти ПК.
Турбо Паскаль характеризуется разветвлённой структурой типов данных.
В Турбо Паскале предусмотрен механизм создания новых типов данных, благодаря чему общее количество типов, используемых в программе, может быть сколько угодно большим.
ПРОСТЫЕ ТИПЫ
К простым типам относятся порядковые и вещественные типы.
Порядковые типы отличаются тем, что каждый из них имеет конечное число возможных значений. Эти значения можно определённым образом упорядочить (отсюда – название типов) и, следовательно, с каждым из них можно сопоставить некоторое целое число – порядковый номер значения.
Вещественные типы тоже имеют конечное число значений, которое определяется форматом внутреннего представления вещественного числа. Однако количество возможных значений вещественных типов настолько велико, что сопоставить с каждым из них целое число (его номер) не представляется возможным.
ПОРЯДКОВЫЕ ТИПЫ
К порядковым типам относятся целые, логический, символьный, перечисляемый и тип-диапазон.
Целые типы. Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два или четыре байта
|
ЦЕЛЫЕ ТИПЫ |
||
|
НАЗВАНИЕ |
Длина,байт |
Диапазон значений |
|
Byte |
1 |
0…255 |
|
ShortInt |
1 |
-128…+127 |
|
Word |
2 |
0…65535 |
|
Integer |
2 |
-32768…+32767 |
|
LongInt |
4 |
-2 147 483 648…+2 147 483 647 |
При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться «вложенностью» типов, т.е. везде, где может использоваться Word, допускается использование Byte (но не наоборот), в LongInt “входит” Integer, который, в свою очередь, включает в себя ShortInt.
При дейстйствии с целыми чмслами тип результата будет соответствовать типу операндов, ф если операнды относятся к различным целым типам,- типу того операнда, который имеет максимальную мощность (максимальный диапазон значений). Возможное переполнение никак не контролируется, что может привести к недорозумениям.
Логический тип
|
ЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ |
|||
|
Название |
Длина, Байт |
OS |
Значение |
|
BOOLEAN |
1 |
Linux, DOS |
False, True |
|
BYTEBOOL |
1 |
Совместим с С |
False, True |
|
WORDBOOL |
2 |
Win |
False, True |
|
LONGBOOL |
4 |
Win |
False, True |
. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант FALSE (ложь) или TRUE (истина).
Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе счётного типа.
Символьный тип. CHAR – занимает 1 байт. Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу присваивается целое число в диапозоне 0…255. Это число служит кодом внутреннего представления символа.
Для кодировки испоьзуется код ASCII (American Standart Code for Information Interchange – американский стандартный код для обмена информацией). Это 7-битный код, т.е. с его помощью можн озакодировать лишь 128 символов в диапозоне от 0 до 127. В то же время в 8-битном байте, отведенном для хранения символа в Турбо Паскале, можно закодировать в два раза больше символов в дапозоне от 0 до 255. Первая половина символов ПК с кодами 0…127 соответствует стандарту ASCII. Вторая половина символов с кодами 128ююю255 не ограничена жёсткими рамками стандарта и может менятся на ПК разных типов.
Символы с кодами 0…31 относятся к слжебным кодам. Если эти коды использовать в символьном тексте программы, они считаются пробелами.
Перечисляемый тип. Перечисляемый тип задаётся перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и рапологается в списке, обрамлённом круглыми скобками, напримерЖ
Type
Colors = (red, white, blue);
Применение перечисляемых типов делает программы нагляднее.
Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение списке получает порядковый номер 0, второе – 1 и т.д. максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений, поэтому фактически перечисляемый тип задаёт некоторое подмножество целого типа WORD и может рассматриваться как компактное объявление сразу группы целочисленных констант со значениями 0,1 и т.д.
Использование перечисляемых типов повышает надёжность программы, благодаря возможности контроля тех значений, которые получают соответствующие переменные.
Тип-диапазон. Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона.
Тип-диапазон задаётся границами своих значений внутри базового типа:
<мин.знач.>..<макс.знач.>
Здесь <мин.знач.> - минимальное значение типа-диапазона.
<макс.знач.> - максимальное его значение.
Type
Digit = ‘0’ ..’9’;
Dig2 = 48 .. 57;
При определении типа-диапазона нужно руководствоваться следующими правилами:
два символа «..» рассматриваются как один символ, поэтому между ними недопустимы пробелы.
левая граница диапазона не должна превышать его правую границу.
Тип-диапазон наследует все свойства базового итпа, но с ограничениями, связанными с его меньшей мощностью.
ВЕЩЕСТВЕННЫЕ ТИПЫ
В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляется в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа.
|
Длина, байт |
Название |
Количество значащих цифр |
Диапазон десятичного порядка |
|
6 |
Real |
11…12 |
-39…+38 |
|
4 |
Single |
7…8 |
-45…+38 |
|
8 |
Double |
15…16 |
-324…+308 |
|
10 |
Extended |
19…20 |
-4951…+4932 |
|
8 |
comp |
19…20 |
-2*1063+1…+2*1063-1 |
СТРУКТУРИРОВАННЫЕ ТИПЫ
Любой из структурированных типов характеризуется множественностью образующих этот тип элементов, т.е. переменная или сонстанта структурированного типа всегда имеет несколько компонентов. Каждый компонент, в свою очередь, может принадлежать структурированному типу, что позволяет говорить о возможной вложености типов. В Турбо Паскале допускается произвольная глубина вложености типов, однако суммарная длина любого из них во внутреннем представлении не должна превышать 65520 байт.
МАССИВЫ
Массиывы в Турбо Паскале во многом схожи с аналогичными типами данных в других языках програмирования. Отличительная особенность массивов заключается в том, что все их компоненты суть данные одного типа (возможно структурированного). Эти компоненты можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием порядкового номера.
Описание массива задаётся следующим образом:
<имя типа> = array [<сп.инд.типов>] of <тип>
Здесь <имя типа> - правильный индификатор;
Array, of – зарезирвированые слова (массив, из);
<спюиндютипов> - список из одного или нескольких индексных типов, разделённых запятыми; квадратные скобки, обрамляющие список, - требование синтаксиса;
<тип> - любой тип Турбо Паскаля.
В качестве индексных типов в Турбо Паскале можно использовать любые порядковые типы, кроме LongInt и типов-диапазонов с базовым типом LongInt.
Глубина вложенности структурированных типов вообще, а следовательно, и массивов – произвольная, поэтому количество элементов в списке индексов типов (размерность массива) не ограничено, однако суммарная длина внутреннего представления любого массива не может быть больше 65520 байт.
ЗАПИСИ
Запись – это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонентов, называемыхполями записи. В отличие от массива, компоненты (поля) записи могут быть различного типа. Чтобы можно было ссылаться на тот или иной компонент записи, поля именуются.
Структура объявления типа записи такова:
<имя типа> = RECORD <спюполей> END
Здесь <имя типа> - правильный индификатор;
RECORD, END – зарезервированые слова (запись, конец);
<сп.полей> - список полей; представляет собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запятой.
МНОЖЕСТВА
Множества – это набор однотипных логическх связанных друг с другом объектов. Характер связей между объектами лишь подразумевается програмистом и никак не контролируется Турбо Паскалем.количество элементов, входящих в множество, может менятся в пределах от 0до 256 (множество, не содержащее элементов, называется пустым).именно непостоянством количества своих элементов множества отличаются от массивов и записей.
Два множества считаются эквивалентными тогда и только тогда, когда все их элементы одинаковы, причём порядок следования элементов множества безразличен. Если все элементы одного множества входят также и в другое, говорят о включении первого множества во второе.
Описание типа множества имеет вид:
<имя типа> = SET OF <баз.тип>
Здесь <имя типа> - правильный индификатор;
SET, OF – зарезирвированные слова (множество, из);
<баз.тип> - базовый тип элементов множества, в качестве которого может использоваться любой порядковый тип, кроме WORD, INTEGER и LONGINT.
