Д. М. Ушаков, Т. А. Юркова

ПАСКАЛЬ

для школьников

2-е издание                            Улито '

Д. М. Ушаков, Т. А. Юркова

ПАСКАЛЬ

для школьников

2-е издание

7пптеро

Москва • Санкт-Петербург • Нижний Новгород • Воронеж Ростов-на-Дону • Екатеринбург • Самара • Новосибирск Киев • Харьков • Минск

201 1

ББК 32.973.2-018.1я7 удк оо4.4з(о75)

У9З

Д. Ушаков, Т. Юркова

У9З  Паскаль для школьников. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2011 . — 320 с.:

ил.

lSBN 978-5-4237-0170-3

Эга книга — не учебник, а скорее помощник в освоении языка программирования Паскаль, с которым на уроках информатики знакомятся все школьники. Она состоит из уроков, посвященных практическим вопросам программирования и решения задач. Многочисленные примеры позволяют лучше понять, как разработать алгоритм, написать собственную программу, правильно оформить ее текст. Советы и примечания помогают читателю обратить внимание на важные детали, позволяя избежать подводных камней и более эффективно писать программы.

Книга подготовлена преподавателями информатики в школе, имеющими большой опыт многолетней практической работы.

Во второе издание добавлено несколько новых глав, посвященных записям, динамическим переменным, стеку, очереди и спискам. Таюке освещена одна из самых сложных тем в программировании построение рекурсивных алгоритмов.

ББК 32.973.2-018.1я7 удк 004.43(075)

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использовани-

ем книги.

lSBN 978-5-4237-01 70-3                                              О ООО Издательство «Питер», 2011

Содержание

Предисловие ко второму изданию

Вступление1 6

От издательства16

ТЕМА Л . Как написать простую программу на Паскале

ТЕМА 2. Как включить в работу числовые данные36

Урок 2.1. Начнем с простого: целые числа37

Понятие переменной .38

Тип Integer. Оператор присваивания. Вывод на экран38

Операции с типом Integer40

Стандартные функции типа Integer42

Как представляются переменные целого типа в памяти компьютера43 Урок 2.2. Включаем в работу вещественные числа45 Описание вещественного типа данных (real)45

Форматы записи вещественных переменных .46

Содержа ние

ТЕМА З. Учимся работать с символами66

ТЕМА 4. Джордж Буль и его логика73

Применение логических операций в программе78

Приоритет логических операций80

Выводы81

Контрольные вопросы .81

ТЕМА 5. Анализ ситуации и последовательность выполнения команд82

Урок 5.1. Проверка условия и ветвление в алгоритме .83

Полная и неполная форма оператора if84

Оформление программ86

Урок 5.2. Блоки операторов88

Урок 5.3. Ветвление по ряду условий (оператор case)92

Выводы96

Контрольные вопросы .96

ТЕМА 6. Многократно повторяющиеся действия98

Урок 6.1. Оператор цикла for99

Оператор for с последовательным увеличением счетчика 100 Оператор for с последовательным уменьшением счетчика 101

Урок 6.2. Применение циклов со счетчиком .101

Цикл в цикле .102

Трассировка103

Вычисление суммы ряда105

Выводы .108

Контрольные вопросы .109

ТЕМА 7. Циклы с условием1 1 0

Урок 7.1. Цикл с предусловием .111 Описание цикла с предусловием111

Приближенное вычисление суммы бесконечного ряда112

Возведение числа в указанную целую степень115

Урок 7.2. Цикл с постусловием .119 Описание цикла с постусловием120 Использование циклов repeat и while120

Относительность выбора операторов while и repeat123

.129

129

Содержа ние

ТЕМА 8. Массивы — структурированный тип данных

Урок 8.1. Хранение однотипных данных в виде таблицы132 Основные действия по работе с массивами133

Описание массива на языке Паскаль133

Заполнение массива случайными числами и вывод массива на экран134

Создание пользовательского типа данных137

Поиск максимального элемента массива

Вычисление суммы и количества элементов массива с заданными свойствами144 Урок 8.2. Поиск в массиве .

Определение наличия в массиве отрицательного элемента с использованием флажка

Определение наличия в массиве отрицательных

ТЕМА 9. Вспомогательные алгоритмы. Процедуры и функции. Структурное программирование1 58

ТЕМА Л О. Как работать с символьными строками1 70

Урок 10.1. Работаем с цепочками символов: тип String171

Описание строковой переменной .171

Основные действия со строками172

Урок 10.2. Некоторые функции и процедуры Паскаля для работы со строками173 Использование библиотечных подпрограмм работы со строками173

Выводы175

Контрольные вопросы .175

ТЕМА Л Л . Процедуры и функции с параметрами1 76

Урок 11.1. Простые примеры использования подпрограмм

ТЕМА Л 2. Файлы: сохраняем результаты работы до следующего разал 85

Урок 12.1. Как работать с текстовым файлом186

Открытие файла для чтения186

Открытие файла для записи .188 Урок 12.2. Сохранение двумерного массива чисел в текстовом файле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

Тема Л З. Графический режим работы. Модуль 6raph       1 99

Урок 13.1. Включаем графический режим работы .200

Особенности работы с графикой200

Переключение в графический режим видеоадаптера201 Урок 13.2. Продолжаем изучать возможности модуля Graph203 Рисование линий средствами модуля Graph203 Рисование окружностей средствами модуля Graph205 206

207

Содержание

Тема 1 4. Операторы, изменяющие естественный ход программы208

Урок 14.1. Использование оператора безусловного перехода goto210

Урок 14.2. Операторы, изменяющие ход выполнения цикла213

Оператор break213

Оператор continue214

Выводы .215

Контрольные вопросы215

Тема Л 5. Группируем данные: записи21 6

Урок 15.1. Описание типа данных record218

Урок 15.2. Когда и как разумно использовать записи220

Создание сооственного типа данных — запись220

Массив записей220

Оператор присоединения with221

Пример выбора структуры данных223

Записи записей224

Выводы225

Контрольные вопросы и задания .. 225

Тема Л 6. Динамические переменные226

Урок 16.1. Выделение памяти227

Урок 16.2. Адреса229

Урок 16.3. Указатели .230

Указатели на отдельные переменные230 Указатели на блоки переменных . 232

Урок 16.4. Динамическое выделение памяти .232

New и Dispose233

Динамическое выделение памяти для массивов235

GetMem и FreeMem .236

Обращение к элементам массива, созданного динамически237

Массив переменной длины . 238

241

242

Тема Л 7. Динамические структуры данных. Стек

Урок 17.1. Опишем тип данных245

Урок 17.2. Создание стека и основные операции со стеком247

Добавление элемента в стек (Push)248 Извлечение элемента из стека (Рор)251

Проверка стека на пустоту (StackIsEmpty)252

Урок 17.3. Использование стека253

Программирование стека при помощи массива255

Выводы256 Контрольные вопросы и задания256

Тема Л 8. Динамические структуры данных.

258

Урок 18.1. Принцип работы и описание типа данных259 Урок 18.2. Основные операции с очередью261 Добавление элемента в очередь (EnQueue)261 Извлечение элемента из очереди (DeQueue)263

Проверка очереди на пустоту (QueueIsEmpty)264

Урок 18.3. Использование очереди264

Программирование очереди при помощи массива267

Выводы269 Контрольные вопросы .269

Тема Л 9. Динамические структуры данных.

Однонаправленный список270

Урок 19.1. Описание типа данных и принцип работы271 Урок 19.2. Основные операции с однонаправленным списком272 Последовательный просмотр всех элементов списка272

Помещение элемента в список273 Удаление элемента из списка275

Урок 19.3. Обработка списков .276

Целесообразность использования однонаправленного списка278 .280

280

Содержание

Подпрограммы с параметрами. Часть I  309 Подпрограммы с параметрами. часть II  310 Подпрограммы с параметрами. часть III  310

Файлы  311

Однонаправленный список  312 Рекурсия  313

Предисловие ко второму изданию

Пос.ле выхода первого издания книги к нам ста.ли все чаще обращаться наши ко.л.леги и ученики с просьбой допо.лнить первое издание информацией о наиболее изучаемых и востребованных структурах данных. В это издание мы добави.ли неско.лько г.лав, посвященных записям, динамическим переменным, стеку, очереди и спискам. Также мы постарались осветить одну из самых сложных тем в программировании — построение рекурсивных алгоритмов.

В при.ложении мы решили отказаться от сборника домашшлх заданий с множеством вариантов по нескольким темам. Вместо этого мы поместили в приложение большое число тематических заданий, организованных блоками по 5—8 задач. Задания в каждом блоке распо.ложены от простого к сложному. Мы испо.льзуем их на наших уроках д.ля организации практических занятий при закреп.лении теоретического материала (одно занятие — один б.лок).

Авторы выражают глубочайшую признательность одному из „лучших своих учеников, доценту кафедры безопасности информационных систем СПбГУАП, к. т. н. Евгению Михай.ловичу Линскому за поддержку, множество полезных советов бо.льшую помощь при работе над вторым изданием книги.

Вступление

Что такое язык программирования? Любая задача, которую решает компьютер, записывается в виде последовате.льности команд. Такая пос.ледовательность называется программой. Команды, конечно, до.лжны быть представлены на языке, понятном компьютеру. Один из таких языков — язык программирования Паска.ль. Он разработан швейцарским профессором Нико.лаусом Виртом специально д.ля обучения студентов программированию. К особенностям языка относится также и его структурность. То есть программа легко разбивается на более простые, непересекающиеся б.локи, те, в свою очередь, на еще более простые б.локи. Это также об.легчает программирование. В 1979 году язык бы.л утвержден в качестве стандартного. Вирт назвал его в честь французского ученого Б.леза Паскаля, изобретателя счетной машины. Язык Паскаль прост, логичен и эффективен. Он по.лучи.л распространение во всем мире. Материал книги построен на конкретных примерах программ. Длительных теоретических пояснений нет, поэтому крайне необходимо внимательно читать комментарии в текстах программ!

Итак, начинаем обучение сразу с написания первой программы на Паскале.

Желаем удачи!

От издательства

Ваши замечания, предложения, вопросы отправ.ляйте по адресу

э.лектронной почты comp@piter.com (издательство «Питер», компьютерная редакция).

Мы будем рады узнать ваше мнение!

Все фай.лы, описываемые в книге, вы сможете найти по адресу http:/www.piter.com/down[oad.

Подробную информацию о наших книгах вы найдете на веб сайте издате.льства http:/www.piter.com

ТЕМА 1

Как написать простую программу на Паскале

Изучение Паскаля мы начнем сразу с конкретных примеров, которые помогут вам почувствовать процесс программирования вживую. Мы проведем вас шаг за шагом через все стадии программирования. Мы хотим, чтобы вы сразу ощутили уверенность, чтооы вы поняли: «Если я смог написать одну программу, значит, смогу и вторую!»

Урок 1 . 1 . Выводим сообщение на экран дисплея

Нашей первой программой будет программа-приветствие. Она просто выведет текст на экран компьютера и завершит свою работу. В этом уроке мы рассмотрим основные прави.ла оформ.леш,ш программы.

СОВЕТ

ДЗнитатепьно читайте комментарии, они указываются в фтурных скобках { }

Пример 1.1. Первая программа program Fjrst: { Первая строка заголовок программы

рродрат — служебное слово:

имя нашей программы, его вы придумываете сами. В конце строки стоит точка с запятой. При перечислении инструкций Паскаля между ними нужно ставить

Дальше идет тело программы.

оно всегда начинается со слова begjn } begj п { Здесь в конце строки нет

1

точки с запятой.

Следующая команда, или оператор, выводит слово ПРИВЕТ на экран:

после вывода курсор остается на той же строке в конце текста:

текст для вывода всегда заключается в апострофы. } wrjte ( [Привет, { В конце строки обязательна точка с запятой}

{ Следующий оператор выведет на экран слово ДРУЗЬЯ! и переведет курсор на следующую строку, так как символы в операторе wrjte1n означают

”1Јпе” по-английски ”строка” } wrjte1n (' друзья!

wrjte1n (' это вторая строка ' ) { Здесь в конце строки не обязательна точка с запятой, так как это последний оператор.

Проще говоря, перед end точку с запятой можно не ставить }

{ словом end кончается тело программы:

в конце обязательно стоит точка }

ЗАМЕЧАНИЕ

Очень важно понимать, когда нужно ставить точку с запяпюй, а кмЭа нет. Основное правипо — точка с запятой Эопжна ставиться при перечиспении инструкдий. атак, в рассмотренном топько что притере точка с запяпюй стоит тсжЭу разделом рродрат и разЭспот тепа програтты, а также в тепе протамты при перечиспеншм операторов. На поспеЭнем операторе wrjte1n перечиспение заканчивается, поэтому ты не поставипи точку с запятой.

Урок 1 .2. Как заложить эту программу в компьютер

В этом уроке мы рассмотрим и проделаем все действия, необходимые д.ля работы в среде Turbo Pascal. Мы условно разде.ли.ли их на 7 шагов. Может быть, такой длинный процесс покажется вам утомите.льным. Ну, что ж поделаешь — тяжело в учении „легко в бою.

Обнадежьте себя тем, что эти 7 шагов приведут вас к первому конкретному результату. Это начало большого пути!

Сначала рассмотрим, какие этапы должен пройти по.льзовате.ль (программист) д.ля того, чтобы увидеть на экране прави.льные резу.льтаты работы своей программы.

Этапы создания компьютерной программы

+ 1 этап. Редактирование текста программы (команда Edit). На этом этапе пользователь набирает свою программу в символах выбранного им языка программирования.

