Тема 3: «Обработка одномерных числовых массивов»

Массивы

Рассмотренные выше простые типы данных позволяют использовать в программе одиночные объекты - числа, символы, строки и т.п. В Турбо Паскале могут использоваться также объекты, содержащие множество однотипных элементов. Это массивы -формальное объединение нескольких однотипных объектов (чисел, символов, строк и т.п.), рассматриваемое как единое целое. К необходимости применения массивов мы приходим всякий раз, когда требуется связать и использовать целый ряд родственных величин. Например, результаты многократных замеров температуры воздуха в течение года удобно рассматривать как совокупность вещественных чисел, объединенных в один сложный объект - массив измерений.

При описании массива необходимо указать общее число входящих в массив элементов и тип этих элементов. Например:

var

а : array [1..10] of Real;

b : array [0..50] of Char;

с : array [-3..4] of Boolean;

Как видим, при описании массива используются зарезервированные слова ARRAY и OF (массив, из). За словом ARRAY в квадратных скобках указывается тип-диапазон, с помощью которого компилятор определяет общее число элементов массива. Тип-диапазон (подробнее см. в гл.4) задается левой и правой границами изменения индекса массива, так что массив А состоит из 10 элементов, массив В - из 51, а массив С - из 8 элементов. За словом OF указывается тип элементов, образующих массив.

Доступ к каждому элементу массива в программе осуществляется с помощью индекса - целого числа (точнее, выражения порядкового типа, см. гл.4), служащего своеобразным именем элемента в массиве (если левая граница типа-диапазона равна 1, индекс элемента совпадает с его порядковым номером). При упоминании в программе любого элемента массива сразу за именем массива должен следовать индекс элемента в квадратных скобках, например:

var

a: array [1..10] of Integer;

b: array [0..40] of Char;

c: array [-2..2] of Boolean;

k: Integer; begin

b[17] := 'F1;

c[-2] := a[l] > [2] ;

for k : = 1 to 10 do a[k] := 0;

...

end.

В правильно составленной программе индекс не должен выходить за пределы, определенные типом-диапазоном. Например, можно использовать элементы А[1], В[38], С[0], но нельзя A[0] или С[38] (определение массивов см. выше). Турбо Паскаль может контролировать использование индексов в программе на этапе компиляции и на этапе счета программы.

Для иллюстрации приемов работы с массивами составим программу, которая создает массив случайных целых чисел, подсчитывает их среднее арифметическое, а также определяет и выводит на экран минимальное и максимальное из этих чисел.

Пример

Program Average;

{Программа создает массив из N случайных целых чисел, равномерно распределенных в диапазоне от 0 до MAX_VALUE-1, подсчитывает среднее арифметическое этих чисел, а также минимальное и максимальное из них.}

const

N = 1000;

MAX_VALUE = 100+1; {Диапазон значений случайных чисел}

var

m : array [1..N] of Integer; {Массив чисел}

i : Integer; {Индекс массива}

max, min : Integer; {Максимальное и минимальное число}

s : Real; {Сумма чисел}

begin

{Наполняем массив случайными числами:}

for i := 1 to N do

m[i] := random(MAX_VALUE); {Задаем начальные значения переменных:}

s := 0;

max : = m [ 1 ] ;

min : = m [ 1 ] ;

{Цикл вычисления суммы всех случайных чисел и поиска минимального и максимального:}

for i := 1 to N do

begin

s : = s + m [ i ] ;

if m[i] < min then

min := m[i]

else if m[i] > max then

max := m[i]

end;

{Вычисляем среднее значение и печатаем результат:}

WriteLn('MMH = ',min,' Макс = ', max, ' Среднее = ',s/N)

end.

Для создания массива используется встроенная функция RANDOM (MAX) , которая возвращает случайное целое число, равномерно распределенное в диапазоне от 0 до МАХ-1 (МАХ- параметр обращения).

Тема 4: «Обработка строк»

Строковую переменную 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:

var

sigma :Real; а,b,с,d :Char;

textl :String[15];

text2 :String;

flag :Boolean;.

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.

Тип STRING (строка) в Турбо Паскале широко используется для обработки текстов. Он во многом похож на одномерный массив символов ARRAY[O..N] OF CHAR, однако, в отличие от последнего, количество символов в строке-переменной может меняться от 0 до N, где N - максимальное количество символов в строке. Значение N определяется объявлением типа STRING [N] и может быть любой константой порядкового типа, но не больше 255 . Турбо Паскаль разрешает не указывать N, в этом 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, например:

var

st : String;

begin

.....

if st[5] = 'A' then...

end.

Самый первый байт в строке имеет индекс 0 и содержит текущую длину строки, первый значащий символ строки занимает второй байт и имеет индекс 1. Над длиной троки можно осуществлять необходимые действия и таким способом изменять длину. Например, удалить из строки все ведомые пробелы можно следующим образом:

var

st : String;

i : Byte;

begin

i := ord(st [0] ) ; {i - текущая длина строки}

while (i <> 0) and (st[i] = ' ') do

begin

dec(i);

st[0] := chr(i)

end;

.....

end.

Значение ORD(st[0]) , т.е. текущую длину строки, можно получить и с помощью функции LENGTH(st), например:

while (Length(st)<>0) and (st[Length(st)]=' ') do

st[0] := chr(Length(st)-1)

К строкам можно применять операцию «+» - сцепление, например:

st := 'а1 + 'b';

st := st + 'с'; {st содержит "abc"}

Если длина сцепленной строки превысит максимально допустимую длину N, то «лишние» символы отбрасываются. Следующая программа, например, напечатает символ 1:

var

st: String [1] ;

begin

St:='123';

WriteLn(st)

end.

Все остальные действия над строками и символами реализуются с помощью описываемых ниже стандартных процедур и функций.

CONCAT(S1 [,S2, ... , SN] ) - функция типа STRING; возвращает строку, представляющую собой сцепление строк-параметров SI, S2, ..., SN.

COPY(ST, INDEX, COUNT) - функция типа STRING; копирует из строки ST COUNT символов, начиная с символа с номером INDEX.

DELETE (ST, INDEX, COUNT) - процедура; удаляет СОUNT символов из строки ST, начиная с символа с номером INDEX.

INSERT (SUBST, ST, INDEX) - процедура; вставляет подстроку SUBST в строку ST, начиная с символа с номером INDEX.

LENGTH (ST) - функция типа INTEGER; возвращает длину строки ST.

POS (SUBST, ST) - функция типа INTEGER; отыскивает в строке STпервое вхождение подстроки SUBST и возвращает номер позиции, с которой она начинается; если подстрока не найдена, возвращается ноль.

STR(X [; WIDTH [: DECIMALS] ], ST) - процедура; преобразует число X любого вещественного или целого типов в строку символов ST так, как это делает процедура WRITELN перед выводом; параметры WIDTH и DECIMALS, если они присутствуют, задают формат преобразования: WIDTH определяет общую ширину поля, выделенного под соответствующее символьное представление вещественного или целого числа X, a DECIMALS - количество символов в дробной части (этот параметр имеет смысл только в том случае, когда Х- вещественное число).

VAL(ST, X, CODE) - процедура преобразует строку символов ST во внутреннее представление целой или вещественной переменной X, которое определяется типом этой переменной. Параметр CODE содержит ноль, если преобразование прошло успешно, и тогда в X помещается результат преобразований, в противном случае он содержит номер позиции в строке ST, где обнаружен ошибочный символ, и в этом случае содержимое Х не меняется; в строке ST могут быть ведущие пробелы, однако ведомые пробелы недопустимы; например, обращение val (' 123',k,i) пройдет успешно: k получит значений 123, в i будет помещен 0, в то время как обращение val (' 123 ' , k, i) будет ошибочным: значение k не изменится, a i будет содержать 4.

UPCASE (СН) - функция типа CHAR; возвращает для символьного выражения СН, которое должно представлять собой строчную латинскую букву, соответствующую заглавную букву; если значением СН является любой другой символ (в том числе строчная буква русского алфавита), функция возвращает его без преобразования.

Примеры:

var

х : Real;

у : Integer;

st,st1: String;

begin

st := concat('12','345'); {строка st содержит 12345}

st1 := copy(st,3,Length(st)-2); {st1 содержит 345}

insert('-',st1,2); {строка st1 содержит 3-45}

delete(st,pos('2',at),3); {строка st содержит 15}

str(pi:6:2,st); {строка st содержит 3.14}

val(''3,1415' ,x,y) ; {у содержит 2, х остался без изменения}

end.

Операции отношения =, о, >, <, >=, <= выполняются над двумя строками посимвольно, слева направо с учетом внутренней кодировки символов (см. табл.4.1 и прил.2). Если одна строка меньше другой по длине, недостающие символы короткой строки заменяются значением СНAR(0) .

{Эта программа вводит дату в формате ДЦ ММ ГГГГ к выводит на экран соответствующий этой дате день недели.}

var

IsCorrectDate: Boolean; {Признак правильной даты}

d,m,y : Integer; {Вводимая дата - день, месяц и год}

{---------------}

Procedure InputDate (var d,m,y : Integer; var correctly : Boolean);

{Вводит в переменные d, m и у очередную дату и проверяет ее. Если дата правильная, устанавливает correctly=true, иначе correctly= false }

begin {InputDate}

Write ( 'Введите дату в формате ДД ММ ГГГГ: ');

ReadLn(d,m,y) ;

correctly := (d>=l) and (d<=31) and (m>=l)

and (m<=12) and (y>=1582) and (y<=4903)

end; {InputDate}

{----------------}

Procedure WriteDay (d,m,y : Integer) ;

const

Days_of_week : array [0..6] of String [11] =

( ' воскресенье ' , ' понедельник ' , ' вторник ' ,

' среда ' , ' четверг ' , ' пятница ' , ' суббота ' ) ;

var

с, w : Integer;

begin

if m < 3 then

begin {Месяц январь или февраль}

m := m + 10;

у := у - 1

end

else

m := m - 2; {Остальные месяцы}

с := у div 100; {Вычисляем столетие}

y := y mod 100; {Находим год в столетии}

w := abs(trunc(2.6*m-0.2)+d+y div 4+y+c div 4-2*c) mod 7;

WriteLn (Days_of_week [w] )

end;

{------------}

begin

repeat

InputDate (d,m,y, IsCorrectDate) ;

if IsCorrectDate then

WriteDay (d,m, у )

until not IsCorrectDate

end.

Следующие операции отношения дадут значение TRUE:

'''' < ' . '

'А' > '1'

'Turbo' <' Turbo Pascal'

'Паскаль' >'Turbo Pascal'