Любая программа, написанная на любом языке программирования, по большому счету предназначена для обработки данных. В качестве данных могут выступать числа, тексты, графика, звук и др. Одни данные являются исходными, другие – результатом, который получается путем обработки исходных данных программой.
Данные хранятся в памяти компьютера. Программа обращается к ним с помощью имен переменных, связанных с участками памяти, где хранятся данные.
Переменные описываются до основного кода программы. Здесь указываются имена переменных и тип хранимых в них данных.
В языке программирования Паскаль достаточно много типов данных. Кроме того, сам пользователь может определять свои типы.
Тип переменной определяет, какие данные можно хранить в связанной с ней ячейке памяти.
Переменные типа integer могут быть связаны только с целыми значениями обычно в диапазоне от -32768 до 32767. В Pascal есть другие целочисленные типы (byte, longint).
Переменные типа real хранят вещественные (дробные) числа.
Переменная булевского (логического) типа (boolean) может принимать только два значения - true (1, правда) или false (0, ложь).
Символьный тип (char) может принимать значения из определенной упорядоченной последовательности символов.
Интервальный тип определяется пользователем и формируется только из порядковых типов. Представляет собой подмножество значений в конкретном диапазоне.
Можно создать собственный тип данных простым перечислением значений, которые может принимать переменная данного типа. Это так называемый перечисляемый тип данных .
Все вышеописанное – это простые типы данных. Но бывают и сложные, структурированные, которые базируются на простых типах.
Массив – это структура, занимающая в памяти единую область и состоящая из фиксированного числа компонентов одного типа.
Строки представляет собой последовательность символов. Причем количество этих символов не может быть больше 255 включительно. Такое ограничение является характерной чертой Pascal.
Запись – это структура, состоящая из фиксированного числа компонент, называемых полями. В разных полях записи данные могут иметь разный тип.
Множества представляют собой совокупность любого числа элементов, но одного и того же перечисляемого типа.
Файлы для Pascal представляют собой последовательности однотипных данных, которые хранятся на устройствах внешней памяти (например, жестком диске).
Понятие такого типа данных как указатель связано с динамическим хранением данных в памяти компьютера. Часто использование динамических типов данных является более эффективным в программировании, чем статических.
Тип данных определяет множество допустимых значений и множество допустимых операций.
Простые типы.
Простые типы делятся на ПОРЯДКОВЫЕ и ВЕЩЕСТВЕННЫЕ.
1. ПОРЯДКОВЫЕ ТИПЫ , в свою очередь, бывают:
а) целые
В Паскале определено 5 целых типов, которые определяются в зависимости от знака и значения, которое будет принимать переменная.
|
Название типа |
Длина (в байтах) |
Диапазон значений |
|
32 768...+32 767 |
||
|
2 147 483 648...+2 147 483 647 |
б) логический
Название этого типа BOOLEAN. Значениями логического типа может быть одна из логических констант: TRUE (истина) или FALSE (ложь).
в) символьный
Название этого типа CHAR - занимает 1 байт. Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу присваивается целое число в диапозоне 0…255. Это число служит кодом внутреннего представления символа.
2. ВЕЩЕСТВЕННЫЕ ТИПЫ .
В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа.
|
Длина числового типа данных, байт |
Название числового типа данных |
Количество значащих цифр числового типа данных |
Диапазон десятичного порядка числового типа данных |
|
2*1063 +1..+2*1063 -1 |
СТРЕКТУРИРОВАННЫЕ ТИПЫ
Структурированные типы данных определяют упорядоченную совокупность скалярных переменных и характеризуются типом своих компонентов.
Структурированные типы данных в отличие от простых задают множества сложных значений с одним общим именем. Можно сказать, что структурные типы определяют некоторый способ образования новых типов из уже имеющихся.
Существует несколько методов структурирования. По способу организации и типу компонентов в сложных типах данных выделяют следующие разновидности: регулярный тип (массивы); комбинированный тип (записи); файловый тип (файлы); множественный тип (множества); строковый тип (строки); в языке Турбо Паскаль версии 6.0 и старше введен объектный тип (объекты).
В отличие от простых типов данных, данные структурированного типа характеризуются множественностью образующих этот тип элементов, т.е. переменная или константа структурированного типа всегда имеет несколько компонентов. Каждый компонент в свою очередь может принадлежать структурированному типу, т.е. возможна вложенность типов.
1. Массивы
Массивы в Турбо Паскале во многом схожи с аналогичными типами данных в других языках программирования. Отличительная особенность массивов заключается в том, что все их компоненты суть данные одного типа (возможно структурированного). Эти компоненты можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием порядкового номера.