+ 2 этап. Компиляция программы (команда Compi[e). В результате программа пользователя переводится из символов языка программирования в двоичный код компьютера. При обнаружении ошибок происходит возврат к 1 этапу.

+ З этап. Построение программы (команда Build). Подгружаются библиотечные модули: , и готовая программа в двоичном коде сохраняется на диске. При обнаружении ошибок происходит возврат к 1 этапу.

+ этап. Запуск программы на выполнение (команда Run). При обнаружении ошибок происходит возврат к 1 этапу.

Прохождение всех этих этапов заложено в интегрированной среде Turbo Pascal.

ЗАМЕЧАНИЕ

Точпш пюбая компьютерная программа состоит из бпоков (тоЭупей), каждый которых выпопняст какое-то оЭно Эействне. Программу сосптвпяют из этих бпоков, как из кирпичиков. 9-й теме ты НС7УЧИТСЯ создавать пткие бпокн самостоятельно. Однако гаже в CC7Wll,lX простых спучаях прихоЭится выпопнять Эсйствия, без которых не обходится почпш ни одна программа например выводить информадию на экран вводить что-то с кпавиатуры. атак как эти Эсйствия НУЖНЫ всели, Эпя них ввели спедиапьныс названия (например, wrjte и wrjte1 п) и запожипи непосредственно внутрь программы %rbo fasca/. Они-то и называются Обпиотечныти тоЭупяти. Их машинные коды хранятся в спајиапьных файпах (ббпиотеках и подсоединяются к вашим программам на этапе построения.

 О том, что такое оиолиотечные модули, см. замечание далее по тексту.

Л .

Рис. 1 . 1 . Схема прохождения этапов создания программы на компьютере

Вам пред.лагается выполнить последовате.льно с.ледующие действия.

1 . Запуск среды Turbo PascaI

 Щелкните на значке Turbo Pascal, если он существует на вашем Рабочем столе, или найдите на диске файл turbo.exe или bp.exe (исполняемые файлы с программой среды Turbo Pascal) с помощью функции поиска Windows (Пуск » Найти).

При успешном запуске интегрированной среды Turbo Pascal вы увидите на экране с.ледующие элементы: + г.лавное меню (строка сверху);

+ окно редактирования (синее поле посередине);

+ описания функциональных клавиш (строка внизу).

ЗАПОМНИТЕ!

Д<павиша Р 10 вызывает ыавнос меню (можно также [ДСЛКНУПIЬ

Д<давиша Esc осунјсствпяст возврат из тобою вызванного режима к предыЭунјему

СОВЕТ

Эти советы касаются пользователей c%rbo fasca/ Эля [Ui'1dows.

Скорее всего, вы запускаетс c%rbo fasca/ [l%1dows, создав Эпя этого ярпык (нап [ltue , на габочем стопе). Однако furbo fasca/ — програтта эм WS%O' в работы с ней вы спюпкнетесь с НЕСКОПЬКИТИ особенностями.

(Во-первых, программы Эпя [4'1S-OOS обычно запускаются в попноэкраннот текстовом режиме. Это кажется нам неудобным хопи бы потому, чию часпюта терзания монитора в этот режиме составляет всего 60 в то время как Эпя безопасности маз считается нсоблоЭитыт хотя бы 85 Обычно тафичсский режим Wi'1dows настроен на такситапьную частоту обновпсния. Шы рекомендуем ват перейти поспе запуска програтты fltrbo fasca/ в оконный режим работы (комбинадия кпав,'ни Alt+Enter) развернуть окно на весь экран.

ДЗо-вторыл, перекпючатспь кпавиатуры Эпя [И5-ОО5-програтт не итест никакою отношения к обычноту перекпючатспю клавиатуры [Uindows.

Л

Запомните: в furbo fasca/ псрскпючснис на русскую раскпаЭку кпавиатуры производится нажатием правою Ctr[+Shift, а обратно на патинскую — на жатием певою Ctr[+Shift      этом индикатор клавиатуры на панспи задач

— нс об андайтс на нао внимания. Обычно при перекпючении

эм WS%OS звуковой синап.

ДЗ-трстьих, окно протаммы Эпя J'1S-OOS крайне нс рекомендуется закрывать нјспчком на кнопке закрытия окна lVi'1dows. Это Действие привсЭст к аварийному принуЭитспьному закрытию программы furbo fasca[ и, скорее всего, к потере несох аненной программы. Закрывать furbo fasca[ нужно  либо — с помощью команды Exit в (исню File комбинадшм кпавнш Alt+X на кпавиатурс.

2. Работа в окне редактирования Edit

 Перейдите в главное меню (клавиша F10).

 Выберите пункт File с помощью клавиш перемещения курсора

 Нажмите клавишу Enter.

Появится раскрывающееся меню Fi[e:

Ореп save Save as

Save а] ]

Change djr prj nt

Prjnter setup

DOS

Exjt

Комбинации клавиш, указанные справа от названия команды, дают возможность сразу войти в этот режим.

• Выберите команду New с помощью клавиш перемещения курсора

ч)

 Нажмите клавишу Enter.

На экране откроется пустое окно, озаглавленное NONAM Е00. PAS. Это имя, данное средой по умолчанию вашей будущей программе (точнее, файлу, в котором будет храниться ваша будущая программа). Если вы повторите описанную выше операцию, то раскроется

программу

еще одно окно, но уже с именем NONAME01.PAS. Так можно раскрыть достаточное число окон редактирования. Для перек.лючения окон достаточно, удерживая нажатой клавишу A[t, нажать к.лавишу с цифрой, представляющей порядковый номер окна. Эту операцию также выпо.лняет клавиша F6.

 Итак. курсор находится в левом верхнем углу окна редактирования. Наберите вашу первую программу. но без комментариев. В конце каждой строки нажимайте Enter. Программа будет выглядеть следующим образом:

Пример 1 .2. Первая программа без комментариев program Fjrst:

ЬедЈ п wrjte( ' Привет , wrjte1n( ' друзья!

wrjte1n( ' это вторая строка

СОВЕТ

Котпипятору языка furbo fasca/ безразлично, какие буквы вы испопьзуете при наборе протамты.• строчные ипи замавные. наших примерах ват преЭпатется станЭартный вариант использования реимстра ситвопов в протамте.

Три написании текста протамты вы можете свобоЭно во1твпять пробелы и перевоЭ строки тсэюЭу независимыми операторами. Но при этот позаботьтесь о тот, чтобы вашу программу быпо пако читать.

При работе в редакторе полезно знать основные комоинации

к.лавиш (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Комбинации клавиш редактора Turbo Pascal

1

ЗАМЕЧАНИЯ

Кпавишати управпения (PgUp, PgDn, Ins, и т. Э.) на вспототтельной дифровой кпавиатуре можно попьзовапњся при выкпюченнот режиме Num Lock.

ДЗ гпавнот теню есть пункт Edit. Таскрываюнјееся теню, которое появпяется при выборе этою пункта, позвопяет выпопняпњ различные операјии с 111€кстот.

ДЗыЭепипљ фраьиент текста можно с помощью кпавиш уравнения курсо рот, Держа нажатой кпавшиу Shift, ипи путем перетаскивания тьнии по выЭепяемоту фрапиенту.

С выделенным  можно работать почти так же, как в [Ипdows — уЭапять, вырезать, копировать, вставпяпњ.

ДЗ fltrbo fasca/, как и в [l%1dows, есть буфер обмена, куга можно скопировать выЭеленный фрапиент, а потом вставить из нао в Эругое тесто. Причем вставпять [5 буфера можно нескопько раз. Сочетания кпавши Эпя работы с буфером обмена испопьзуются не совсем привычные Эпя [Uindows (табп. .2).

Таблица 1 .2. Комбинации клавиш для работы с буфером обмена среды Turbo Pascal

Задание 1.1. Напишите (в редакторе Turbo Pascal) программу, которая выводит на экран фразу «Всем привет! » 80 раз — в таблице из 20 строк по 4 столбца.

Подсказка. Для задания расстояния между колонками используйте несколько пробелов. Напишите сначала только один оператор wrjte, который выведет одну фразу (не забудьте про пробелы). Затем скопируйте его еще З раза, чтобы получить целую строку. В конце не забудьте поставить переход на следующую строку (wrj te] п). После этого скопируйте получившийся текст еще 19 раз. Копировать begin и end не нужно!

З. Сохранение программы в файле на диске

 В главном меню выберите Fi[e (клавиши Alt+F).

 В раскрывающемся меню Fi[e выберите команду Save as (Turbo Pascal откроет окно Save Fi[e As.)

 Переключайтесь между элементами окна клавишей ТаЬ (или щелчком мыши).

 В поле ввода Save as введите имя. под которым собираетесь сохранить файл. например MY.PAS. и нажмите Enter (расширение .pas набирать не обязательно).

ЗАМЕЧАНИЯ

ДЗ попс Fi[es отображаются имена файпов тскунјао катапот в соответствии с таской, установпснной в попе Save as. Когда вы выберете НУЖНЫЙ файп в попе Fi[es и нажтстс Enter, то ао имя автоматически появится в попе ввоЭа Save as. Кнопка ОК спужшн Эпя подтверждения выбранных Действий. Кнопка Сапсе[ оттеняет все Эсйствия и закрывает Эиапмовое окно. Кнопка Неф выводит окно с поЭсказкой. Эапьнейшем

1

при сохранении файпа поэ текущим именем Эостаточно нажатия кпавиши F2 (save). атак как дтаскапь — при амма [1/1S-OOS, то и сохранять файпы рекотенЭуется поэ именами hs-oos.  см имя файла составпять не бопее чем 8-ми патинских букв и дифр, без прооепов и знаков препинания.

4. Запуск компилятора

 Выберите меню Compi[e (A[t+C).

 Выберите в окне режима Compi[e операцию Compi[e.

 Нажмите клавишу Enter.

Если компилятор не обнаружил ошибок, то на экране появляется окно с сообщением: Compi[ation successfu[: press апу Кеу («Компиляция прошла успешно: нажмите любую клавишу»).

Окно остается на экране до тех пор, пока вы не нажмете какуюлибо клавишу. Если обнаружена ошибка, курсор устанавливается на ошибку в окне редактирования и выдается сооощение оо ошиоке. Получить подробную информацию о найденной ошибке можно, нажав сразу клавишу F1. Esc — возврат в окно редактирования.

ЗАМЕЧАНИЕ

Справку по языку Таскапь тожно поп чипњ, спи установипљ курсор с потонјыо кпавиатуры на спужебное спово аскапя и нажали, котоинтјию кпавиш CtrL+F1.

СОВЕТ быстро запустить продесс компипяјшм можно нажатием кпавиш

5.   Выполнение программы

Объединяем работу построителя (команда Bui[d) и запуск нашей программы на выполнение.

: В главном меню выберите Run (A[t+R).

 В раскрывающемся меню Run выберите команду Run.  Нажмите клавишу Enter.

ЗАМЕЧАНИЯ быстро запустить программу можно нажатием котбннтуш кпаCtr[+F9

%РОДСССЫ котпипяјшм и запуска программы на выпопнснис можно объединить, вызвав котанЭу Run сразу поспс набора текста протатты.

6.   Просмотр результатов работы программы

 Одновременно нажмите клавиши A[t+F5 для перехода к экрану пользователя.

 Просмотрите результаты работы программы.

 Для возвращения в среду Turbo Pascal нажмите любую клавишу.

 Если результат работы вас не удовлетворяет. вернитесь к редактированию текста программы.

7.   Выход из среды Turbo Pascal

 Нажмите Alt+X.

Самый простой и быстрый способ выйти из среды Turbo Pascal — нажать комбинацию клавиш Att+X. Если ваша программа при этом не была сохранена, появится сообщение о том, что файл был изменен, и предложение его сохранить. Другой способ выйти из Turbo Pascal — выбрать в меню File команду Exit. Напоминаем, что щелчок мышью на «крестике» в правом верхнем углу окна Turbo Pascal в системе Windows является не выходом, а аварийным завершением работы. При этом набранная вами программа будет, скорее всего, потеряна. Задание 1.2. Напишите программу, которая выводит на экран текст:

Важно не путать \Arjte и ¹Arjte1n!

Урок 1 .З. Оформление текста на экране

До сих пор мы выводили текст шрифтом белого цвета на черном экране, начиная с той позиции, где в настоящее время находится курсор. А нельзя ли выводить текст более красиво — например, цветными буквами в центре экрана?

Д.ля реа.лизации такой возможности в комплект Turbo Pascal входит особый дополнительный модуль. Он называется Crt (это анг.лийская аббревиатура, обозначающая электронно-.лучевую трубку — название модуля подчеркивает, что он умеет управ.лять способами вывода на экран).

Моду.ль не входит в стандарт языка, он яв.ляется расширением возможностей Паскаля для 1ВМ-совместимых компьютеров (на которых мы с вами и работаем). Этот модуль содержит набор программ (процедур), которые позволяют задавать цвет симво.лов, очищать экран, устанавливать курсор в любую позицию экрана и выпо.лнять множество других по.лезных действий.

Рассмотрим принцип работы с модулем Crt и его основные

процеду ры.

Как мы уже говори.ли, Turbo Pascal работает в текстовом режиме. Это означает, что информация на экран выводится в виде симво.лов, каждый из которых отображается на экране в определенной позиции, как бы в клеточке. Экран при этом можно себе представить как таблицу из 25 строк и 80 сто.лбцов (рис. 1.2). Каждая ячейка этой таблицы имеет 2 координаты — х и у, где х — номер сто.лбца, у — номер строки. Строки нумеруются сверху вниз, начиная с единицы до 25, столбцы — слева направо, с 1-го до 80-го. То есть левый верхний угол экрана имеет координаты (1,1), правый верхний — (80,1), а левый нижний — (1,25). Символы можно выводить на экран 16 различными цветами, которые кодируются числами от 0 до 15. Каждому коду соответствует свой цвет. Полную таблицу кодов можно получить, набрав, например, слово red в окне редактора Turbo Pascal и наж^р ав Ctrl+F1 на клавиатуре.

