Понятие множества в языке ПАСКАЛЬ основывается на математическом представлении о множествах: это ограниченная совокупность различных элементов. Для построения конкретного множественного типа используется перечисляемый или интервальный тип данных. Тип элементов, составляющих множество, называется базовым типом. Множественный тип описывается с помощью служебных слов Set of, например:
type M= Set of B;
Здесь М - множественный тип, В - базовый тип. Пример описания переменной множественного типа:
type M= Set of 'A'..'D';
var MS: M;
Принадлежность переменных к множественному типу может быть определена прямо в разделе описания переменных:
var C: Set of 0..7;
Константы множественного типа записываются в виде заключенной в квадратные скобки последовательности элементов или интервалов базового типа, разделенных запятыми, например:
['A', 'C'],[0, 2, 7],[3, 7, 11..14].
Константа вида [] означает пустое подмножество. Множество включает в себя набор элементов базового типа, все подмножества данного множества, а также пустое подмножество. Если базовый тип, на котором строится множество, имеет К элементов, то число подмножеств, входящих в это множество, равно 2 в степени К. Пусть имеется переменная Р интервального типа:
var P: 1..3;
Эта переменная может принимать три различных значения - либо 1, либо 2, либо 3. Переменная Т множественного типа
var T: Set of 1..3; может принимать восемь различных значений:
[],[1,2],[1],[1,3],[2],[2,3],[3],[1,2,3]
Порядок перечисления элементов базового типа в константах безразличен. Значение переменной множественного типа может быть задано конструкцией вида [T], где T - переменная базового типа. К переменным и константам множественного типа применимы операции присваивания(:=), объединения(+), пересечения(*) и вычитания(-):
['A','B'] + ['A','D'] даст ['A','B','D']
['A'] * ['A','B','C'] даст ['A']
['A','B','C'] - ['A','B'] даст ['C'].
Результат выполнения этих операций есть величина множественного типа. К множественным величинам применимы операции: тождественность (=), нетождественность (<>), содержится в (<=), содержит (>=). Результат выполнения этих операций имеет логический тип, например:
['A','B'] = ['A','C'] даст FALSE
['A','B'] <> ['A','C'] даст TRUE
['B'] <= ['B','C'] даст TRUE
['C','D'] >= ['A'] даст FALSE.
Кроме этих операций для работы с величинами множественного типа в языке ПАСКАЛЬ используется операция in проверяющая принадлежность элемента базового типа, стоящего слева от знака операции, множеству, стоящему справа от знака операции. Результат выполнения этой операции - булевский. Операция проверки принадлежности элемента множеству часто используется вместо операций отношения, например:
A in ['A', 'B'] даст TRUE,
2 in [1, 3, 6] даст FALSE.
При использовании в программах данных множественного типа выполнение операций происходит над битовыми строками данных. Каждому значению множественного типа в памяти ЭВМ соответствует один двоичный разряд. Например, множество
['A','B','C','D']
представлено в памяти ЭВМ битовой строкой 1 1 1 1.
Подмножества этого множества представлены строками:
['A','B','D'] 1 1 0 1
['B','C'] 0 1 1 0
['D'] 0 0 0 1
Величины множественного типа не могут быть элементами списка ввода - вывода. В каждой конкретной реализации транслятора с языка ПАСКАЛЬ количество элементов базового типа, на котором строится множество, ограничено. В TURBO PASCAL количество базовых элементов не должно превышать 256. Инициализация величин множественного типа производится с помощью типизированных констант:
const seLit: Set of 'A'..'D'= [];
Проиллюстрируем применение данных множественного типа на примере. Составить программу, которая вырабатывает и выводит на экран дисплея наборы случайных чисел для игры в "Спортлото 5 из 36". Для заполнения каждой карточки спортлото необходимо получить набор из пяти псевдослучайных чисел. К этим числам предъявляются два требования:
-числа должны находиться в диапазоне 1..36;
-числа не должны повторяться.