Описание массива задаётся следующим образом:
<имя типа> = array [<сп.инд.типов>] of <тип>
Здесь <имя типа> - правильный идентификатор;
Array, of – зарезервированные слова (массив, из);
<сп.инд.типов> - список из одного или нескольких индексных типов, разделённых запятыми; квадратные скобки, обрамляющие список, - требование синтаксиса;
<тип> - любой тип Турбо Паскаля.
В качестве индексных типов в Турбо Паскале можно использовать любые порядковые типы, кроме LongInt и типов-диапазонов с базовым типом LongInt.
Глубина вложенности структурированных типов вообще, а следовательно, и массивов – произвольная, поэтому количество элементов в списке индексов типов (размерность массива) не ограничено, однако суммарная длина внутреннего представления любого массива не может быть больше 65520 байт.
2. Записи
Запись – это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонентов, называемых полями записи. В отличие от массива, компоненты (поля) записи могут быть различного типа. Чтобы можно было ссылаться на тот или иной компонент записи, поля именуются.
Структура объявления типа записи такова:
< имя типа > = RECORD < сп . полей > END
Здесь <имя типа> - правильный идентификатор;
RECORD, END – зарезервированные слова (запись, конец);
<сп.полей> - список полей; представляет собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запятой.
3. Множества
Множества – это набор однотипных логических связанных друг с другом объектов. Характер связей между объектами лишь подразумевается программистом и никак не контролируется Турбо Паскалем. количество элементов, входящих в множество, может меняться в пределах от 0до 256 (множество, не содержащее элементов, называется пустым).именно непостоянством количества своих элементов множества отличаются от массивов и записей.
Два множества считаются эквивалентными тогда и только тогда, когда все их элементы одинаковы, причём порядок следования элементов множества безразличен. Если все элементы одного множества входят также и в другое, говорят о включении первого множества во второе.
Описание типа множества имеет вид:
< имя типа > = SET OF < баз . тип >
Здесь <имя типа> - правильный индификатор;
SET, OF – зарезервированные слова (множество, из);
<баз.тип> - базовый тип элементов множества, в качестве которого может использоваться любой порядковый тип, кроме WORD, INTEGER и LONGINT.
Для задания множества используется так называемый конструктор множества: список спецификаций элементов множества, отделяемых друг от друга запятыми; список обрамляется квадратными скобками. Спецификациями элементов могут быть константы или выражения базового типа, а также – тип-диапазон того же базового типа.
4. Файлы
Под файлом понимается либо именованная область внешней памяти ПК, либо логическое устройство – потенциальный источник или приёмник информации.
Любой файл имеет три характерные особенности
у него есть имя, что даёт возможность программе работать одновременно с несколькими файлами.
он содержит компоненты одного типа. Типом компонентов может быть любой тип Турбо Паскаля, кроме файлов. Иными словами, нельзя создать «файл файлов».
длина вновь создаваемого файла никак не оговаривается при его объявлении и ограничивается только ёмкостью устройств внешней памяти.
Файловый тип или переменную файлового типа можно задать одним из трёх способов:
< имя >= FILE OF < тип >;
< имя >=TEXT;
<имя> = FILE;
Здесь <имя> - имя файлового типа (правильный индификатор);
FILE, OF – зарезервированные слова (файл, из);
TEXT – имя стандартного типа текстовых файлов;
<тип> - любой тип Турбо Паскаля, кроме файлов.
В зависимости от способа объявления можно выделить три вида файлов:
· типизированные файлы (задаются предложением FILE OF…);
· текстовые файлы (определяются типом TEXT);
· нетипизированные файлы (определяются типом FILE).
О преобразовании числовых типов данных Паскаля
В Паскале почти невозможны неявные (автоматические) преобразования числовых типов данных. Исключение сделано только для типа integer, который разрешается использовать в выражениях типа real. Например, если переменные описаны следующим образом:
Var X: integer; Y: real;
то оператор
будет синтаксически правильным, хотя справа от знака присваивания стоит целочисленное выражение, а слева – вещественная переменная, компилятор сделает преобразование числовых типов данных автоматически. Обратное же преобразование автоматически типа real в тип integer в Паскале невозможно. Вспомним, какое количество байт выделяется под переменные типа integer и real: под целочисленный тип данных integer выделяется 2 байта памяти, а под real – 6 байта. Для преобразования real в integer имеются две встроенные функции: round(x) округляет вещественное x до ближайшего целого, trunc(x) усекает вещественное число путем отбрасывания дробной части.