          1                                                                                   80

1

25

Рис. 1 .2. Схема нумерации позиций экрана для модуля CRT

зо

Внимате.льно разберите следующую программу:

Пример 1 . З. Использование модуля Crt program Second:

{ Использование возможностей модуля Crt при выводе на экран. для того чтобы в программе можно было использовать дополнительные библиотечные функции (нам сейчас нужен блок функций CRT) , необходимо в начале программы указать это в специальной секции объявления библиотечных модулей.

Она начинается словом uses.

Затем через запятую перечисляются подключаемые модули Заканчивается список символом uses Crt: { Crt - Имя подключаемого модуля

Блок заканчивается символом { Начало основной программы } begj п

              Text3ackGround (3) :            Вызов процекуры для выбора

фонового цвета. В скобках указан номер выбранного цвета В данном случае ” 3” означает светло-голубой цвет Вместо номера можно написать название цвета: ЬЛасК , red, green, Ь] ие, magenta , суап,

выдаваемых символов . 3 скобках указан номер выбранного цвета .

3 данном случае желтый цвет Обратите внимание:

команда TextC010r не меняет цвет символов , уже имеющихся на экране! она лишь устанавливает цвет, которым будут выведены следующие символы }

GoToXY (40,10): { Процедура установки курсора в точку экрана с координатами Х 40, У 10 }

Wrjte1n(' Все отлично! ! ! •

{ Вывод текста в 10 строку, начиная с позиции 40 }

(1000) { Процедура временной задержки на 1000 мкс }

{ На современных компьютерах De1 ау(1) обычно работает быстрее, чем 1/1000 секунды Поэтому задержка в данном случае будет меньше секунды }

{ Конец программы }

Задание 1.3. Написать программу, выводящую два любых сообщения в левом верхнем и правом нижнем углах экрана. Каждое сообщение выводить своим цветом.

ЗАМЕЧАНИЕ

ПрежЭс чем писать протамму на языке программирования, стоит описать задачу сповати поштово — то есть приЭутапњ аторитт заЭачи. Иторитт тожно представить в виЭс бпок-аемы рис. З). Основные бпоки, чаще всею испопьзусмыс в таких схемах, ст. в припожею,ш

А.лгоритм, представленный на рисунке, называется линейным, так как все его шаги проходятся обязательно и пос.ледовате.льно один за другим.

А.лгоритм не зависит от языка, на котором вы программируете. Хотя в да.льнейших задачах при Детализации отдельных шагов мы будем учитывать возможности язьжа.

Сейчас ваша задача — представить каждый шаг (б.лок) а.лгоритма на языке Паскаль и оформить программу по образцу примера 1 .З.

Задание 1.4. Написать программу, которая очищает экран и выводит слова red, green, blue, каждое своим цветом в центр четвертей экрана (если экран условно разбить на 4 части, как показано на рисунке):

32

Задание 1.5. Левый столбец таблицы содержит действия, которые выполняет некоторый оператор. Правый столбец содержит операторы языка Паскаль. Поставьте в соответствие элементам из левого столбца таблицы элементы из правого столбца.

Ответ: 1-К, 2-G, з-ј, 4-В, 5-Н, 6-D, 7-Е, 8-С, 9-А, 10-1, 1 1-L, 12-F.

Вывод 1-го сообщения

Вывод 2-го сообщения

Рис. 1 .3. Алгоритм вывода цветных сообщений в левом верхнем и правом нижнем углах экран

34

ЗАМЕЧАНИЕ возможно, вы обратипи внимание, что ты иногЭа испопьзуем тертин «Таскапь», а в Эрушх местах «frubo fasca/». Этти ты обозначаем разнију тсэюЭу яЗыком программирования ДТаскапь и средой протаттирования c%rbo fasca/.

Выводы

1.     Любую задачу можно представить в виде последовательности шагов — алгоритма. Одна из форм записи алгоритма — блоксхема, которая в дальнейшем переводится на конкретный язык программирования.

2.     В структуре программы на языке программирования Паскаль обязательно присутствует тело программы. Его формируют операторы Begin и End. Между Begin и End с помощью другјлх операторов задаются определенные действия.

З. Вывод информации на экран осуществляют операторы write и writeln.

4.     При выпо.лнении некоторых действий в ТитЬо-среде используются биб.лиотечные модули языка Паскаль. Имена этих модулей объявляются в разделе uses.

5.     Д.ля красивого вывода на экран используется моду.ль Crt. Он позволяет очищать экран (C[rScr), менять позицию курсора (GotoXY), а также цвет символов (TextCo[or) и фона (TextBack

Ground).

Контрольные вопросы

1.     Какими      начинается и заканчивается те.ло любой программы на Паскале?

2.     Из каких этапов состоит процесс создания компьютерной программы?

З. Как запустить Turbo Pascal? Как выйти из среды Turbo Pascal? Как запустить программу в среде Turbo Pascal?

4.     Какие действия совершают операторы wrjte и wrjte1 п? В чем состоит разница между ними?

Контрольные вопросы

5.     Какие действуя нужно совершить, чтобы скопировать часть программы в другое место? Какие комбинации к.лавиш при этом нужно использовать?

6.     Как просмотреть результат работы программы?

7.     Что такое текстовый режим работы? Опишите правило задаю,ш координат определенной точки экрана.

8.     Какой модуль позволяет выводить информацию на экран красиво и в цвете? Как установить курсор в нужную позицию экрана?

9.     Что такое линейный алгоритм?

ТЕМА 2

Как включить в работу числовые данные

Мы рассмотрели простейшие действия — вывод на экран информации, причем всегда одной и той же. Однако компьютеры были придуманы для автоматизации сложных вычислений, для быстрого выполнения математических операций (иначе говоря — для работы с числами). И до сих пор эта их функция остается главной: ведь вся компьютерная информация хранится в форме чисел. Цель нашей второй темы — научиться работать с различными видами чисел.

Урок 2.1 . Начнем с простого: целые числа

Любые данные, с которыми вы работаете, необходимо где-то хранить. Все данные, с которыми работает программа, должны находиться в основной памяти. Основная память состоит из ячеек (байтов), каждая из которых имеет адрес, то есть порядковый номер (рис. 2.1 В этих ячейках мы и будем хранить данные.

Память

Значения

 00153 переменных

00154

00155

00156 00158

Имена переменных Адреса

Рис. 2.1 . Хранение переменных в памяти компьютера

11онятие переменной

Данные нашей программы принято называть величинами. Величины, которые меняются, называют переменными, а те, которые не меняются — постоянными.

Величину (число), хранящуюся в ячейке, называют значением ячейки. Программа работает с адресами и значениями ячеек памяти. Но нам, людям, неудобно работать с адресами — это большие числа и они для нас ничего не значат. Поэтому ячейкам, с которыми будет работать программа, принято давать имя, или, что то же самое, ис)ентификатор. В специальной таблице программа-компилятор будет запоминать, какому имени какой адрес ячейки памяти соответствует. Итак, мы будем иметь дело только с именами ячеек и с их значениями.

ЗАПОМНИТЕ!

Идентификатор (имя) всаЭа Эопжсн начинаться с папшнской буквы, поспе которой тожст спсЭовать нскопюрос чиспо папшнских букв, дифр ситвопов подчеркивания (—). [Кисни нс Эопжно быть п обедов, Зш1яп1ых

Эругих непреЭусмотрснных знаков. furbo fasca/ учитываются пишь первые 63 симвопа.

Тип lnteger. Оператор присваивания.

Вывод на экран

Теперь рассмотрим работу с самыми простыми переменными. В них можно хранить только целые числа. Для хранения целых чисел в Паскале используется специальный тип данных — Integer.

Внимательно читайте комментарии к программе в следующем примере!

Пример 2.1. Работа с целочисленными переменными Program Product:

{ далее идет раздел описания переменных. он всегда начинается со слова var (от varjab1e переменная) var

А,В,С: jnteger; { Имена в списке через запятую, в конце списка через двоеточие

указывается тип данных:

                                                      Ј ntegep        целый }

      ведЈ п                                    Началось тело программы }

 Это оператор присваивания . В данном случае запись означает, что в переменную ( А записали число 5.

                                                      Не путайте с записью А=5 ! ! !    

Выводим на экран содержимое переменной А.

Имя А не заключено в апострофы !

Вывод на экран символа А }

 Запишем в переменную А число, которое до этого в ней было, но увеличенное на 1 }

 * — это операция умножения }

wrj                                               Product= 'Вывод содержимого ячейки C с пояснительным текстом }

{ Здесь кончается тело программы

При запуске программа выведет на экран следующее:

5

Product=42

ЗАПОМНИТЕ!

резупьтатс выпопнсния оператора присваивания в ячейку потешается новое чиспо. Старос соЭсржимос ячейки при этот пропадает.

Справа от оператора присваивания может стоять чис.ло и.ли

„любое выражение. Слева может стоять только имя переменной. Выражения слева быть не может — иначе Паскаль не будет знать, в какую ячейку памяти поместить результат.

Тип резу.льтата выражения справа от оператора присваивания до.лжен быть таким, чтобы помещаться в переменную с.лева

ОТ

Операции с типом lnteger

Рассмотрим операции, которые можно выполнять с це.лыми чис„лами и це.лочисленными переменными.

Пример 2.2. Операции с переменными целого типа Program Actjon:

var jntegep:

ЬедЈ п

я умножения: wpjte1n( ' 17

 Деление нацело: } с djv В: wpjte1n('17 djv З ' ,C) :

Вычисление остаткаДеГЕНИЯ :

с =А mod В: wpjte1n('17 mod З ' ,C) :

СЛОжение• wpjte1n( ' 17 + 3

Вычитание• wpjte1n( ' 17 - 3

При запуске программа выведет на экран следующее:

17 * 3=51

17 djv 3 5

17 mod 3 2

17 + 3=20

¯ 3=14

Рассмотрим еще несколько примеров операций div и mod. Д.ля успешного понимания результатов этих операций нужно вспомнить 2-й класс и деление столбиком (рис. 2.2).

    23                    23 div

 20                     23 mod

Рис. 2.2. Пример целочисленного деления столбиком

Частая ошибка: не забудьте, что все действия мы производим то.лько с це.лыми числами! Не нужно продолжать де.ление, когда де.лимое (это то, что мы делим) оказывается меньше де.лите.ля (это то, на что мы делим). То, что осталось от делимого, называется остатком. Это и есть результат операции mod. Целое которое по.лучи.лось в результате деления, называется целочисленным частным. Это результат операции div.

Проверим себя, вспомнив 2-й класс:

5      div 2=2; 5 mod 2-1;

6      div 2=3; 6 mod 2=0; 40 div 6=5; 40 mod 6=4; З div 5=0; З mod 5-3.

Резу.льтат вычисления операций div и mod для отрицате.льных чисе.л оказывается не совсем таким, как положено в математике (когда остаток всегда неотрицателен). Зато он бо.лее понятен. Другими словами, результат нужно посчитать отде.льно от знаков, а потом добавить знак в соответствии с прави.лами математики:

(-10) div 3=-3; (—10) mod 3=—1; div 5=0; —3) mod 5=—3.

Задание 2.1. Даны З целых числа А, В, С. Вычислить их сумму и произведение.

Продумаем а.лгоритм решения данной задачи (рис. 2.3). Представьте каждый шаг алгоритма на языке Паскаль.

Задание 2.2. Дана длина ребра куба (целое число). Найти объем куба и п.лощадь его боковой поверхности.

Рис. 2.3. Блок-схема алгоритма решения задания 2. Л

Стандартные функции типа Integer

Многие стандартные деиствия с числовыми данными выполняются путем вызова функций из библиотеки Паскаля. Такие функции называются стандартными функциями.

Пример 2.3. Демонстрация стандартных функций

Program Infunct: var jntegep:

ЬедЈ п

 Функция Abs (Х) вычисляет абсолютное значение аргумента Х, то есть модуль Х } wrjte1n( 'Abs(-2)

 Функция Sqr (Х) возводит в квадрат аргумент Х } 'Sqp(B)

При запуске программы вывод на экран:

Задание 2.3. Вычислите значение выражения 139 • 54 — 84 ²

Задание 2.4. В переменные А и В записаны це.лые чис.ла (оператором присваивания, например, А:=20; В:=13). Поменяйте числа в этих переменных местами.

Будьте внимательны! Если записать А:=В, вы потеряете чис.ло 20 и получите в двух переменных число 13! Воспо.льзуйтесь третьей

Рис. 2.4. Схема обмена значений двух переменных через третью ячейку. В кружках указан порядок операторов присваивания

Задание 2.5. Выполните задание 4 без использования третьей переменной. Используйте действия сложения и вычитания.

Как представляются переменные целого типа в памяти компьютера

Вся информация в компьютере хранится в виде последовательностей нулей и единиц. Информация, для записи которой используется всего два знака: 0 и 1, называется двоичной. Информацј,ш в компьютере хранится в виде двоичных кодов (комбинации из ну.лей и единиц). Память мы представляем, как пос.ледовате.льность ячеек, каждая из которых имеет свой адрес (см. рис. 2.1 ).

Стандартная д.лина ячейки — 8 бит, что равно 1 байт. В такую ячейку можно записать двоичный код длиной 8 бит.