Program Lotto;
var
nb, k: Set of 1..36;
kol, l, i, n: Integer;
begin
Randomize;
WriteLn('ВВЕДИ kol');
ReadLn(kol);
nb:=[1..36];
for i:=1 to kol do
begin
k:=[];
for l:=1 to 5 do
begin
repeat
n:=1+Random(36)
until (n in nb) and not (n in k);
k:=k+[n];
Write(n:4)
end;
WriteLn
end
end.
Файловые типы в Паскале. Общи процедуры для работы с файлами. Типизированные файлы:
Введение файлового типа в язык ПАСКАЛЬ вызвано необходимостью обеспечить возможность работы с периферийными (внешними) устройствами ЭВМ, предназначенными для ввода, вывода и хранения данных.
Файловый тип данных или файл определяет упорядоченную совокупность произвольного числа однотипных компонент.
Общее свойство массива, множества и записи заключается в том, что количество их компонент определено на этапе написания программы, тогда как количество компонент файла в тексте программы не определяется и может быть произвольным.
Понятие файла достаточно широко. Это может быть обычный файл на диске, коммуникационный порт ЭВМ, устройство печати, клавиатура или
другие устройства.
При работе с файлами выполняются операции ввода - вывода. Операция ввода означает перепись данных с внешнего устройства (из входного файла) в основную память ЭВМ, операция вывода - это пересылка данных из основной памяти на внешнее устройство (в выходной файл).
Файлы на внешних устройствах часто называют физическими файлами. Их имена определяются операционной системой. В программах на языке Паскаль имена файлов задаются с помощью строк.
TURBO PASCAL вводит ряд процедур и функций, применимых для любых типов файлов: Assign, Reset, Rewrite, Close, Rename, Erase, Eof, IOResult.
Процедура Assign( var f; FileName: String ) связывает логический файл f с физическим файлом, полное имя которого задано в строке FileName.
Процедура Reset( var f ) открывает логический файл f для последующего чтения данных или, как говорят, открывает входной файл. После успешного выполнения процедуры Reset файл готов к чтению из него первого элемента.
Процедура Rewrite( var f ) открывает логический файл f для последующей записи данных (открывает выходной файл). После успешного выполнения этой процедуры файл готов к записи в него первого элемента.
Процедура Close( var f ) закрывает открытый до этого логический файл. Вызов процедуры Close необходим при завершении работы с файлом.
Если по какой-то причине процедура Close не будет выполнена, файл все-же будет создан на внешнем устройстве, но содержимое последнего буфера в него не будет перенесено. Для входных файлов использование оператора закрытия файла необязательно.
Логическая функция EOF( var f ): Boolean возвращает значение TRUE, когда при чтении достигнут конец файла. Это означает, что уже прочитан последний элемент в файле или файл после открытия оказался пуст.
Процедура Rename( var f; NewName: String ) позволяет переименовать физический файл на диске, связанный с логическим файлом f. Переименование возможно после закрытия файла.
Процедура Erase( var f ) уничтожает физический файл на диске, который был связан с файловой переменной f. Файл к моменту вызова процедуры Erase должен быть закрыт.
Функция IOResult: Integer возвращает целое число, соответствующее коду последней ошибки ввода - вывода. При нормальном завершении операции функция вернет значение 0. Значение функции IOResult необходимо присваивать какой - либо переменной, так как при каждом вызове функция обнуляет свое значение. Функция IOResult работает только при выключенном режиме проверок ошибок ввода - вывода или с ключом компиляции {$I-}.
6-Текстовые файлы:
Особое место в языке ПАСКАЛЬ занимают текстовые файлы, компоненты которых имеют символьный тип. Для описания текстовых файлов в языке определен стандартный тип Тext:
var TF1, TF2: Text;
Текстовые файлы представляют собой последовательность строк, а строки - последовательность символов. Строки имеют переменную длину, каждая строка завершается признаком конца строки. С признаком конца строки связана функция EOLN(var T:Text):Boolean, где Т - имя текстового файла. Эта функция принимает значение TRUE, если достигнут конец строки, и значение FALSE, если конец строки не достигнут.