К порядковым типам относятся (см. рис.4.1) целые, логический, символьный, перечисляемый и тип-диапазон. К любому из них применима функция ORD(X), которая возвращает порядковый номер значения выражения X. Для целых типов функция ORD(X) возвращает само значение X, т.е. ORD(X) = X для X, принадлежащего любому шелому типу. Применение ORD(X) к логическому, символьному и перечисляемому типам дает положительное целое число в диапазоне от 0 до 1 (логический тип), от 0 до 155 (символьный), от 0 до 65535 (перечисляемый). Тип-диапазон сохраняет все свойства базового порядкового типа, поэтому результат применения к нему функции ORD(X) зависит от свойств этого типа.
К порядковым типам можно также применять функции:
PRED (X) - возвращает предыдущее значение порядкового типа (значение, которое соответствует порядковому номеру ORD(X)- 1), т.е.
ORD(PRED(X)) = ORD(X) - 1;
SUCC (X) - возвращает следующее значение порядкового типа, которое соответствует порядковому номеру ORD(X) +1, т.е.
ORD(SUCC(X)) = ORD(X) + 1.
Например, если в программе определена переменная
то функция PRED(C) вернет значение "4", а функция SUCC(C) - значение "6".
Если представить себе любой порядковый тип как упорядоченное множество значий, возрастающих слева направо и занимающих на числовой оси некоторый отрезок, то функция PRED(X) не определена для левого, a SUCC(X) - для правого конца этого отрезка.
Целые типы. Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два или четыре байта. В табл. 4.1 приводится название целых типов, длина их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений.
Таблица 4.1
При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться «вложенностью» типов, т.е. везде, где может использоваться WORD, допускается использование BYTE (но не наоборот), в LONGINT «входит» INTEGER, который, в свою очередь, включает в себя SHORTINT.
Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен в табл.4.2. Буквами b, s, w, i, l обозначены выражения соответственно типа BYTE, SHORTINT, WORD, INTEGER и LONGINT, x - выражение любого из этих типов; буквы vb, vs, vw, vi, vl, vx обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр.
Таблица 4.2
| Стандартные процедуры и функции, применимые к целым типам | ||
| Обращение | Тип результата | Действие |
| abs (x) | x | Возвращает модуль х |
| chr(b) | Char | Возвращает символ по его коду |
| dec (vx[, i]) | - | Уменьшает значение vx на i, а при отсутствии i -на 1 |
| inc(vx[, i]) | - | Увеличивает значение vx на i, а при отсутствии i - на 1 |
| Hi(i) | Byte | Возвращает старший байт аргумента |
| Hi(w) | To же | То же |
| Lo(i) | " | Возвращает младший байт аргумента |
| Lo (w) | " | То же |
| odd(l) | Boolean | Возвращает True, если аргумент - нечетное число |
| Random (w) | Как у параметра | Возвращает псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0...(w-l) |
| sgr (x) | X | Возвращает квадрат аргумента |
| swap (i) | Integer | Меняет местами байты в слове |
| swap (w) | Word |
При действиях с целыми числами тип результата будет соответствовать типу операндов, а если операнды относятся к различным целым типам, - типу того операнда, который имеет максимальную мощность (максимальный диапазон значений). Возможное переполнение результата никак не контролируется, что может привести к недоразумениям, например:
а:= 32767; {Максимально возможное значение типа INTEGER}
х:= а + 2; {Переполнение при вычислении этого выражения!}
у:= LongInt(а)+2; {Переполнения нет после приведения переменной к более мощному типу}
WriteLn(x:10:0, у:10:0)
В результате прогона программы получим
Логический тип . Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант FALSE (ложь) или TRUE (истина). Для них справедливы правила:
False < True;
succ(False)= True;
pred(True) = False.
Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе счетного типа, например:
for 1:= False to True do ....
Символьный тип. Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0...255. Это число служит кодом внутреннего представления символа, его возвращает функция ORD.
Для кодировки используется код ASCII (American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией). Это 7-битный код, т.е. с его помощью можно закодировать лишь 128 символов в диапазоне от 0 до 127. В то же время в 8-битном байте, отведенном для хранения символа в Турбо Паскале, можно закодировать в два раза больше символов в диапазоне от 0 до 255. Первая половина символов ПК с кодами 0...127 соответствует стандарту ASCII (табл. 4.3). Вторая половина символов с кодами 128...255 не ограничена жесткими рамками стандарта и может меняться на ПК разных типов (в прил.2 приведены некоторые распространенные варианты кодировки этих символов).
Таблица 4.3
| Кодировка символов в соответствии со стандартом ASCII | |||||||
| Код | Символ | Код | Символ | Код | Символ | Код | Символ |
| NUL | BL | ® | " | ||||
| ЗОН | ! | A | a | ||||
| STX | " | В | b | ||||
| ЕТХ | # | С | с | ||||
| EOT | $ | D | d | ||||
| ENQ | % | E | e | ||||
| АСК | & | F | f | ||||
| BEL | " | G | g | ||||
| BS | ( | H | h | ||||
| НТ | ) | I | i | ||||
| LF | * | J | j | ||||
| VT | + | k | k | ||||
| FF | , | L | i | ||||
| CR | - | M | m | ||||
| SO | . | N | n | ||||
| SI | / | О | |||||
| DEL | p | P | |||||
| DC1 | Q | q | |||||
| DC2 | R | r | |||||
| DC3 | S | s | |||||
| DC4 | T | t | |||||
| NAK | U | u | |||||
| SYN | V | V | |||||
| ETB | w | w | |||||
| CAN | X | X | |||||
| EM | У | У | |||||
| SUB | : | z | z | ||||
| ESC | / | [ | { | ||||
| FS | < | \ | l | ||||
| GS | = | ] | } | ||||
| RS | > | ^ | ~ | ||||
| US | ? | - | n |
Символы с кодами 0...31 относятся к служебным кодам. Если эти коды используются в символьном тексте программы, они считаются пробелами. При использовании их в операциях ввода-вывода они могут иметь следующее самостоятельное значение:
| Символ | Код | Значение |
| BEL | Звонок; вывод на экран этого символа сопровождается звуковым сигналом | |
| НТ | Горизонтальная табуляция; при выводе на экран смещает курсор в позицию, кратную 8, плюс 1 (9, 17, 25 и т.д.) | |
| LF | Перевод строки; при выводе его на экран все последующие символы будут выводиться, начиная с той же позиции, но на следующей строке | |
| VT | Вертикальная табуляция; при выводе на экран заменяется специальным знаком | |
| FF | Прогон страницы; при выводе на принтер формирует страницу, при выводе на экран заменяется специальным знаком | |
| CR | Возврат каретки; вводится нажатием на клавишу Enter (при вводе с помощью READ или READLN означает команду «Ввод» и в буфер ввода не помещается; при выводе означает команду «Продолжить вывод с начала текущей строки») | |
| SUB | Конец файла; вводится с клавиатуры нажатием Ctrl-Z; при выводе заменяется специальным знаком | |
| SSC | Конец работы; вводится с клавиатуры нажатием на клавишу ESC; при выводе заменяется специальным знаком |
К типу CHAR применимы операции отношения, а также встроенные функции: СНR(В) - функция типа CHAR; преобразует выражение В типа BYTE в символ и возвращает его своим значением;
UPCASE(CH) - функция типа CHAR; возвращает прописную букву, если СН -строчная латинская буква, в противном случае возвращает сам символ СН, например:
cl:= UpCase("s") ;
c2:= UpCase ("Ф") ;
WriteLn(cl," ",c2)
Так как функция UPCASE не обрабатывает кириллицу, в результате прогона этой
программы на экран будет выдано
Перечисляемый тип . Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками, например:
colors =(red, white, blue);
Применение перечисляемых типов делает программы нагляднее. Если, например, в программе используются данные, связанные с месяцами года, то такой фрагмент программы:
ТипМесяц=(янв,фев,мар,апр,май,июн,июл,авг,сен,окт,ноя,дек);
месяц: ТипМесяц;
if месяц = авг then WriteLn("Хорошо бы поехать к морю!");
был бы, согласитесь, очень наглядным. Увы! В Турбо Паскале нельзя использовать кириллицу в идентификаторах, поэтому мы вынуждены писать так:
TypeMonth=(jan,feb,mar,may,jun,jul,aug,sep,oct,nov,dec);
month: TypeMonth;
if month = aug then WriteLn("Хорошо бы поехать к морю!");
Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение в списке получает порядковый номер 0, второе - 1 и т.д. Максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений, поэтому фактически перечисляемый тип задает некоторое подмножество целого типа WORD и может рассматриваться как компактное объявление сразу группы целочисленных констант со значениями О, 1 и т.д.
Использование перечисляемых типов повышает надежность программ благодаря возможности контроля тех значений, которые получают соответствующие переменные. Пусть, например, заданы такие перечисляемые типы:
colors = (black, red, white);
ordenal= (one, two, three);
days = (monday, tuesday, Wednesday);
С точки зрения мощности и внутреннего представления все три типа эквивалентны:
ord(black)=0, ..., ord(white)=2,
ord(one)=0, ...ord(three)=2,
ord(monday)=0, ...ord(Wednesday)=2.
Однако, если определены переменные
col:colors; num:ordenal;
то допустимы операторы
num:= succ(two);
day:= pred(tuesday);
но недопустимы
Как уже упоминалось, между значениями перечисляемого типа и множеством целых чисел существует однозначное соответствие, задаваемое функцией ORD(X). В Турбо Паскале допускается и обратное преобразование: любое выражение типа WORD можно преобразовать в значение перечисляемого типа, если только значение целочисленного выражения не превышает мощное1™ перечисляемого типа. Такое преобразование достигается применением автоматически объявляемой функции с именем перечисляемого типа (см. п. 4.4). Например, для рассмотренного выше объявления типов эквивалентны следующие присваивания:
col:= colors(0);
Разумеется, присваивание
будет недопустимым.
Переменные любого перечисляемого типа можно объявлять без предварительного описания этого типа, например:
col: (black, white, green);
Тип-диапазон. Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона. Тип-диапазон задается границами своих значений внутри базового типа:
<мин.знач.>..<макс.знач.>
Здесь <мин.знач. > - минимальное значение типа-диапазона;
<макс.знач.> - максимальное его значение.
Например:
digit = "0".."9";
Тип-диапазон необязательно описывать в разделе TYPE, а можно указывать непосредственно при объявлении переменной, например:
Ichr: "A".."Z";.
При определении типа-диапазона нужно руководствоваться следующими правилами:
- два символа «..» рассматриваются как один символ, поэтому между ними недопустимы пробелы;
- левая граница диапазона не должна превышать его правую границу. Тип-диапазон наследует все свойства своего базового типа, но с ограничениями, связанными с его меньшей мощностью. В частности, если определена переменная
days = (mo,tu,we,th,fr,sa,su);
WeekEnd = sa .. su;
то ORD(W) вернет значение 5 , в то время как PRED(W) приведет к ошибке.
В стандартную библиотеку Турбо Паскаля включены две функции, поддерживающие работу с типами-диапазонами:
НIGН(Х) - возвращает максимальное значение типа-диапазона, к которому принадлежит переменная X;
LOW(X) -возвращает минимальное значение типа-диапазона.
Следующая короткая программа выведет на экран строку
WriteLn(Low(k),"..",High(k))
Множество целых чисел бесконечно, но мы всегда можем подобрать такое число бит, чтобы представить любое целое число, возникающее при решении конкретной задачи. Множество действительных чисел не только бесконечно, но еще и непрерывно, поэтому, сколько бы мы не взяли бит, мы неизбежно столкнемся с числами, которые не имеют точного представления. Числа с плавающей запятой - один из возможных способов предсталения действительных чисел, который является компромиссом между точностью и диапазоном принимаемых значений.
Число с плавающей запятой состоит из набора отдельных разрядов, условно разделенных на знак, экспоненту порядок и мантиссу. Порядок и мантисса - целые числа, которые вместе со знаком дают представление числа с плавающей запятой в следующем виде:
Математически это записывается так:
(-1) s × M × B E , где s - знак, B-основание, E - порядок, а M - мантисса.
Основание определяет систему счисления разрядов. Математически доказано, что числа с плавающей запятой с базой B=2 (двоичное представление) наиболее устойчивы к ошибкам округления, поэтому на практике встречаются только базы 2 и, реже, 10. Для дальнейшего изложения будем всегда полагать B=2, и формула числа с плавающей запятой будет иметь вид:
(-1) s × M × 2 E
Что такое мантисса и порядок? Мантисса – это целое число фиксированной длины, которое представляет старшие разряды действительного числа. Допустим наша мантисса состоит из трех бит (|M|=3). Возьмем, например, число «5», которое в двоичной системе будет равно 101 2 . Старший бит соответствует 2 2 =4, средний (который у нас равен нулю) 2 1 =2, а младший 2 0 =1. Порядок – это степень базы (двойки) старшего разряда. В нашем случае E=2. Такие числа удобно записывать в так называемом «научном» стандартном виде, например «1.01e+2». Сразу видно, что мантисса состоит из трех знаков, а порядок равен двум.
Допустим мы хотим получить дробное число, используя те же 3 бита мантиссы. Мы можем это сделать, если возьмем, скажем, E=1. Тогда наше число будет равно
1.01e+1 = 1×2 1 +0×2 0 +1×2 -1 =2+0,5=2,5
Очевидно, что таким образом одно и то же число можно представить по-разному. Рассмотрим пример с длиной мантиссы |M|=4. Число «2» можно представить в следующем виде:
2 = 10 (в двоичной системе) = 1.000e+1 = 0.100e+2 = 0.010e+3.
Поэтому уже в самых первых машинах числа представляли в так называемом нормализованном виде , когда первый бит мантиссы всегда подразумевался равным единице.
Это экономит один бит (так как неявную единицу не нужно хранить в памяти) и обеспечивает уникальность представления числа. В нашем примере «2» имеет единственное представление («1.000e+1»), а мантисса хранится в памяти как «000», т.к. старшая единица подразумевается неявно. Но в нормализованном представлении чисел возникает новая проблема - в такой форме невозможно представить ноль.
Федеральное агентство по образованию
Реферат
«ТИПЫ ДАННЫХ В ПАСКАЛЕ»
1. Типы данных
Любые данные, т.е. константы, переменные, свойства, значения функций или выражения характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, которые может иметь тот или иной объект, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Кроме того, тип определяет также и формат внутреннего представления данных в памяти ПК.
Вообще язык Object Pascal характеризуется разветвленной структурой типов данных (рис. 1.1). В языке предусмотрен механизм создания новых типов, благодаря чему общее количество используемых в программе типов может быть сколь угодно большим.
Обрабатываемые в программе данные подразделяются на переменные, константы и литералы:
Константы представляют собой данные, значения которых установлены в разделе объявления констант и не изменяются в процессе выполнения программы.
Переменные объявляются в разделе объявления переменных, но в отличие от констант получают свои значения уже в процессе выполнения программы, причем допускается изменение этих значений. К константам и переменным можно обращаться по именам.
Литерал не имеет идентификатора и представляется в тексте программы непосредственно значением.
Тип определяет множество значений, которые могут принимать элементы данных, и совокупность допустимых над ними операций.
В этой и четырех последующих главах приводится подробное описание всех типов.
1.1 Простые типы
К простым типам относятся порядковые, вещественные типы и тип дата-время.
Порядковые типы отличаются тем, что каждый из них имеет конечное количество возможных значений. Эти значения можно определенным образом упорядочить (отсюда - название типов) и, следовательно, с каждым из них можно сопоставить некоторое целое число - порядковый номер значения.
Вещественные типы , строго говоря, тоже имеют конечное число значений, которое определяется форматом внутреннего представления вещественного числа. Однако количество возможных значений вещественных типов настолько велико, что сопоставить с каждым из них целое число (его номер) не представляется возможным.
Тип дата-время предназначен для хранения даты и времени. Фактически для этих целей он использует вещественный формат.
1.1.1 Порядковые типы
К порядковым типам относятся (см. рис. 1.1) целые, логические, символьный, перечисляемый и тип-диапазон. К любому из них применима функция Ord(x), которая возвращает порядковый номер значения выражения X.
Рис. 1.1 - Структура типов данных
Для целых типов функция ord(x) возвращает само значение х, т. е. Ord(X) = х для х, принадлежащего любому целому типу. Применение Ord(x) к логическому , символьному и перечисляемому типам дает положительное целое число в диапазоне от 0 до 1 (логический тип ), от 0 до 255 (символьный ), от 0 до 65535 (перечисляемый ). Тип-диапазон сохраняет все свойства базового порядкового типа, поэтому результат применения к нему функции ord(х) зависит от свойств этого типа.
К порядковым типам можно также применять функции:
pred(x) - возвращает предыдущее значение порядкового типа (значение, которое соответствует порядковому номеру ord (х) -1, т. е. оrd(рred(х)) = оrd(х) - 1;
succ (х) - возвращает следующее значение порядкового типа, которое соответствует порядковому номеру ord (х) +1, т. е. оrd(Succ(х)) = оrd(х) + 1.
Например, если в программе определена переменная
то функция PRED(с) вернет символ "4", а функция SUCC(с) - символ "6".
Если представить себе любой порядковый тип как упорядоченное множество значений, возрастающих слева направо и занимающих на числовой оси некоторый отрезок, то функция pred(x) не определена для левого, a succ (х) - для правого конца этого отрезка.
Целые типы . Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два, четыре или восемь байтов. В табл. 1.1 приводятся названия целых типов, длина их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений.