Для задания множества используется так называемый конструктор множества: список спецификаций элементов множества, отделяемых друг от друга запятыми; список обрамляется квадратными скобками. Спецификациями элементов могут быть константы или выражения базового типа, а также – тип-диапазон того же базового типа.
СТРОКИ
Тип STRING (строка) в Турбо Паскале широко используется для обработки текстов. Он во многом похож на одномерный массив символов ARRAY [0..N] OF CHAR, однако, в отличие от последнего, количество символов в строке – переменной может менятся от 0 до N, где N – максималльное количество символов в строке. Значение N определяется объявлением типа STRING[N] N и может быть любой константой порядкового типа, но ен больше 255. Турбо Паскаль разрешает не указывать N, в том случае длина строки принимается максимально возможной, а именно N=255.
Строка в Турбо Паскале трактуется как цепочка символов. К любому символу в строке можно обратиться точно так же, как к элементу одномерного массива ARRAY [0..N] OF CHAR.
ФАЙЛЫ
Под файлом понимается либо именованная область внешней памяти ПК, либо логическое устройство – потенциальный источник или приёмник информации.
Любой файл имеет три характерные особенности. Во-первых, у него есть имя, что даёт возможность программе работать одновременно с несколькими файлами. Во-вторых, он содержит компоненты одного типа. Типом компонентов может быть любой тип Турбо Паскаля, кроме файлов. Иными словами, недьзя создать «файл файлов». В-третьих, длина вновь создаваемого файла никак не оговаривается при его объявлении и ограничивается только ёмкостью устройств внешней памяти.
Файловый тип или переменную файлового типа можно задать одним из трёх способов:
<имя>= FILE OF <тип>;
<имя>=TEXT;
<имя> = FILE;
Здесь <имя> - имя файлового типа (правильный индификатор);
FILE, OF – зарезервированные слова (файл, из);
TEXT – имя стандартного типа текстовых файлов;
<тип> - любой тип Турбо Паскаля, кроме файлов.
В зависимости от способа объявления можно выделить три вида файлов:
типизированные файлы (задаются предложением FILE OF…);
текстовые файлы (определяются типом TEXT);
нетипизированные файлы (определяются типом FILE).
ПРОЦЕДУРНЫЕ ТИПЫ
Процедурные типы — это нововедение фирмы Borland (в стандартном Паскале таких типов нет). Основное назначение этих типов —дать програмисту гибкие средства передачи функций и процедур в качестве фактических параметров обращения к другим процедурам и функциям.
Для объявления процедурного типа используется заголовок процедуры (функции), в котором опускается её имя, наприме:
type
Proc = procedure;
Proc1 = procedure(var X, Y: Integer);
StrProc = procedure(S: String);
MathFunc = function(X: Real): Real:
DeviceFunc = function(var F: Text): Integer;
MaxFunc = function(A, B: Real; F: MathFunc): Real;
Как видно из приведённых примеров существует два вида процедурных типов: тип-роцедура и тип-функция.
В программе могут быть объявлены переменные процедурных типов, например, так:
Var
P1 : Proc1;
F1, f2 : MathFunc;
Ap : array [1..N] of Proc1
Переменным процедурных типов допускается присваивать в качестве значений имена соответствующих подпрограмм. После такого присваивания имя переменной становится синонимом имени подпрограммы.
ТИП ОБЪЕКТ
Тип объект — это структура, состоящая из фиксированного числа компонент. Каждая компонента — это или поле, которое содержит данные определенного типа, или метод, который производит операции над объектом. Аналогично объявлению переменных, объявление поля, указывает тип данных поля и идентификатор имени этого поля; и аналогично объявлению процедуры или функции объявление метода указывает заголовок процедуры, функции, констрактора или дестрактора.
Тип объект может наследовать компоненты от другого типа объекта.
Сфера действия типа объекта состоит из него самого и всех его порожденных типов.
В отличие от других типов, тип объект может быть объявлен в части объявления типов в самой внешней части программы или модуля.