Для операций над текстовыми файлами, кроме перечисленных, определены также операторы обращения к процедурам:
ReadLn(T) - пропускает строку до начала следующей;
WriteLn(T) - завершает строку файла, в которую производится запись, признаком конца строки и переходит к началу следующей.
Для работы с текстовыми файлами введена расширенная форма операторов ввода и вывода. Оператор
Read(T,X1,X2,...XK)
эквивалентен группе операторов
begin
Read(T,X1);
Read(T,X2);
...................
Read(T,XK)
end;
Здесь Т-текстовый файл, а переменные Х1, Х2,...ХК могут быть либо переменными целого, действительного или символьного типа, либо строкой. При чтении значений переменных из файла они преобразуются из текстового представления в машинное.
TURBO PASCAL вводит дополнительные процедуры и функции, применимые только к текстовым файлам, это SetTextBuf, Append, Flush, SeekEOLn, SeekEOF. Процедура SetTextBuf( var f: Text; var Buf; BufSize: Word ) служит для увеличения или уменьшения буфера ввода - вывода текстового файла f. Значение размера буфера для текстовых файлов по умолчанию равно 128 байтам. Увеличение размера буфера сокращает количество обращений к диску. Рекомендуется изменять разиер буфера до открытия файла. Буфер файла начнется с первого байта переменной Buf. Размер буфера задается в необязательном параметре BufSize, а если этот параметр отсутствует, размер буфера определяется длиной переменной Buf. Процедура Append( var f: Text ) служит для специального открытия выходных файлов. Она применима к уже существующим физическим файлам и открывает из для дозаписи в конец файла. Процедура Flush( var f: Text ) применяется к открытым выходным файлам. Она принудительно записывает данные из буфера в файл независимо от степени его заполнения. Функция SeekEOLn( var f: Text ): Boolean возвращает значение True, если до конца строки остались только пробелы. Функция SeekEOF( var f: Text ): Boolean возвращает значение True, если до конца файла остались строки, заполненные пробелами.
Бестиповые файлы позволяют записывать на диск произвольные участки в памяти ЭВМ и считывать их с диска в память. Операции обмена с бестиповыми файлами осуществляется с помощью процедур BlokRead и BlockWrite. Кроме того, вводится расширенная форма процедур Reset и Rewrite. В остальном принципы работы остаются такими же, как и с компонентными файлами. Перед использованием логический файл
var f: File;
должен быть связан с физическим с помощью процедуры Assign. Далее файл должен быть открыт для чтения или для записи процедурой Reset или Rewrite, а после окончания работы закрыт процедурой Close. При открытии файла длина буфера устанавливается по умолчанию в 128 байт. TURBO PASCAL позволяет изменить размер буфера ввода - вывода, для чего следует открывать файл расширенной записью процедур
Reset(var f: File; BufSize: Word ) или
Rewrite(var f: File; BufSize: Word )
Параметр BufSize задает число байтов, считываемых из файла или записываемых в него за одно обращение. Минимальное значение BufSize - 1 байт, максимальное - 64 К байт. Чтение данных из бестипового файла осуществляется процедурой
BlockRead( var f: File; var X; Count: Word; var QuantBlock: Word );
Эта процедура осуществляет за одно обращение чтение в переменную X количества блоков, заданное параметром Count, при этом длина блока равна длине буфера. Значение Count не может быть меньше 1. За одно обращение нельзя прочесть больше, чем 64 К байтов. Необязательный параметр QuantBlock возвращает число блоков (буферов), прочитанных текущей операцией BlockRead. В случае успешного завершения операции чтения QuantBlock = Count, в случае аварийной ситуации параметр QuantBlock будет содержать число удачно прочитанных блоков. Отсюда следует, что с помощью параметра QuantBlock можно контролировать правильность выполнения операции чтения. Запись данных в бестиповой файл выполняется процедурой
BlockWrite( var f: File; var X; Count: Word; var QuantBlock: Word );
которая осуществляет за одно обращение запись из переменной X количества блоков, заданное параметром Count, при этом длина блока равна длине буфера. Необязательный параметр QuantBlock возвращает число блоков (буферов), записанных успешно текущей операцией BlockWrite.