Таблица 1.1 - Целые типы
| Название | Длина, байт | Диапазон значений |
| Cardinal | 4 | 0. .. 2 147 483 647 |
| Byte | 1 | 0...255 |
| Shortint | 1 | -128...+127 |
| Smallint | 2 | -32 768...+32 767 |
| Word | 2 | 0...65 535 |
| Integer | 4 | |
| Longint | 4 | -2 147 483 648...+2 147 483 647 |
| Int64 | 8 | -9*1018...+9*1018 |
| LongWord | 4 | 0. . .4 294 967 295 |
Типы LongWord и Int64 впервые введены в версии 4, а типы Smallint и Cardinal отсутствуют в Delphi 1. Тип integer для этой версии занимает 2 байта и имеет диапазон значений от -32768 до +32767, т. е. совпадает с Smallint .
При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться “вложенностью” типов, т.е. везде, где может использоваться word , допускается использование Byte (но не наоборот), в Longint “входит” Smallint , который, в свою очередь, включает в себя Shortint .
Перечень процедур и функций, применимых к целочисленным типам, приведен в табл. 1.2. Буквами b, s, w, i, l обозначены выражения соответственно типа Byte , Shortint, Word, Integer и Longint ,
х - выражение любого из этих типов; буквы vb, vs, vw, vi, vl, vx обозначают переменные соответствующих типов. В квадратных скобках указывается необязательный параметр.
Таблица 1.2 - Стандартные процедуры и функции, применимые к целым типам
| Обращение | Тип результата | Действие |
| abs (x) | x | Возвращает модуль x |
| chr(b) | Char | Возвращает символ по его коду |
| dec (vx [, i]) | - | Уменьшает значение vx на i, а при отсутствии i - на 1 |
| inc(vx[,i]) | - | Увеличивает значение vx на i, а при отсутствии i -на 1 |
| Hi(w) | Byte | Возвращает старший бант аргумента |
| Hi(I) | То же | Возвращает третий по счету байт |
| Lo(i) | “ | Возвращает младший байт аргумента |
| Lo(w) | “ | То же |
| odd(l) | Boolean | Возвращает True, если аргумент-нечетное число |
| Random(w) | Как у параметра | Возвращает псевдослучайное число, равномерно распределенное в диапазоне 0...(w-l) |
| sqr(x) | X | Возвращает квадрат аргумента |
| swap(i) | Integer | Меняет местами байты в слове |
| swap (w) | Word | Тоже |
При действиях с целыми числами тип результата будет соответствовать типу операндов, а если операнды относятся к различным целым типам - общему типу, который включает в себя оба операнда. Например, при действиях с shortint и word общим будет тип integer . В стандартной настройке компилятор Delphi не вырабатывает код, осуществляющий контроль за возможной проверкой выхода значения из допустимого диапазона, что может привести к недоразумениям.
Логические типы . К логическим относятся типы Boolean, ByteBool, Bool, wordBool и LongBool . В стандартном Паскале определен только тип Boolean , остальные логические типы введены в Object Pascal для совместимости с Windows: типы Boolean и ByteBool занимают по одному байту каждый, Bool и WordBool - по 2 байта, LongBool - 4 байта. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант False (ложь) или True (истина).
Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе цикла счетного типа. В Delphi 32 для Boolean значение
Ord (True) = +1, в то время как для других типов (Bool, WordBool и т.д.)
Ord (True) = -1, поэтому такого рода операторы следует использовать с осторожностью! Например, для версии Delphi 6 исполняемый оператор showMessage (" --- ") в следующем цикле for не будет выполнен ни разу:
for L:= False to True do
ShowMessage ("--);
Если заменить тип параметра цикла L в предыдущем примере на Boolean , цикл будет работать и сообщение дважды появится на экране. [Для Delphi версии 1 и 2 ord (True) =+1 для любого логического типа.]
Символьный тип . Значениями символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0...255. Это число служит кодом внутреннего представления символа, его возвращает функция ord.
Для кодировки в Windows используется код ANSI (назван по имени American National Standard Institute - американского института стандартизации, предложившего этот код). Первая половина символов ПК с кодами 0... 127 соответствует таблице 1.3. Вторая половина символов с кодами 128...255 меняется для различных шрифтов. Стандартные Windows-шрифты Arial Cyr, Courier New Cyr и Times New Roman для представления символов кириллицы (без букв “ё” и “Ё”) используют последние 64 кода (от 192 до 256): “А”... “Я” кодируются значениями 192..223, “а”... “я” - 224...255. Символы “Ё” и “ё” имеют соответственно коды 168 и 184.