Д.ля переменной типа jnteger выделяется ячейка д.линоЙ в 2 байта = 16 бит. Такая ячейка получает символьное имя — имя переменной, и вы обращаетесь к ней не по адресу, а по имени. Крайняя левая позиция выделяется для знака числа:

+ 0 — чис.ло положительно;

+ 1 — чис.ло отрущате.льно.

Остальные 15 позиций выделяются для записи самого чис.ла в двоичном виде (рис. 2.5).

                         Старший байт           Младший байт

Знаковый бит        15 бит

Рис. 2.5. Распределение двоичных разрядов (бит) при хранении числа типа integer

На 15 позициях можно получить 2 ¹⁵ двоичных кодов. Самое маленькое число состоит из 15 нулей, самое большое — из 15 единиц. Поско.льку счет начинается с нуля, получаем всего (2 ¹⁵ - 1) по.ложите.льных двоичных чисел. С учетом знака числа (+ —) по.лучаем, что числа типа Ј ntegep имеют диапазон представ.лею,ш 2 ¹⁵ +2 ¹⁵ - 1, или -32 768 ... +32 767.

Тип integer является основой для нескольких производных типов — со знаком и без знака (табл. 2.1).

Задание 2.6. Считая, что операция умножения и операция возведения в квадрат имеют одинаковую сложность, запишите оптимальным образом выраж^еения:

б) х⁶ ;

д) х¹⁰ .

Таблица 2.1. Целочисленные типы данных среды Turbo Pascal

Урок 2.2. Включаем в работу вещественные числа

Что де.лать, ес.ли число не целое, то есть имеет десятичную точку?

Описание вещественного типа данных (reaI)

Опишем в программе переменные для хранения не целых чисел. Такие переменные имеют тип rea[ — вещественный тип.

Пример 2.4. Работа с типом real Program 0pte] :

var

begj п

При запуске программы вывод на экран:

сумма 1.1100000000301

Форматы заг•иси вещественных переменных

В примере 2.4 переменная вещественного типа будет выдана на экран в особой, экспоненциальной форме. Числа с десятичной точкой могут записываться в двух формах:

1.     Обычная форма.

Примеры:

+ 0,7 может быть записано как 0.7 или . 7

+ —2,1 может быть записано как —2.1

2.     Запись с экспонентой: число представляется в виде мантиссы, то есть дробной части числа, умноженной на 10 в некоторой степени.

Примеры:

+ 2700 = 2,7 • 10³ . Чис.ло 10 записывается в виде буквы Е, а за ней идет ве.личина степени: 2.7Е3; + 0,002 = 2 • 10 ³ соответствует запись 2Е—3.

Вещественные операции

Пример 2.5. Операции с переменными вещественного типа program 0peratjon; var

begj п

А =17.З;

— это операция деления }

При запуске программа выведет на экран следующее:

А/В- 5.0882352941300

А+В= 2.0700000000301

ЗАМАЧАНИЕ

Опя вещественных чиссп нст таких пробки с операдией Эспения, как Эпя вспых чиссп. Опсрадия «/» — это обычное Эспсние.

Задание 2.7. Вычислите выражение:

7.478937 - 89.2456 х 76.2833.

883.5995 + 618.332

Стандартные функции типа real

Пример 2.6. Стандартные функции с вещественными переменными Program var

А, 3: rea] : begj п

Вычисление квадратного корня }

                               { Вычисление синуса }

{ Зададим вывод вещественного числа не в экспоненциальной, а в обычной форме. На экране под значение переменной закажем 6 позиций . Из них 3 позиции выделим для цифр справа от десятичной точки } wrjte1nCSjn(2)

Вычисление косинуса } wrjte1n( 'Cos(2)-

Вычисление арктангенса } Вычисление логарифма }

wrjte1n( 'Ln(2)-

 { Возведение числа е в степень А } wrjte1n( 'Ехр(2)

{ Вычисление числа Пи } wrjte1nCPj=

При запуске программы выведет на экран следующее:

Sqrt(2)= 1.4142135624000

0.909

1.1071487178000

6.9314718056Е-01

7.3890560989000 З. 1415926536000

ЗАМЕЧАНИЕ

ДЗы, вероятно, заметим, что ДТаскапь содержит шапо ФУНК1јИЙ. Он нс ушест вычислять Эажс тс ФУНКДШМ, копюрыс вычис(1ясп1 Обычный ИНЖСНСРНЫЙ капькупятор! Что же это за язык программирования, скажете вы! Ответ на это прост: (Таскапь разрабатывался не Эля вычиспсннй как, например, фортран), а Эпя обучения.

Запись математических выражений

Имеющихся в Паскале функций достаточно для вычисления друтих, бо.лее с.ложных. Вот несколько примеров:

sinx cosx lnx tg х ctgx logy х

                  cosx               sm х                 lny

Например, чтобы вычислить 1 + cosx мы напишем на Паскале:

ехр( (1+cos(x)) * 1п(2*х+З) )

Обратите внимание на то, что при записи выражений на языке Паскаль нужно тщательно задумываться о приоритетах операций.

Например, выражение , записанное в виде Х+1/2х, содержит 2х сразу три ошибки. Во-первых, приоритет операции деления выше, чем у сложения, поэтому, для правильного вычисления числителя его надо взять в скобки: (х+1). Во-вторых, Паскаль не понимает, что означает 2х. Это мы привыкли, что в математике операцию умножения в случаях опускают. Паскалю требуется, чтобы она была указана явно:  Но даже это выражение все еще содержит ошибку. Дело в том, что умножение и деление имеют одинаковый приоритет и выполняются слева направо. Значит, при такой записи сначала выполнится деление, а потом результат будет умножен на х. Нужно либо поставить знаменатель в скобки и написать (><+1)/(2*х), либо, для ленивых, поставить вместо умножения деление: Порядок вычисления в этом случае будет не такой, как требует условие. Однако результат будет таким же:

ведь поделить на 2х — это все равно, что поделить на 2, а потом результат — на х!

ЗАПОМНИТЕ!

Иргутенты функдни всаЭа пишутся в скобках. [То есть у функдии нет аргументов (как у fi, например), пю скобки поспе ее не нужны. 8спн же аргументы есть, пю поспе имени функдшм вы Эопжны обязатепьно открыть скобку, перечнспшпь аргументы и не забыть закрыть скобку. Например, sin 2х в Таскапе нужно записывать как sin(2*x)

Задание 2.8. Напишите программу для вычисления дискриминанты квадратного уравнения. Коэффициенты задайте в программе через оператор присваивания.

Продумаем алгоритм решения данной задачи (рис. 2.6.). Запишите каждый шаг алгоритма на языке Паскаль.

Задание 2.9. Вычислите выражение:

Рис. 2.6. Алгоритм выполнения задания 2.8

Как представляются переменные вещественного типа в памяти компьютера

Вы  с экспоненциальной формой представ.ления чис.ла. В ней можно выделить две части: мантиссу, то есть значащие цифры числа, и порядок — степень десятки (в общем с.лучае это степень основания системы счисления, в которой данное чис.ло). Ячейка памяти, выделенная д.ля переменной вещественного типа, должна содержать следующие э.лементы: знак чис.ла, знак порядка, значение порядка и значение  — естественно, все в двоичном представлении (рис. 2.7)

8 бит

Знаковый Порядок              Мантисса бит

Рис. 2.7. Распределение двоичных разрядов (бит) при хранении числа типа real

Порядок и знак порядка занимают вместе 8 бит и хранятся, вообще говоря, немного хитрее. Но это нам сейчас не важно. Главное — понять принцип хранения чисел с плавающей точкой.

Как

Таблица 2.2. Вещественные типы данных среды Turbo Pascai

Урок 2.3. Как совместить переменные целого и вещественного типа

В программе могут одновременно встречаться переменные разных типов. Как их совместить?

Преобразование типов

Пример 2.7. Одновременное использование вещественных и целых

типов Program МЈх; var

Ј nteger; реал : begj п

{ 3 переменную типа реал можно записать целое число }

wrjte1n( '3

{ 3 переменную типа jnteger нельзя записать вещественное число! Чтобы все-таки поместить число типа реал в переменную типа jnteger, нужно явно указать, что делать с дробной частью числа. Есть два варианта: }

{ Функция Трипс(Х) возвращает целую часть числа Х, то есть, отбрасывает дробную часть }

{ Функция Round(X) — округляет до ближайшего целого }

При запуске программа выведет на экран следующее: в— 4. 0000000000000

Еще раз уточним правила преобразования типов: д.ля хранешля данных типа jnteger используется 2 байта, а для реал необходимо 6 байт. Это значит, что число типа jnteger можно поместить в ячейку типа rea] (це.лая часть будет равна этому числу, а дробная будет равна ну.лю). А вот число типа реал в ячейку типа jnteger никак не поместится. Чтобы все-таки поместить его туда, нужно явно указать, что делать с дробной частью числа. Д.ля этого предусмотрены 2 функции: trunc и round. Обе они возвращают результат типа Ј nteger.

Что делать, если в программе нужно записать сложное математическое выражение? В каком порядке будут выполняться действия?

Правила приоритета в выполняемых действиях

1.     Действия над переменными, стоящими в скобках, выпо.лняются в первую очередь.

2.     Пос.ле вычисления значений всех скобок вычис.ляются все функции.

З. Пос.ле функций выполняются умножение и деление. Они имеют одинаковый приоритет.

Как

4.     С.ледующие по приоритету — сложение и вычитание.

5.     Операции одинакового приоритета выполняются с.лева направо.

Действия над данными разных типов

Сведем воедино операции и функции по работе с вещественными и целыми величинами.

Таблица 2.3. Операции и функции для типов integer и real

Поясним написанное в таблице. Мы разделили все функции операции на 6 категорий.

1.     Резу.льтат операций +, — и * зависит от типа аргументов. Ес.ли хоть один из них имеет тип реал , то и результат будет иметь тип real. Это объясняется тем, что у данных типа реал есть дрооная часть, а у Ј nteger — нет. Даже если в вещественной переменной хранится целое число, оно все равно имеет дрооную часть, то.лько она равна нулю. То есть, если хотя бы у одного из аргументов есть дробная часть, то в результате выполнения операции она никуда не исчезает. Поэтому результат тоже имеет дрооную часть (реал

2.     Резу.льтат операции вещественного деления по опреде.лению всегда имеет дробную часть.

З. Операции целочисленного деления определены то.лько д.ля це.лых чисел. Поэтому результат тоже всегда це.лый.

4.     Функции Abs и Sqr определены для обоих типов данных. Поэтому тип их результата зависит от типа аргумента. Д.ля це.лого аргумента результат имеет целый тип, д.ля вещественного — вещественный.

5.     Функции Sqrt, Sin, Cos, Arctan, Ln, Ехр, Pi по определению яв.ляются вещественными. (На самом деле это связано с осооенностями вычис.ления Паскалем этих функций. Он вычис.ляет их приб.лиженно путем разложения в ряд. Такой метод не предпо.лагает це.лого результата. Более того, значения этих функций всегда вычис.ляются приближенно.)

6.     Функции Trunc и Round предназначены для преобразования типов. Они явно указывают на то, что сделать с дрооной частью числа. Поэтому это единственный способ получить на Паскале из дробного числа целое.

Изложенные выше сведения позволяют нам понимать, что за выражение написано в чужой программе, какое оно будет иметь и какого типа будет результат.

Задание 2.10. Вычислите выражение и укажите тип результата:

      Abs(12          1*4/2-350 djv 15)+2

Сначала расставим операции в соответствии с их приоритетами (таб.л. 2.4).

Таблица 2.4. Расстановка операций в примере 2.8

Урок 2.3. Как

Нам представляется удобным расставлять приоритеты, обводя операции (рис. 2.8). Так оказывается легче понять, что уже вычис„лено и что еще предстоит вычислить.

Рис. 2.8. Порядок выполнения операций в задании 2. Л О

Теперь определим тип и результаты каждого действия (таб.л. 2.5).

Таблица 2.5. Вычисление результатов каждого действия из задания 2.10

продолжение Ф

Таблица 2.5 (продолжение)

Задание 2.11. Дано действительное число Х. Напишите программу для вычисления:

+ целой части числа Х;

+ чис.ла Х, округленного до ближайшего целого; + чис.ла Х без дробных цифр.

Урок 2.4. Ввод и вывод данных

Заносить данные в ячейки памяти можно не только оператором присваиваю,ж, но и путем непосредственного ввода с к.лавиату-

данных

ры. Это удобно тем, что в программу при каждом запуске можно вводить разные начальные значения, что добавляет ей универсальн ости.

Вводим переменные с клавиатуры

Пример 2.8. Ввод с клавиатуры значения переменной N program Г пр: uses Crt; var jnteger•, begj п СЛ rScr:

wrjte( 'Введите число с клавиатуры:

Здесь программа приостановится и будет ожидать ввод с клавиатуры Наберите на клавиатуре число, например 153, и нажмите клавишу Enter}

                           ввели число             

read]n Это оператор пустого ввода. Здесь программа опять приостановится и будет ожидать нажатия клавиши Enter За это время вы успеете просмотреть вывод на экране. этот прием мы рекомендуем использовать, чтобы не нажимать A]t+F5 после окончания работы программы }

Красивый вывод на экран

Рассмотрим еще одну задачу: задать с клавиатуры цвет фона (экрана), симво.лов и координат для вывода текста, а затем вывести текст в окно с заданными координатами.

Продумаем алгоритм решения данной задачи (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Алгоритм решения задачи примера 2.9

данных

Пример 2.9. Красивый вывод текста program 1 пр со1ор:

uses

Crt , { Подключение библиотечного модуля Crt } var

{ ОП ишем переменные, где будут храниться

begj п

{ Блок 1: } СЛ rScr:

{ Ниже следует вызов процедуры У2) из модуля Crt, которая определяет на экране текстовое окно. (X1,Y1) — координаты верхнего левого угла окна, (Х2,У2) — координаты нижнего правого угла }

{ Блок 2: } wrjte( Введите цвет для экрана:

            read1n(C11) :          { Здесь работа программы

приостанавливается и ожидается ввод номера цвета экрана в переменную C 1 1. во время работы

программы следует ввести число и нажать Entep }

{ Блок З: } wrjte( Введите цвет для символов: ' ) :

read1n(C12) ,

{ Блок 4: }

{ Ожидается ввод номера цвета символов в переменную СЛ 2. во время работы программы следует ввести число и нажать Enter }

TextBackGround(C] 1) ;              { Выбор фонового цвета }

{ Блок 5: }

 { Выбор цвета выводимых символов }

{ Блок 6: } координаты Х и У ' ) ;

{ Ожидается ввод координат для выводимого текста . Необходимо ввести два числа (координаты) через пробел и нажать Enter. Помните, что координаты внутри текстового окна отсчитываются от его левого верхнего угла . В нашем окне 16 строк и 41 столбец}

 Позиционирование курсора в точку с координатами Х, У }

{ Блок 9:

wrjte]nC Мы отлично вводим с клавиатуры! ' ) :

read]n { этот ”пустой” оператор read1n задерживает нас в экране пользователя Возврат в среду ТирЬо Pasca1 происходит после нажатия Enter }

Задание значений переменных датчиком случайных чисел

Есть еще один способ занесения данных в переменные — вызов датчика с.лучайных чисел, когда компьютер сам выдает с.лучайное чис.ло из указанного диапазона.

Зададим этим способом цвет экрана. Вместо второго б.лока в программе поставим вызов датчика случайных чисе.л Random(X). Но перед этим обязательно нужно выполнить процедуру инициа.лизации датчика, иначе он будет выдавать нам нес.лучайные чис.ла:

Randomjze; Иницидлиздция датчика случайных чисел проводится один раз в программе }

 В результате переменной СЛ 1 присваивается целое случайное число из диапазона 0 . . 15 .

Результат функции Random(N) случайное число из диапазона 0. .N-1 }

ЗАМЕЧАНИЕ

На самот Эслс настоящий программный Эатчик СП!јчаЙНЫХ чиссл созЭС7ПIЬ невозможно. функдия Random выЭает псевдослучайные чисТ. Это что чист, выдаваемые функднсй, порожЭаются по ОПРСЭСЛСННОЙ закономерности. Эта закономерность придумана так, чтобы казадось, что чиспа подучаются случайными. ОЭнако если не использовапљ продеЭуру randomize, кажЭый раз при запуске программы поспеЭоватепьность чисел будет одинаковой. ТродсЭура randomize «встряхивает» начапьное значение поспеЭовательноспш. Поспе этого порождаемая поспеЭоватепьность чисел становится почти уникапьноп.

Рассмотрим еще несколько примеров использования функции Random.

Пусть нам необходимо получить случайное двузначное число, то есть число от 10 до 99. Логика проста: нам нужно одно случайное 90 (именно столько всего двузначных чисел). Значит, будем использовать функцию Random, которая выдаст одно число из 90, то есть Random(90). Но результат тогда будет лежать в диапазоне 0..89, а нам требуется 10..99! Значит, нужно сдвинуть полученный диапазон вправо на 10. Это делает операция +10. В итоге получаем следующее: Random(90)+10.

Задание 2.12. Напишите программу, которая выдает сообщение в текстовое окно. Координаты окна и координаты д.ля сообщен»ш до.лжны вводиться с клавиатуры. Цвет экрана и цвет симво.лов задайте с помощью датчика случайных чисел.

Задание 2.13. Напишите программу, которая выдает сообщение на по.лныЙ экран (без текстового окна). Координаты сообщения, цвет экрана и цвет символов задайте с помощью датчика с.лучайных чисе.л.

ЗАПОМНИТЕ!

Запивка экрана ипп текстовою окна выполняется выЗовом Эвух продеЭур: установка уста экрана продеЭурой TextBackGround(...) а очистка экрана продсЭурой C[rScr.

Урок 2.5. Зачем нужны константы в программе?

Бывают случаи, когда некоторые величины не меняются по ходу выполнения программы. Для удобства работы с такими величинами в Паскале предусмотрена отдельная категория — константы.

Для начала простой пример:

Пример 2.1 О. Расчет скорости тела при падении с башни

Program Pjza: var реал :

ЬедЈ п

{ эта переменная всегда имеет одно значение и не ИЗ Меняет е по по ходу выполнения программы }

wrjte( Введите высоту башни: '): read1n(H):

wrjte1n( [Скорость падения ' :20,V:7:3):

{ На выводимый текст выделяется 20 позиций } read1n

Зачем нужны константы в программе?

Д.ля наг.лядности в формуле вычисления скорости падения мы испо.льзовали переменную G, которая, однако, в действите.льности не менялась. И это неудивительно: она представляет ускорение свободного падения, которое, как известно, есть величина постоянная.

Д.ля того чтобы явно указать в программе, что ве.личина G не может измеш,ггься, перенесем ее описание в отдельный разде.л — разде.л описания постоянных величин, или констант (см. с.ледующий пример). Тем самым мы покажем Паскалю и человеку, который будет читать нашу программу, что эту величину не.льзя менять по ходу выпо.лнения программы. Она получает свое значение один раз и не может быть изменена.

Пример 2.11. Программа при использовании констант — более логична и читабельна Program Pjza2:

        const                  Это раздел описания констант.

Он находится перед разделом var }

G=9 .8:  Тип константы определяется автоматически по форме здписи числа. В данном случае из-за наличия десятичной точки это тип реал }

var V,H: rea] : begj п wrjte( Введите высоту башни: read1n(H) : V:=Sqrt(2*G*H) :

' Скорость падения

Чтобы текст и число не ”слиплись' после текста внутри апострофов добавлен пробел }

read1n

Испо.льзование констант выполняет еще две  Вопервых, описывая величину в разделе констант, мы подстраховываем сами себя, чтобы случайно не изменить ее в программе. (Вам, наверное, это замечание кажется глупым: как можно так ошиоиться! Но написаю,пм больших, многостраничных программ это становится актуальным.)

Во-вторых, константы оказываются нужны при объяв.лении новых типов данных — массивов. Об этом мы поговорим в теме 8.

Задание 2.14. Вычислите длину окружности и площадь круга. Радиус до.лжен вводиться с клавиатуры.

Выводы

1.     Данные, с которыми работает программа, хранятся в ячейках. Каждая ячеика имеет имя и тип данных. Изменяемые ячейки называются переменными, неизменяемые — постоянными.

2.     Ячейки, используемые в программе, описываются в разделах const и var.

З. Для хранения целых чисел используется тип данных Ј nteger, а для хранения вещественных — реал .

4.     Каждый тип данных имеет свои операции и функции. Особенно это важно для типа Ј ntegep, который имеет две операции деления — dj v и mod.

5.     Для преооразования значений типа rea1 к типу Ј nteger используются специальные функции — tpunc и round.

6.     При записи арифметических выражений нужно помнить о приоритете операций и о типе данных, который получается в резу.льтате.

7.     Нача.льные значения переменных можно задавать путем ввода с к.лавиатуры или с помощью датчика случайных чисе.л.

Контрольные вопросы

1.     Где хранятся все данные, с которыми работает программа?

2.     Чем раз.личаются между собой понятия имя ячейки, а ес ячейки и значение ячейки?

З. Какой тип данных используется для хранения целых чисел? А для дробных?

4.        Что следует сделать, если в программе используется величина, не изменяющаяся за все время работы программы?

5.        В чем различие между операциями mod, djv и / ?

Контрольные вопросы

6.        Зачем нужны функции trunc и pound? В чем между ними разница?

7.        Какое максимальное значение может принимать переменная типа jntegep? Что делать, если необходимо сохранить це.лое чис.ло, в 10 раз большее этого значения?

8.        Как записать на Паскале «2,5 в степени 16,7»?

9.        Что означает запись «1ЕБ», «ЗЕ-4», « .2Е7»?

10.     Что нужно использовать, чтобы изменить приоритет выполнения математических операций?

11.     Чему равно и какой тип данных имеет вырюкение  mod 4/3)?

ТЕМА З Учимся работать с символами

В предыдущей теме мы рассмотрели типы данных, позволяющие хранить и обрабатывать числа — целые и дробные. Но, перефразируя известную поговорку, не числами едиными живет программист. Кроме чисел, Паскаль умеет также работать с символьной информацией. Для каждого символа в программе выделяется отдельная ячейка со всеми присущими ячейке параметрами — именем и значением.

Урок 3.1 . Как компьютер понимает символы

Под символами мы понимаем буквы и все те значки, которые вы видите на клавиатуре. В Паскале переменные для хранения символов имеют тип Char.

За каждым символом закреплен свой числовой код. Все коды сведены в таблицу

Кодовая таблица ASCIl

Обычно д.ля хранения символов используют код, называемый ASCII (американский стандартный код обмена информацией).

Как видите, цифры здесь — не числовые данные, а тоже симво.лы, каждый из которых имеет свой код. В компьютере коды записаны в двоичном виде. На каждый код выделено 8 бит, то есть 1 байт. По.лучаем 2 ⁸ — 256 двоичных кодов. Всего в таб.лице ASCII 256 кодов: наименьшее значение кода 00000000, наибо.льшее 1 1 1 1 1 1 1 1 (это 255 в двоичном виде).

Таблица 3.1 . Фрагмент таблицы ASCll (таблица кодов символов)

Описание типа Char и стандартные функции

Пример 3. 1 . Демонстрация стандартных функций для работы с типом

Char Program Letter1:

var

N : lnteger:

Х : Char; begj п

 { 3 символьную переменную Х записали символ ' L ' }

wrjte1n(X) ,

 { Функция 0rd возвращает код символа, занесенного в переменную Х, то есть код буквы ' L ' }

wrjte1n(N) ,

wrjte1n(X) ,

 { Функция Chr возвращает символ по заданному коду. Сейчас в переменной Х оказался символ ' L '        имен НО е ГО код мы только что записали в переменную N }

wrjte1n(X) , read1n

                                       Урок 3.1 . Как компьютер понимает символы          69

При выпо.лнении программа выведет на экран следующее:

76

Пример 3.2. Ввод символов с клавиатуры Program Letter2: var

begj п wrjte1n( Введите несколько символов: read1n(X) , wrjte1n(X) , wrjte1n( Введите еще несколько символов:

read1n

Запустив программу на выполнение, введите с к.лавиатуры пос.ледовательность символов (например, АВС) и нажмите Enter. Программа выведет единственный символ:

В ответ на второе предложение введите с клавиатуры САГ. На экране получим следующее:

СА

ЗАМЕЧАНИЕ

Переменная типа Char принимает топько оЭин симвоп из введенной строки. Три ввоЭе симвопы не закпючаются в апострофы. Иаким образом, в первом спучае из введенных симвопов запомнился топько оЭин, во вт•орот — Эва.

Можно определять и символьные константы:

const Leto ' Х ' ,

Урок 3.2. Тип Char — порядковый тип!

В таб.лице кодов вы могли заметить такую закономерность:

Таким образом, для каждого элемента типа Char всегда есть предшествующий и последующий элементы. Такой тип данных называется порядковым. Тип Chap — порядковый тип. Тип Integer также яв.ляется порядковым.

Пример 3.3. Стандартные функции, применяемые к порядковому типу

Program Letter3: var

Char: begj п

Функция Pred возвращает предшествующий элемент относительно значения переменной х 1 }

             wrj           'Pred=

относительно значения переменной Х 1 }

wrj te1n( Лисс read]n

При выполнении программа выведет на экран следующее:

Succ=M

Задание З. 1. Напишите программу расшифровки 4-буквенного однос.ловного сообщения. Для получения 4 букв нужно ввести З строки:

                                                                                                        Выводы        71

+ из первой строки прочесть только первую букву;

+ из второй строки прочесть только первую букву;

+ из третьей строки прочесть первую и вторую буквы.

Далее расшифровать полученные четыре буквы по такому алгоритму: вместо первой и третьей букв подставить соответственно буквы, отстоящие от них по алфавиту на две буквы назад, а вторую и четвертую буквы оставить без изменения.

Д.ля проверки возьмите пример, приведенный ниже. Ввод:

FINISHED

PENDING?

На выводе до.лжно быть слово «DONE» .

Задание 3.2. Известно, что коды прописных (заг.лавных) букв .латгшского алфавита следуют в таблице непрерывно друг за друтом. Коды строчных букв латиницы также следуют непрерывно друг за другом на расстоянии 32 символов от прописных (ниже по таб.лице). Если ord( = 65, то ord( 'А' )+32 97, и это код строчной буквы «а», то есть ' А ' )+32) - ' а ' . Напишите программу, в которой вы вводите прописную букву (то.лько .латиницу!), а получаете ее строчный эквивалент, и наоборот, по строчной букве по.лучаете соответствующую прописную.

ЗАМЕЧАНИЕ

С русскими симвопалш такого порядка нет из-за особенностей ортНИЗТЈ[Ш кодовой табпшјы.            частности, строчные буквы в табптје спеЭуют не поЭряЭ, а с разрывом в середине алфавита.

Выводы

1.     Все симво.лы хранятся в компьютере в виде кодов.

2.     Обычно д.ля кодирования символов применяется таб.лица ASCII.

З. Каждому символу соответствует свой код.

4.     Для преобразования символов в коды и обратно применяют функции ord и ст.

5.     Тип Char является порядковым типом.

6.     Коды буквы латинского алфавита идут последовате.льно.

7.     Русские буквы хранятся в таблице символов ASCII с разрывом в пос.ледовательности кодов.

8.     Д.ля по.лучения следующего и предыдущего симво.ла испо.льзуют соответственно функции succ и pred.

Контрольные вопросы

1.     Сколько всего различных символов кодируется таблицей ASCII?

2.     Какой объем памяти требуется для кодирования одного символа? А для 15 символов?

З. Какой тип данных в Паскале предназначен для хранен»ш символьной информации? Сколько символов можно поместить в одну переменную этого типа?

4.     Какой код у буквы «F»? Какой символ кодируется кодом 87?

5.     В программе определены З переменные (а , Ь, с :char; ). В ответ на инструкцию pead1 , с); пользователь ввел текст Л еша . В каком месте памяти оказалась каждая из введенных букв?

6.     Каков будет результат выполнения инструкции c:=succ(pred(succ('D')))?

7.     Какое значение получит переменная i в операторе pred(ord( 'F' )-2)?

ТЕМА 4

Джордж Буль и его логика

В этой теме мы оосудим вопросы, связанные с Решениями. Именно так, с большой буквы. Мы разберем, как же компьютер принимает решения. Конечно, компьютеру не приходится принимать такие сложные решения, как человеку. Однако логики и определенности в поведении компьютера куда больше. Собственно, никаких колебаний у него и не бывает. Каждый раз, когда компьютер принимает решение, оно четко и окончательно — или да, или нет! Согласитесь, людям подобной решимости зачастую не хватает.

Урок 4.1 . Необходим еще один тип — логический!

Поговорим о философии, а именно — о логике.

Логика оперирует утверждениями. Любое логическое утверждение может быть либо истинным, либо ложным. При решении многих задач возникает ситуация, когда требуется проверить некоторое ус.ловие (сформулированное в виде утверждения) и в зависимости от результата проверки (истинности утверждения) произвести те или иные действия:

+ если условие выполняется, то результатом будет «истина»;

+ если условие не выполняется, то результатом будет «ложь».

Например, утверждение «4 > З» является истинным, а утверждение «2 > З» — ложным.

Такие выражения называются булевы (по имени анг.лийского математика Джорджа Буля). Область математики, которая изучает действия с булевыми выражениями, называется булевой алгеорой

и.ли алгеорой логики.

                            Урок 4.1 . Необходим еще один тип        логический!

Логический тип данных (Boolean)

Для хранения результата проверки условия введен логический тип — Воо] еап. Переменные такого типа называются булевыми переменными.

Пример 4.1. Булевы переменные в программе

Program 30011; var Х : jnteger; Во] Воо]еап; begj п

 { Это утверждение истинно }

 { Это утверждение ложно }

read]n

При выпо.лнении программы на экране мы получим следующее:

ПИЕ

FALSE

Что такое ПИЕ и FALSE? Это значения логического выраж^е ения: TRUE означает «истина», а FALSE — «ложь».

Операции отношения

В логических условиях используются операции отношения. Вот как они записываются на языке Паскаль (табл. 4.1 ). Таблица 4.1. Запись операций отношения на языке Паскаль

Ввод-вывод булевских переменных

Булевские переменные можно выводить на экран, но нельзя вводить с клавиатуры. Для этого приходится вводить переменную другого типа, сравнивать ее с образцом и по результатам сравнения устанавливать значение логической переменной.

Пример 4.2. Как ввести с клавиатуры переменную булевского типа program 300]eanInput; var ch:char; begj п wrjte( ^г Ты хочешь есть Гу/п1? •

[Твой ответ: ' ,eat) ; read]n

Урок 4.2. Логические (булевы) операции

Часто принимаемое решение зависит от результата не одного, а нескольких утверждений. Например, «Вася получит сегодня пятерку, если придет на урок И правильно выполнит задашле». Значит, нужно научиться объединять результаты нескольких утверждений и принимать общее решение. В приведенном примере этим объединением служит союз «И».

Логическое умножение (конъюнкция)

В алгебре .логики операции сравнения в логических выражениях можно комбинировать с помощью .логических операций. Обсудим их по порядку.

Рассмотрим утверждение:

Два отношения связаны союзом «и» (and).

Сог.ласно правилам булевой алгебры, комбинация двух „логических выражений, связанных между собой союзом «и», всегда яв.ляется истинной, если истинны оба выражения.

Эта операция называется логическим умножением, и.ли коньюнкцией. На Паскале она обозначается как and.

Урок 4.2. Логические (булевы) операции

Таблица 4.2. Таблица истинности для операции логического

умножения

Логическое сложение (дизъюнкция)

Рассмотрим утверждение: х> 100 и.ли х< 10

Выражения можно связывать союзом «или» (or).

Логическое выражение, связанное союзом «и.ли», всегда ложно (fa] se), ес.ли .ложны обе его части. Во всех других случаях результатом будет «истина» (true).

Эта операция называется логическим сложением, или Дизъюнкцией. На Паскале она обозначается как or.

Таблица 4.3. Таблица истинности для операции логического сложения

Исключающее ИЛИ (сложение по модулю 2)

Рассмотрим утверждение: либо х> 5, либох< 0

Выражения связаны парой «либо-либо».

Такое утверждение истинно, когда истинно только одно из двух составляющих его утверждений.

Можно сформулировать это иначе: логическое выражение истинно (true), если его операнды различны.

Данная операция называется исключающим ИЛИ. На Паскале она обозначается как xor.

Таблица 4.4. Таблица истинности для операции исключающего ИЛИ

Как еще можно получить эти результаты? Представим значение true как 1 (логическую единицу), а fa1 se — как 0 (логический ноль).

Теперь сложим эти значения и возьмем остаток от деления полученного результата нацело на 2 (mod 2). Эта операция называется также сложением по модулю 2. Ясно, что результат будет всегда меньше двух.

Логическое отрицание (инверсия)

Рассмотрим утверждение: не (х> 100)

Выражение отрицается частицей «не».

Результат операции противоположен отрицаемому утверждению. Если утверждение было истинным (true), результатом будет «ложь» (fa1 se). И наоборот, если утверждение было ложным (false), то получится «истина» (true).

Эта операция называется логическим отрицанием, логическим НЕ или инверсией. На Паскале она обозначается как not.

Таблица 4.5. Таблица истинности для операции логического НЕ

Применение логических операций в программе

Пример 4.3. Логические операции в программе

Program 3001 1:

var Х : Integer:

во] , Оп3о1 , Rez: Зоо1еап: ведЈ п

Урок 4.2. Логические (булевы) операции

опво1 wrj te1n( ' во] wrjte1n(    ' ,ОпВо1 ) : and ОпВо1 :

wrjte1n( 'B01 and ОпВо1-' ,Rez) : ор ОпВо1 :

       wrjte1n( 'ВОЛ ОПВО1- ' ,Rez):

             Rez            вол :

wrjte1n( 'not 301- ' ,Rez) : read1n

При выполнении программы имеем на экране следующее:

ВоЛ=ТИЕ

0nB01=FALSE

      ВОЛ         0nB01=FALSE

ВОЛ not 301=FALSE

Пример 4.4. Составление логических выражений

Program во] 2:

{ Введем логические переменные, которые будут определять характеристики студента.

Составим выражения , определяющие, является ли студент первокурсником и получающим стипендию }

and kups1:

wrj te1n( ' Студент  первокурсник со стипендией? Rezu1t) :

{ Пусть наш студент не получает стипендию } and <urs1:

             wrj te1n( ' Студент         первокурсник со стипендией?

Rezu1t), read1n

При выполнении программы имеем на экране следующее:

      Студент        первокурсник со стипендией? - TRUE

      Студент        первокурсник со стипендией? - FALSE

Задание 4.1. Определите в программе 4 логических переменных, которые содержат следующую информацию о людях: Marrjed «истина», если человек женат (замужем); в 1 ond «истина», если у человека светлые волосы; «истина», если человек — мужчина;

     Етр1 oyed     «истина», если человек работает.

Составьте логические выражения, с помощью которых можно определить, является ли человек:

1)    замужней женщиной;

2)    неженатым мужчиной;

З) незамужней блондинкой;

4)    безработной незамужней женщиной;

5)    „либо неженатым, либо безработным, либо и тем и другим.

Приоритет логических операций

При объединении нескольких логических операций нужно помнить, что они, подобно математическим операциям, подчинены прави.лам приоритета (табл. 4.6). Для изменения приоритета выпо.лняемых действий необходимо использовать скооки.

Таблица 4.6. Приоритет логических операций

Контрольные вопросы

Операции xor и or имеют одинаковый приоритет, и значит, при отсутствии скобок, выполняются слева направо.

ЗАПОМНИТЕ!

Это очень важно! ДТриоритст пюбой опертјшм сравнения ниже, чем у шобой пошческой операдии. Это значит, что при объединении сравнений при потонји пошчсских операдип каждое сравнснис необходимо взять в скобки. Например, утвержЭснис 2 Х 4 Эопжно быть записано как

2<=х) and

Выводы

1.     Существуют утверждения, относительно которых можно однозначно сказать, истинны они или ложны.

2.     Д.ля записи результатов таких утверждений, а также д.ля анализа ус.ловий необходим еще один тип данных — ВооЛ еап.

З. Данные этого типа могут принимать одно из двух значений: true («истина») или fa] se («ложь»).

4.     При составлении выражения для анализа условий используются операции

5.     Д.ля объединения нескольких логических утверждений в одно испо.льзуются логические операции (and, ор, хор, not), результаты которых формируются в соответствии с таблицами истинности.

6.     Порядок выполнения действий определяется скобками и приоритетами операций. Контрольные вопросы

1.     Что такое логическое утверждение?

2.     Сколько различных значений могут принимать логические утверждения? Как они обозначаются?

З. Как записать на Паскале утверждение «икс не равен          ?

4.     Как записать на Паскале утверждение «игрек не прушад.лежит отрезку [3,5]»?

5.     Чему равен результат операции true ор fa1se and fa1 se?

6.     Правильно ли записано выражение (х<0) ор (><+2)>3?

7.     Чему будет равен результат операции true хор fa1se хор true?

ТЕМА 5 Анализ ситуации и последовательность выполнения команд

Все алгоритмы и программы, которые мы до настоящего момента рассматривали, были линейными, то есть выполнялись последовательно, шаг за шагом, инструкция за инструкцией, независимо от введенных данных. Однако часто бывает необходимо выполнять разные действия в зависимости от того, какое решение было принято. В данной теме мы рассмотрим, как менять порядок выполнения команд по результатам проверки некоторого условия.

Урок 5. 1 . Проверка условия и ветвление в алгоритме

В предыдущей теме мы познакомились с логическими выражениями. Именно они используются в Паскале д.ля организации ветв.ления.

Пусть стоит такая задача:

Ес.ли Х > З, то выводим на экран Х.

Б.лок-схема алгоритма решения этой задачи выг.лядит так (рис. 5.1):

Рис. 5.1 . Блок-схема алгоритма. выводящего число. если оно больше трех

На языке Паскаль такую схему обрабатывает ус.ловный оператор if.

Полная и неполная форма оператора if

Формат          оператора if следующий:

jf <условие> then <оператор> Пример:

jf Х > З then wpjte1n(X):

Под ус.ловием здесь понимается любое выражение, резу.льтат которого имеет тип Ьоо[еап.

Это неполная форма алгоритма с ветвлением.

Изменим немного нашу задачу:

Ес.ли Х > З, то вывести на экран Х, иначе вывести текст ' Х < 3 В том и другом случае Х необходимо увеличить на 1 .

Здесь испо.льзуется расширенный условный оператор — полная форма ветвления:         then

Формат записи оператора: jf <условие> then <оператор-да> ел se <опера тор- нет>. (См. блок-схему на рис. 5.2).

Рис. 5.2. Блок-схема алгоритма. выводящего число. если оно больше трех. или сообщение «Х<З» в противном случае

В общем случае структурная схема условного оператора выглядит так (рис. 5.3).

Урок 5Л . Проверка условия и ветвление в алгоритме

false       true (ложь)             (истина)

Рис. 5.3. Структурная схема условного оператора l f

( S 1, S2, S3 условные обозначения операторов.)

ЗАПОМНИТЕ!

Переэ е] se нельзя ставить точку с запятой.

Независимо от формы записи ус.ловия, после окончанј,ш оператора Ј f программа снова «соединяется» и продолжает выпо.лнять операторы, стоящие после структуры Ј f. Это наглядно демонстрирует рис. 5.3. Оператор S3 выполняется независимо от того, каким будет резу.льтат проверки условия.

Рассмотрим задачу определения количества корней квадратного уравнения по дискриминанту (рис. 5.4).

Пример 5.1 . Анализ дискриминанта квадратного уравнения program Djskp: var

ЬедЈ п wrjte( Введите коэффициенты ' )

jf D >- 0 then jf D > D then wrjte1n( ' два вещественных корня ' )

e1se wrjte1n( ' один вещественный корень ' )

[Нет вещественных корней ' ) : read]n

В этой задаче используется вложенный оператор Ј f.

Рис. 5.4. Блок-схема алгоритма. определяющего количество корней квадратного уравнения по дискриминанту

ЗАПОМНИТЕ!

Три испопьзованшм впожснных операторов jf слово е Л зе опшосится к поспеЭнему Ј f, у которого аде нет е] se.