8-Прямой и последовательный доступ к компонентам файла:
Смысл последовательного доступа заключается в том, что в каждый момент времени доступна лишь одна компонента из всей последовательности. Для того, чтобы обратиться (получить доступ) к компоненте с номером К, необходимо просмотреть от начала файла К-1 предшествующую компоненту. После обращения к компоненте с номером К можно обращаться к компоненте с номером К+1. Отсюда следует, что процессы формирования (записи) компонент файла и просмотра (чтения) не могут произвольно чередоваться. Таким образом, файл вначале строится при помощи последовательного добавления компонент в конец, а затем может последовательно просматриваться от начала до конца. Рассмотренные ранее средства работы с файлами обеспечивают последовательный доступ. TURBO PASCAL позволяет применять к компонентным и бестиповым файлам, записанным на диск, способ прямого доступа. Прямой доступ означает возможность заранее определить в файле блок, к которому будет применена операция ввода - вывода. В случае бестиповых файлов блок равен размеру буфера, для компонентных файлов блок - это одна компонента файла. Прямой доступ предполагает, что файл представляет собой линейную последовательность блоков. Если файл содержит n блоков, то они нумеруются от 1 через 1 до n. Кроме того, вводится понятие условной границы между блоками, при этом условная граница с номером 0 расположена перед блоком с номером 1, граница с номером 1 расположена перед блоком с номером 2 и, наконец, условная граница с номером n находится после блока с номером n. Реализация прямого доступа осуществляется с помощью функций и процедур FileSize, FilePos, Seek и Truncate. Функция FileSize( var f ): Longint возвращает количество блоков в открытом файле f. Функция FilePos( var f ): Longint возвращает текущую позицию в файле f. Позиция в файле - это номер условной границы. Для только что открытого файла текущей позицией будет граница с номером 0. Это значит, что можно записать или прочесть блок с номером 1. После чтения или записи первого блока текущая позиция переместится на границу с номером 1, и можно будет обращаться к ьлоку с номером 2. После прочтения последней записи значение FilePos равно значению FileSize. Процедура Seek( var f; N: Longint) обеспечивает назначение текущей позиции в файле (позиционирование). В параметре N должен быть задан номер условной границы, предшествующей блоку, к которому будет производиться последующее обращение. Например, чтобы работать с блоком 4, необходимо задать значение N, равное 3. Процедура Seek работает с открытыми файлами. Процедура Truncate( var f ) устанавливает в текущей позиции признак конца файла и удаляет (стирает) все последующие блоки. Пример. Пусть на НМД имеется текстовый файл ID.DAT, который содержит числовые значения действительного типа по два числа в каждой строке - значения аргумента и функции соответственно. Количество пар чисел не более 200. Составить программу, которая читает файл, значения аргумента и функции записывает в одномерные массивы, подсчитывает их количество, выводит на экран дисплея и записывает в файл компонентного типа RD.DAT.
Program F;
var rArg, rF: Array[1..200] of Real;
inf: Text;
outf: File of Real;
n, l: Integer;
begin
Assign(inf,'ID.DAT');
Assign(outf,'RD.DAT');
Reset(inf);
Rewrite(outf);
n:=0;
while not EOF(inf) do
begin
n:=n+1;
ReadLn(inf,rArg[n],rF[n])
end;
for l:=1 to n do
begin
WriteLn(l:2,rArg[l]:8:2,rF[l]:8:2);
Write(outf,rArg[l], rF[l]);
end;
close(outf)
end.
11-статическая и динамическая память. Карта памяти. Тип Pointer. Ссылочный тип. Действия над ссылками. Примеры:
