КОНТРОЛЬ ОРДИНАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ

Пусть мы имеем следующее описание:

Const Nmax = 100;

Type Diap = 1..Nmax;

Ar = array[Diap] ofreal;

VarX : Ar;

n,i,k : integer;

Ранее уже указывалось, что при старте программы всем переменным (простым и составным), перечисленным в разделе Var, выделяется память, размер которой зависит от типа переменной. Поля памяти выделяются в порядке перечисления переменных в разделе Var. В данном случае имеем

1 2 3 599 600 601 602 603 604 605 606

½¾¾¾¾¾¾¾ X ¾¾¾¾¾¾®½ n ®½ i ® ½ k ®½

На рисунке байты, входящие в состав полей X, n, i и k, пронумерованы последовательно. Условно можно считать, что номер байта - это его адрес в памяти.

Адрес произвольного элемента в машинной программе вычисляется следующим образом:

Addr( ) = X + ( i - 1 ) × SizeOf(real) ,

где X - адрес поля X (адрес его крайнего левого байта),

SizeOf(real) - размер поля памяти типа real.

Рассмотрим два варианта фрагмента программы:

1. n:=100; k:=500;

x[101]:=5;

Writeln('n= ',n,' k= ',k);

2. n:=100; k:=500;

i:=101; x[i]:=5;

Writeln('n= ',n,' k= ',k);

В приведенном выше описании индекс массива имеет диапазонный тип При трансляции для индекса массива отводится некоторое поле памяти и указывается тип переменной, которая размещается в этом поле (в данном случае диапазонный тип Diap). Придадим условно этой переменной имя Ind. Тогда выражения x[i], x[k], x[n] означают, что переменной Ind присваиваются соответственно значения i, k или n, т.е. имеет место присваивание ординальной переменной нового значения.

В вариантах 1 и 2 числовое значение 5 должно записываться в поле памяти, соответствующее адресу 101-го элемента массива X, т.е. в байты 601 .. 606. При этом значения переменных n, i и k будут испорчены, что в дальнейшем может привести к непредсказуемым последствиям при работе программы.

Указанную выше ошибку, которая заключается в том, что индекс элемента массива принимает значение вне допустимого диапазона 1 .. Nmax, называют выходом за границы массива.

Для оператора x[101] := 5 информация о том, что индекс элемента массива имеет недопустимое значение, известна по исходному тексту программы, в связи с чем данная ошибка определяется на этапе трансляции. При этом на экран выводится сообщение

Error 76 Const out of range

( Константа нарушает границы )

Аналогичная ошибка для оператора x[i] := 5 в варианте 2 не может быть обнаружена при трансляции программы, поскольку конкретное значение переменной i становится известным лишь при работе программы. В частности, при отработке второго варианта фрагмента программы оператор Writeln('n= ',n,' k=',k); выдаст на печать значения

n = 131 k = 8192.

Примечание. Значение числа 5 в формате real на машинном уровне имеет вид 200000000083. Здесь первые два байта воспринимаются как значение переменной k: 2000₁₆= 8192₁₀; следующие два байта – переменной i, последние два байта – переменной n: 83₁₆=131₁₀.

Для индикации ошибки выхода за границы массива при работе программы используют директиву компилятора R (от слова Range - граница). При включенной директиве R компилятор записывает в машинную программу дополнительные команды, которые проверяют корректность присваивания новых значений всем ординальным переменным, в том числе и индексам массивов. При обнаружении некорректного присваивания работа программы прерывается, а на экран выдается сообщение

Error 201 Range check error

( Ошибка при проверке границ )

Индекс элемента массива может быть лишь ординального типа. Его допустимые значения определяются описанием типа массива. В приведенном выше примере индекс элемента массива X может принимать значения лишь в диапазоне от 1 до 100. Следовательно, при выходе индекса массива за допустимые границы и включенной директиве R будет также сгенерировано прерывание программы с выводом сообщения об ошибке 201.

Пусть мы имеем описание

Var k,l : byte;

m,n : integer;

p,q : 1..5000;

и два фрагмента программы:

1. k:=400; l:=-1;

p:=0; q:=6000;

2. m:=400; n:=-1;

k:=m; l:=n;

m:=0; n:=6000;

p:=m; q:=n.

Ошибка присваивания переменным k, l, p и q недопустимых значений в фрагменте 1 обнаруживается на этапе трансляции, в фрагменте 2 - при работе программы, если включена директива R (пример использования директивы R показан в следующем разделе).

При включенной директиве R за счет добавления в программу дополнительных машинных команд увеличиваются объем программы и время ее выполнения. Поэтому директиву R рекомендуется использовать только при отладке программы, а после окончания отладки удалять ее из состава программы.