Оформление программ

Возможно, вы уже обратили внимание, что во всех приводимых нами примерах мы слегка (на 2—3 позиции) сдвигаем операторы вправо. Таким способом мы выделяем, например, б.лок описаю,ш переменных var, а также операторы основной программы относи-

Урок 5Л . Проверка условия и ветвление в алгоритме

те.льно begjn и end. Это мы делаем сознательно и хоте.ли бы рекомендовать вам поступать так же. Паскаль прекрасно поймет вашу программу, даже если вы ее всю наберете в одну строку. Однако через неско.лько дней в ней будет тяжело разобраться даже автору, не говоря уже о других людях.

Мы рекомендуем всегда сдвигать вправо вложенные фрагменты программы относительно точки вложения. Так, например, список переменных, определяемых в разделе var, следует сдвигать относите.льно слова vap, список операторов основной программы — относите.льно begjn и end, а операторы, вложенные в структуру jf, относительно jf и e1se.

При этом соответствующие пары операторов begj п и end рекомендуется располагать друг под другом, на одинаковом расстоянии от „левого края. Это позволяет в сложной программе отс.ледить, какому оператору ЬедЈп какой оператор end соответствует, и, например, найти пропущенный оператор.

ЗАМЕЧАНИЕ

СекотенЭуется при наборе протатты сразу же поспе оператора begjn писать оператор end, и потом уже межау нити всптвпять впоженные операторы. Это позвопяст избежать сипуадий с появпением непарных begj n/end.

и скобок: набрав певую скобку, сразу поставьте правую и поспе вписывайте ,¹11Ck011 теэюЭу нити.

Задание 5.1. Нарисуйте блок-схему алгоритма и напишите программу, которая анализирует введенное с клавиатуры число и выдает на экран:

+ удвоенное значение числа, если число положите.льное;

+ абсо.лютное значение числа, если число отрицательное.

Задание 5.2. Нарисуйте блок-схему алгоритма и напишите программу, которая анализирует введенное с клавиатуры чис.ло на четность и сообщает о результате. Используйте операцию нахождения остатка от деления числа на 2.

Урок 5.2. Блоки операторов

Управ.ляющая структура Ј f then может показаться негиокой, так как пос.ле служебного слова then должен стоять то.лько один оператор. Ес.ли вы напишете два оператора подряд (например, Ј f then х то второй оператор выполнится в .любом с.лучае, независимо от проверяемого условия.

Ес.ли требуется выполнить последовательность действий (неско.лько операторов подряд), то ее заключают в б.лок, образуемый операторами begjn и end. Пример:

jf Х > 3 then begjn S1: S2: S3; S4 end;

Здесь S1-S4 символически обозначают операторы.

Эта группа (Ьедјп S1: S2: S3: S4 end) называется составным оператором, и.ли операторной. скобкой. Она как бы говорит компи.лятору, что данный б.лок операторов нужно рассматривать как единое целое.

Пример 5.2. Вычисление корней квадратного уравнения Program Quad: var

            А, 3, С:                 Переменные для хранения коэффициентов }

             D : rea] :              Переменная для дискриминанта }

Х1,Х2: rea] Переменные для получения корней } begj п коэффициенты А, В, С:

wrjte1n( ' Уравнение не имеет вещественных корней ' )

jf   then wrjte1n('Y уравнения один корень '

{ Ниже идет составной оператор }

ЬедЈп

wrjte1n('Y уравнения два корня:

Урок 5.2. Блоки операторов

end; read]n

Задание 5.3. Нарисовать блок-схему алгоритма и написать программу, в которой с клавиатуры вводится код режима работы и цвет СЛ . На экран выводится сообщение. При этом, если то сообщение выводится символами цвета СЛ , а если kd 1, то сообщение выводится символами цвета СЛ +16.

На экране во втором случае вы получите мигающие символы, так как код их цвета больше 15. В этом случае в качестве номера мигающего цвета Turbo Pascal использует остаток от деления кода цвета нацело на 16.

ЗАМЕЧАНИЕ

ДЗ качестве проверяемых усповш7 можно использовать поимческие

Рассмотрим задачу: ввести три числа А, В, C и определить, равны ли введенные числа. Блок-схема алгоритма показана на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Блок-схема алгоритма. определяющего. равны ли друг другу три введенные с клавиатуры числа

Пример 5.3. Проверка равенства трех чисел. введенных с клавиатуры

Program [Ух: var jntegep: begj п wrjte1n(' Введите З числа:

jf (А В) and (А С) then wrjte1n( ' Числа равны ' )

wrjte1n( ' Числа не равны ' ) : read1n

Задание 5.4. Ввести три числа А, В, C и определить максимальное из них. Нарисуйте блок-схему алгоритма и напишите программу.

Задание 5.5. Ввести четырехзначное целое число и опреде.лить, яв.ляется .ли оно палиндромом, или «перевертышем» (такими, например, яв.ляются числа 6666 и 3223). Нарисуйте б.лок-схему а.лгоритма.

Подсказка: Для выделения отдельных разрядов числа испо.льзуются операции djv и mod.

Задание 5.6. Ввести три числа А, В, С. Если ни одно из чисе.л не равно ну.лю, то в переменную К записать среднее арифметическое трех чисе.л.

Задание 5.7. Введите значение Х и, используя график функции (рис. 5.6), определите значение У. Заполните блок-схему алгоритма (рис. 5.7).

Задание 5.8. Положение фигуры на шахматной доске (8х8) описывается двумя числами — номером  и номером вертикали. Ввести с клавиатуры координаты ферзя (Х, У) и координаты любой фигуры (М, М). Проверить, находится ли фигура под ударом. Ферзь бьет по вертикали, горизонтали и диагонали.

Задание 5.9. Введите число с клавиатуры. Если это число четное и кратно 7, то выведите свое имя на экран красным (red) цветом, иначе выведите его зеленым (дрееп) цветом. Предварительно заполните блок-схему алгоритма (рис. 5.8).

Задание 5.10. Ввести три числа А, В, C и среднее из них (то, которое больше одного, но меньше другого). Нарисуйте блок-схему алгоритма и напишите программу.

Урок 5.2. Блоки операторов

Рис. 5.6. График кусочно-заданной функции для задания 5.7

Рис. 5.7. «Слепая» блок-схема алгоритма вычисления кусочно-заданной функции. изображенной на рис. 5.6

Рис. 5.8. «Слепая» блок-схема алгоритма. выводящего слово «Вася» красным цветом на экран, если введенное число четное и кратно 7. и зеленым цветом в противном случае

Урок 5.3. Ветвление по ряду условий (оператор case)

Оператор Ј f позволяет выполнять переходы на ту или иную ветвь по значению булева (логического) условия. Испо.льзуя несколько операторов Ј f, можно производить ветвление по последовательности условий.

Пример 5.4. Преобразование введенного целого числа из диапазона (0..4) в его словесное представление

Program Djgjt1: var

Num: jntegep:

ЬедЈ п wrjte( Введите число: read1n(Num) jf Num 0 then wrjte1n( 'Ноль' ) :

Урок 5.3. Ветвление по ряду условий (оператор case)

            jf Num      1 then

'0дин'):

jf Num = З then

jf Num = 4 then wrj te1 ' Четыре ' ) : read]n

Выпо.лним ту же задачу, используя другую управ.ляющую структуру — оператор выбора case of. Формат записи оператора таков:

сазе <выражение порядкового тип» of

Пример 5.5. Использование структуры case ... of для перевода целого числа в его словесное представление Program Djgjt2: var Мит Ј nteger : begj п wrjte( ' Введите число: read1n(Num) : case [\lum of

Введено другое число' ) end, read1n

Да.лее приведена блок-схема алгоритма решения этой задачи (рис. 5.9).

Переменная Num является селектором в операторе case. По значению се.лектора происходит переход на соответствующую метку.

Се.лектор должен принадлежать к порядковому типу (то есть

Рис. 5.9. Блок-схема алгоритма. выводящая словесное представление введенного с клавиатуры числа (не большего 4)

Урок 5.3. Ветвление по ряду условий (оператор case)

Пример 5.6. Определение номера квартала по введенному номеру

месяца Program Djgjt3:

var

Num : Ј nteger:

begj п wrjte( Введите номер месяца: read1n(Num) :

сазе Мит of

                    1,2,3                          'Первый квартал

4' Второй квартал

                   7. 9                                  ' Третий кварталметка 7. .9 -

интервал чисел от 7 до 9; тоже самое, что и        } 10. .12:              'Четвертый квартал ел se     'Некорректный ввод

read]n

При переходе на метку может выполняться це.лый блок операторов, который оформляется с помощью структуры begj п        end

Задание 5.11. Написать программу, в которой в переменную типа Char вводится символ с клавиатуры. Программа выдает сообщение о том, какой символ был введен: + цифра от 0 до 9;

+ „латинская строчная буква; + „латинская срочная буква.

При записи меток в операторе case можно использовать интервальный тип. Например, интервал для латинских заглавных символов записывается: 'А '

Если нужно учесть строчную латиницу, то интервал для меток будет выглядеть так:

Выводы

1.     Существуют задачи, решение которых включает анализ „логического условия. Такие задачи описываются разветв.ляющимся алгоритмом (сравните с линейным алгоритмом).

2.     При ветв.лении анализируется логическое выражение и, в зависимости от его результата, выполняется та и.ли иная ветвь алгоритма.

З. На Паскале оператор ветвления называется jf. Он имеет две формы зашмси — полную и неполную.

4.        При полной форме записи jf в случае истинности логгщеского условия выполняется один блок программы (после слова then), а в случае ложности другой (после слова е] se).

5.        При неполной записи оператора Ј f блок ел se опускается.

6.        При переходе на ту или иную ветвь алгоритма после анализа логического условия возможно выполнение блока операторов, который оформляется с помощью структуры begj п end.

7.        Точка с запятой слева и справа от then и от ел se не ставится.

8.        В с.лучае, когда анализируемое выражение может иметь бо.лее двух значений, и при разных значениях нужно выпо.лнять разные инструкции, используют оператор case.

9.        Оператор case должен заканчиваться ключевым с.ловом end. Это один из тех редких случаев, когда ко.ш,щество операторов begj п в программе не будет совпадать с количеством операторов end.

10.    Чтобы текст программы был более понятен, в.ложенные (подчиненные) блоки операторов принято оформ.лять со сдвигом вправо, лесенкой. При кткдом следующем в.ложении операторы сдвигают еще на несколько позиций вправо.

Контрольные вопросы

1.                  Чем от.личается линейный алгоритм от ветвления?

2.                  Какие ключевые слова используются в Паскале для организации ветвления? Что находится между ними? З. Чем полное ветвление отличается от неполного?

                                                                              Контрольные вопросы         97

4.     Как оформ.лять текст программы, чтобы он бы.л понятнее?

5.     Что необходимо использовать, если в случае истинности некоторого условия нужно выполнить несколько операторов?

6.     Как быть, если в случае истинности некоторого ус.ловия никаких действий выполнять не требуется, а в случае „ложности нужно выполнить несколько действий?

7.     Какую управляющую структуру Паскаля нужно испо.льзовать, ес.ли проверяемое выраж^еение может принимать неско.лько возможных значений, и в каждом случае необходимо выпо.лнить разные действия?

8.     В каком случае количество операторов begj п в программе не должно соответствовать количеству операторов end?

ТЕМА 6

Многокра.тно повторяющиеся действия

Иногда неооходимо повторить определенные действия в программе. Повторение некоторой последовательности действий называется циклом. Саму последовательность повторяющихся действий называют телом цикла.

Если число повторений известно заранее, то используется структура, которая называется циклом с заданным (известным) числом повторений, или циклом со счетчиком. Этот цикла является частным случаем цикла с условием. Мы начинаем с этого вида цикла в силу его простоты и наглядности.

Урок 6.1 . Оператор цикла for

На языке Паскаль повторение некоторой последовательности действий известное число раз выполняет оператор for. Подсчет количества выполняемых действий осуществляется при помощи специальной переменной — счетчика. Поэтому цикл for называют иногда циклом со счетчиком. Цикл for на Паскале может быть представлен в двух формах. Первая форма последовательно наращивает счетчик:

for <переменная порядкового типа>:=<начальное значение> to «онечное значение> do <оператор>

Вторая форма последовательно уменьшает счетчик:

for <переменная порядкового типа>:=<начальное значение> downto «онечное значение> do <оператор>

1 00

Оператор for с последовательным увеличением счетчика

Пример 6.1 . Вывод на экран квадратов чисел от 1 до Л О Program Test1: var N : jntegep:

ЬедЈ п for N:=1 to 10 do  переменная будет от 1 до 10 с шаг ОМ 1 }

Эта строка — тело цикла. Оно выполняется 10 раз }

read]n

Поясним пример 6.1. Переменная является счетчиком цикла. Счетчик цикла всегда должен иметь порядковый тип (то есть он не может иметь тип реал В операторе for указаны его начальное и конечное значения. Начальное значение не обязательно равно 1 ! При первом выполнении тела цикла = 1, при втором — N 2 и т. д. При последнем выполнении тела цикла = 10. Каждый раз перед выполнением тела цикла текущее значение сравнивается с конечным. После каждого выполнения тела цикла переменная N увеличивается на 1. Блок-схема алгоритма представлена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Блок-схема организации цикла в примере 6. Л

Как только N превысит конечное значение, выполнение цикла прекращается. Считается, что после окончания цикла переменная цикла не определена (то есть в разных реализациях языка Паскаль она может принимать разные значения). Иными словами, непра-

ви.льно считать, что после окончания цикла переменная-счетчик цик.ла имеет какое-то определенное значение.

Крайне не рекомендуется внутри цикла самостояте.льно менять счетчик цикла, особенно в сторону уменьшения. Это может привести к «зацик.ливанию» программы (бесконечному повторению те.ла цик.ла).

Оператор for с последовательным уменьшением счетчика

Счетчик может изменяться с шагом —1. Это вторая форма оператора for (for ... downto ... do)

Пример 6.2. Вывод на экран кубов чисел от Л 1 до 5

Program Test2: var

М : jnteger: begj п for               downto 5 do           Счетчик изменяется с ШДГОМ -1 }

wrj :                   Эта строка — тело цикла ; оно выполняется 8 раз, так как изменяется от 11 до 5 с шаг ОМ -1 }

wrjte]n; { Этот оператор нужен , чтобы закончить вывод чисел в одну строку }

read]n

Урок 6.2. Применение циклов со счетчиком

Можно организовать выполнение одного цикла внутри другого. В этом с.лучае раз.личают внешний и внутренний цик.лы — например, когда при каждом значении счетчика внешнего цик.ла нужно неско.лько раз выполнить какое-то действие (внутренний цик.л). Счетчик внешнего цикла изменяется медленнее, чем счетчик внутреннего.

102

цикл в цикле

Рассмотрим задачу вывода последовательности пар чисел:

       1       1

       1       2

       1      

1            4

2            1

       2        2

       2       

2       4 З          1 З          2

       З       З

       З       4

Блок-схема алгоритма решения задачи показана на рус. 6.2.

Рис. 6.2. Блок-схема алгоритма с вложенными циклами. выводящего последовательность из примера 6.2

Пример 6.3. Использование цикла в цикле

Program Test3 var

<, М: jnteger:

ЬедЈ п foc to 3 do for to 4 do

wrjte1n(k, '{ Пробел в апострофах между К и М нужен для того, чтобы эти числа не сливались друг с другом }

read]n

Для каждого значения переменной К переменная М меняется от 1 до 4. Нетрудно подсчитать, что в этом случае оператор wrj te] п выполнится 12 раз.

Задание 6.1. Вывести на экран 6 раз свое имя.

Задание 6.2. Вывести на экран таблицу умножения д.ля 5 чисел от 9 до 4.

Задание 6.3. Вывести на экран коды таблицы ASCII от 0 до 255 и их симво.лы. Выводить парами код и символ.

Трассировка

Для понимания чужой программы и для проверки правильности написания своей используют метод пошагового выполнения программы с отслеживанием значений всех переменных.

Пример 6.4. Вычисление суммы чисел от 6 до Л О

Program Test4; var

{ Первоначально обнулим сумматор }

             for N          to 10 do

{ эта строка — тело цикла . При его выполнении каждый раз к S прибавляется очередное N. Переменную S можно сравнить с аккумулятором, в котором накапливается сумма }

1 04

wrjte1n( ' Сумма чисел read1n

Блок-схема алгоритма решения задачи показана на рус. 6.3.

Рис. 6.3. Блок-схема алгоритма вычисления суммы чисел от 6 до 1 0

Д.ля проверки правильности работы программы рекомендуется пошагово отслеживать изменение всех переменных пос.ле выпо.лнения каждого оператора программы. Такой процесс называется трассировкой. Продемонстрируем этот прием (таб.л. 6.1 ).

Таблица 6.1. Трассировка программы из примера 6.4

В резу.льтате работы программы на экране получим число 40.

Д.ля операторов, выпо.лняющих проверку условий (Ј f, for и т. п.) в сто.лбце «Ус.ловие» принято указывать результат проверки. В данном с.лучае в цик.ле for проверяется условие продолжения цик.ла. Симво.лы «???» подчеркивают, что значение счетчика цик.ла по выходе из цик.ла считается неопределенным.

Метод трассировки очень помогает при отладке программы, когда программа выдает не тот результат, который до.лжна выдать. Осуществ.ляя пошаговую трассировку, мы вникаем в .логику работы программы и на каждом шаге проверяем, правильны ли были наши рассуждения при ее написании.

Вычисление суммы ряда

Рассмотрим задачу вычисления суммы ряда:

                         1          1          1          1          1

1 х 1 2х2 3х3 4х4 5х5

Здесь мы имеем ряд дробей, у которых в знаменате.лях зашлсаны квадраты чисел от 1 до 5.

Рассмотрим каждую дробь как произведение двух дробей, например:

                                          1       1    1

В общем виде это можно записать так:

                                         1        1     1

106

Б.лок-схема алгоритма решения задачи представ.лена на рис. 6.4.

Рис. 6.4. Блок-схема алгоритма вычисления суммы ряда

Пример 6.5. Вычисление суммы ряда

Program Test5: var

     N   Ј ntegep:

S реал

А реал

begj п

for N           5 do begjn

это будет счетчик цикла for }

3 этой переменной будем накапливать сумму. Выбрали для нее тип реал , так как искомая сумма будет нецелым числом }

для записи очередной дроби 1/N (тоже число не целое) }

Первоначально обнулим сумматор }

эти строки             тело цикла . 3 цикле необходимо выполнить два оператора, поэтому объединяем их в блок ЬедЈп

S:=S + А*А; end, wrjte1n( 'CYMMa чисел S : 6:4), read1n

Задание 6.4. Написать программу вычисления п! (факториал числа п), где п — целое неотрицательное число.

Определение факториала:

0! 1!

= 1 - 2

= 1 - 2 . з

п! = 1 - 2 - 3 . .

Другими словами, п! — это произведение первых п натуральных чисел.

Каждый следующий результат (обозначим его Р) получается путем умножения предыдущего результата (предыдущего Р) на счетчик, который пробегает значения от 1 до п. Обозначим значение счетчика буквой К. Получаем общий вид выражения: Р = Р • К (то есть воспользуемся рекуррентной формулой вычисления факториала: п! (п 1)! • п).

Программа должна быть организована так: с клавиатуры вводится число п (п — положительно), а затем на экран выдается таблица факториалов чисел до п включительно.

Задание 6.5. Написать программу вычислен»ш суммы ряда S = 1 + 2 + З +4 + 5 + 6. Нарисовать блок-схему и запо.лнить таб„лицу трассировки. Убедиться при трассировке, что сумма равна 21.

Таблица 6.2. Заготовка для таблицы трассировки алгоритма из задания 6.5

1 08

Задание 6.6. Написать программу вычисления суммы ряда д.ля п с.лагаемых (п вводится с клавиатуры):

                     1              1              1              1

1х2х3 +2х3х4 3х4х5 4х5х6

Задание 6.7. Используя возможности модуля Crt д.ля работы с экраном в текстовом режиме, написать программу, которая 16 раз меняет цвет экрана и выводит любой текст на новом фоне в центр экрана.

Пояснение: разумно, если цвет фона и параметр цик.ла будут одной переменной (палитра цветов изменяется в диапазоне 0— 15).

Задание 6.8. Используя возможности модуля Crt, напишите программу, в которой символ «звездочка» ( * ) пробегает по всему периметру экрана из верхнего левого угла.

в программе организуйте 4 цикла. В качестве счетчика испо.льзуйте координаты Х и У. Нарисуйте б.лок-схему алгоритма.

Попрооуйте изменить программу, используя всего два цик.ла: в одном цикле звездочки бегут сразу по верхней и нижней строкам экрана, в другом — сразу по левому и правому краю. Пусть каждая с.ледующая звездочка выводится случайным цветом.

Задание 6.9. По экрану разбросайте 1000 звездочек в с.лучайном месте случайным цветом с небольшой задержкой. Не забудьте инициализировать датчик случайных чисел в начале программы — один раз! Нарисуйте блок-схему алгоритма.

Выводы

1.     Для организации многократно повторяющихся действий с заранее известным числом повторений используется оператор цикла for.

2.     Счетчик цикла всегда имеет порядковый тип.

З. Счетчик цикла изменяется с шагом +1, если оператор 1,ьмеет форму for  do

Контрольные вопросы

4.     Счетчик цикла изменяется с шагом —1, если оператор 1,ьмеет форму for  downto          do

5.     Чтобы узнать, сколько раз выполнится тело цикла for, нужно найти разность между крайними значениями счетчика (по модулю) и прибавить к результату 1.

6.     Не рекомендуется изменять счетчик цикла в теле

7.     Ес.ли внутри цикла fop поставить еще один цик.л for, то ко.личество раз, которое выполнится тело внутреннего цик.ла, равно произведению числа повторений внешнего цикла на чис.ло повторений внутреннего.

8.     Д.ля проверки правильности работы алгоритма его выпо.лняют вручную, шаг за шагом, отслеживая изменения всех переменных. Это называется трассировкой.

Контрольные вопросы

1.     Какой оператор нужно использовать, чтобы вывести в каждой строке экрана слово «Привет»?

2.     Чем отличаются формы to и downto оператора for?

З. Переменные какого типа должны использоваться в качестве счетчика цикла fop? 4. Сколько раз выполнится тело внутреннего цикла: for   to 6 do for        downto З do wrjte1n( ) •

5.     Предположим, некоторая написанная программа выдает странный результат. Вероятно, программа написана с ошибкой. Как понять, где содержится ошибка?

6.     Требуется последовательно присвоить переменной N значенј,ш всех трехзначных чисел. Напишите оператор, присваивающий переменной нужные значения.

ТЕМА 7 циклы с условием

Цикл со счетчиком for, рассмотренный в предыдущей теме, отлично выполняет свои функции, когда число повторений тела цикла известно к моменту его начала (или известны начальное и конечное значения счетчика, что, впрочем, то же самое). Однако такая «радужная» картина встречается в программировании далеко не всегда. Часто приходится решать задачи, когда число повторений цикла неизвестно и определяется лишь постепенно, после некоторого количества повторений тела цикла. В этом случае применяют другую разновидность цикла — цикл с условием. В языке Паскаль циклов с условием предусмотрено два: условие цикла может проверяться перед телом цикла или после него.

Урок 7. 1 . цикл с предусловием

В первой разновидности цикла условие проверяется перед выполнением тела цикла. Поэтому данное условие правильно будет назвать условием продолжения щкла. Цикл такого вида называется циклом с предусловием.

Цикл будет повторяться до тех пор, пока проверка этого условия будет давать результат «истина» (tpue), то есть пока условие выполняется. Если условие сразу оказывается ложным, цикл не будет выполнен ни разу.

Описание цикла с предусловием

Запишем цикл с предусловием на языке блок-схем (рис. 7.1 ).

Тема Циклы с условием

Рис. 7.1. Блок-схема цикла с предусловием

Вот как этот тип цикла реализуется на языке Паскаль:

Nhj1e <лопическое условие> do <оператор-тело цикла>

Так же как при использовании цикла for и оператора Ј f после служебного слова do предполагается только один оператор.

Если в теле цикла нужно выполнить несколько операторов, оно оформляется как блок ЬедЈ п end.

ЗАПОМНИТЕ!

Поспе спужсбных снов then, e1se, do (в операторах jf, for, whj 1 е) Эопжен стоять топько оЭин оператор! 8спи неоохоЭито выпопнить нескопько операторов, они Эопжны быть взяты в операторные скооки (переэ операторами нужно поставить ЬедЈ п, поспе — end).

[Точка с запятой не ставится ни переэ спужебныгш словами then, е 1 se, do, ни поспе ню.

Приближенное вычисление суммы бесконечного ряда

Рассмотрим задачу, в которой требуется написать программу приближенного вычисления суммы:

                          2            З

С ТОЧНОСТЬЮ Е.

Считается, что нужное приближение получено с заданной точностью Е (эпсилон), если вычјмс.лена сумма неско.льких первых с.лагаемых, и очередное слагаемое оказалось по моду.лю меньше, чем данное малое положительное число Е. Тогда считается, что это и все пос.ледующие слагаемые можно уже не учитывать.

На каждом следующем шаге цикла будем максимально испо.льзовать сде.ланное нами на предыдущих шагах.

Ес.ли уже получено           )!, то для вычисления xⁱ/i! достаточно умножить предыдущий результат на x/i.

Б.лок-схема алгоритма решения задачи приведена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Блок-схема алгоритма приближенного вычисления суммы ряда (пример 7.1)

                 TeMa    I-lhKJ1bl c ycnower.n

npmmep 7.1 . rlpm6nmxeHHoe Bblqmcnel-we CYMMbl

6eCKOHeHHO y6blBa}01-uero pua

Program Summer2; var

i nteger ;  gmcna waroB } begi n write( ' BBenb•lTe X VI Epsi lon : ' ) ; readln(X, EPS) ,

 nepwe cnaraeme }

He Mel-I b l_ne

C9VlTaeM cyMMY. cpaay

                                                                                                      He Bb1110JIHVlTCf               pagy!

             begin                Haganocb Teno Ub,lKJ1a }

                    inc(i ) ,          Bblgmcrwlfih HOMep  war a }

[locgmanvl HOBOe cnaraeme } cyMMY Ha cna raetqoe }

                    end;                                      KOHeu onmcaHb,19 Tena UVlKJ1a .

Ilocne 3ToVl c TPOKb,l KOM11blOTep nepeVlneT

Ha onepaTop whi le cpaBl-lel-lVlf 3 IICL'ITIOH" C T OJI b IKO n06aBneHHblM ClaraeMblM }

{ Теперь выведем результат на экран } wrjte1n( 'Cyyrqa чисел S : 6:4) : read1n

Задание 7.1. Вычислить сумму ряда:

      1        1

        12      32       52          72

Вычис.ления прекращаются по тому же условию, что и в примере 7.1.

По.лученная сумма должна быть близка к числу л ²/8.