Так, тип объекта не может быть объявлен в части объявления переменных или внутри процедуры, функции или метода.
ТИП УКАЗАТЕЛЬ
Тип указатель (ссылочный тип) определяет множество значений, которые указывают на динамические переменные определенного типа, называемого базовым типом. Переменная с типом указатель содержит адрес динамической переменной в памяти.
Если базовый тип является еще не описанным идентификатором, то он должен быть описан в той же самой части описания типов, что и тип указатель.
Переменной-указателю можно присвоить значение с помощью процедуры New, операции @ или функции Ptr. Процедура New отводит новую область памяти в динамически распределяемой области для динамических переменных и сохраняет адрес этой области в переменной указателя. Операция @ ориентирует переменную указателя на область памяти, содержащую существующую переменную, включая и те переменные, которые имеют идентификаторы. Функция Ptr ориентирует переменную указателя на определенный адрес в памяти.
Зарезервированное слово nil обозначает константу со значением указателя, которая ни на что не указывает.
Встроенный указатель типа обозначает нетипизованный указатель, то есть указатель, который не указывает ни на какой определенный тип. Переменные типа Pointer могут быть разыменованы; указание символа ^ после такой переменной вызывает появление ошибки. Как и значение, обозначаемое словом nil, значения типа Pointer совместимы со всеми другими типами указателей.
В разделе "Указатели и динамические переменные" в Главе4 вы можете найти синтаксис ссылки на динамические переменые, которые указываются с помощью указателя-переменной.
ТИПИЗИРОВАННЫЕ КОНСТАНТЫ
В Турбо Паскале допускается использование типизированных констант. Они задаются в разделе объявления констант следующим образом:
<индификатор> : <тип> = <значение>
Здесь <индификатор> - индификатор константы;
<тип> - тип константы;
<значение> - значение константы.
Типизированным константам можно присваивать другие значения в ходе выполнения программы, поэтому фактически они представляют собой переменные с начальными значениями. Типизированная константа приобретает указанное в её объявлении значение, т.е. инициируется, лишь один раз: к моменту начала работы программы. При повторном входе в блок (роцедуру или функцию), в котором она объявлена, инициация типизированной константы не производится и она сохраняет то значение, которое имела к моменту выхода из блока.
Типизированные константы могут быть любого типа, кроме файлов. Нельзя также объявить типизированную константу – запись, если хотя бы одно из её полей является полем файлового типа.
Поскольку типизированная константа фактически не отличается от переменной, её нельзя использовать в качестве значения при объявлении других констант или границ типа-диапазона.
КОНСТАНТЫ ПРОСТЫХ ТИПОВ И ТИПА STRING
Объявление таких констант обычно не вызывает трудностей, так как в качестве их значения испоьзуется нетипизированные константы или их индификаторы.
КОНСТАНТЫ-МАССИВЫ
В качестве начального значения типизтрованной константы-массива используются список констант, отделённых друг от друга запятыми; список заключается в круглые собки.
При объявлении многомерных констант-массивов множество констант, соответствующих каждому измерению, заключается в дополнительные круглые скобки и отделяется от соседнего множества запятами. В результате образуются вложенные структуры множеств, причём глубина вложения должна сответствовать количеству измерений (размерности) массива. Самые внутрение множества констант связываются с измерением самого правого индекса массива.
КОНСТАНТЫ-ЗАПИСИ
Определение константы-записи имеет следующий вид:
<индификатор> : <тип> (<сп.знач.полей>)
Здесь <индификатор> – индификатор константы;
<тип> – тип записи;
<сп.инд.полей> – список значений полей.
Список значений полей представляет собой список из последовательностей вида: имя поля, двоеточие и константа. Элементы списка отделяются друг от друга двоеточиями.
КОНСТАНТЫ-МНОЖЕСТВА
Значение типизированной константы-множества задаётся в виде правильного конструктора множеств.
КОНСТАНТЫ-УКАЗАТЕЛИ
Единственным значением типизированной константы-указателя может быть только NIL.