Таблица 1.3 - Кодировка символов в соответствии со стандартом ANSI
| Код | Символ | Код. | Символ | Код. | Символ | Код | Символ |
| 0 | NUL | 32 | BL | 64 | @ | 96 | " |
| 1 | ЗОН | 33 | ! | 65 | А | 97 | а |
| 2 | STX | 34 | “ | 66 | В | 98 | b |
| 3 | ЕТХ | 35 | # | 67 | С | 99 | с |
| 4 | EOT | 36 | $ | 68 | D | 100 | d |
| 5 | ENQ | 37 | % | 69 | Е | 101 | е |
| 6 | ACK | 38 | & | 70 | F | 102 | f |
| 7 | BEL | 39 | " | 71 | G | 103 | д |
| 8" | BS | 40 | ( | 72 | Н | 104 | h |
| 9 | HT | 41 | ) | 73 | I | 105 | i |
| 10 | LF | 42 | * | 74 | J | 106 | j |
| 11 | VT | 43 | + | 75 | К | 107 | k |
| 12 | FF | 44 | F | 76 | L | 108 | 1 |
| 13 | CR | 45 | - | 77 | М | 109 | m |
| 14 | SO | 46 | 78 | N | 110 | n | |
| 15 | SI | 47 | / | 79 | 0 | 111 | о |
| 16 | DEL | 48 | 0 | 80 | Р | 112 | P |
| 17 | DC1 | 49 | 1 | 81 | Q | 113 | q |
| 18 | DC2 | 50 | 2 | 82 | R | 114 | r |
| 19 | DC3 | 51 | 3 | 83 | S | 115 | s |
| 20 | DC 4 | 52 | 4 | 84 | Т | 116 | t |
| 21 | NAK | 53 | 5 | 85 | U | 117 | u |
| 22 | SYN | 54 | 6 | 86 | V | 118 | v |
| 23 | ETB | 55 | 7 | 87 | W | 119 | W |
| 24 | CAN | 56 | 8 | 88 | х | 120 | x |
| 25 | EM | 57 | 9 | 89 | Y | 121 | У |
| 26 | SUB | 58 | : | 90 | Z | .122 | z |
| 27 | ESC | 59 | ; | 91 | t | 123 | { |
| 28 | FS | 60 | < | 92 | \ | 124 | 1 |
| 29 | GS | 61 | = | 93 | ] | 125 | } |
| 30 | RS | 62 | > | 94 | Л | 126 | ~ |
| 31 | US | 63 | F | 95 | 127 | r |
Символы с кодами 0...31 относятся к служебным кодам. Если эти коды используются в символьном тексте программы, они считаются пробелами.
Любые данные – константы, переменные, значения функций характеризуются в Паскале типом данных.
Определим понятие типа данных . Как уже известно, все объекты программы (переменные, константы и т.д.) должны быть описаны.
Описания информируют транслятор, во-первых, о существовании используемых переменных и других объектов, во-вторых, указывают на свойства этих объектов. Например, описание переменной, значение которой является числом, указывает на свойства чисел. Формально числа могут быть целыми и вещественными (дробными). В Паскале, как и в других языках программирования, числа разделены на два типа: целые (зарезервированное слово integer) и вещественные (зарезервированное слово real).
Выделение целых чисел в отдельный тип объясняется тем, что в вычислительной машине целые и вещественные числа представляются по-разному: целое число может быть представлено абсолютно точно, а вещественное – неизбежно с некоторой конечной погрешностью, которая определяется свойствами транслятора.
Например, пусть переменная x имеет тип real и ее значение равно единице: x=1 . Соответствующее значение в памяти компьютера может быть и 0.999999999 , и 1.000000001 , и 1.000000000 . Но если переменная x будет объявлена как переменная целого типа, то единица в компьютере будет представлена абсолютно точно и переменная x не сможет принимать вещественные (дробные) значения – ведь она была описана как переменная целого типа.
Таким образом, тип данных определяет:
- внутреннее представление данных в памяти компьютера;
- множество значений, которые могут принимать величины этого типа;
- операции, которые могут выполняться над величинами этого типа.
Введение типов данных является одной из базовых концепций языка Паскаль, заключающейся в том, что при выполнении операции присваивания переменной значения выражения, переменная и выражение должны быть одного типа. Такая проверка выполняется компилятором, что значительно упрощает поиск ошибок и приводит к повышению надежности программы.
Множество типов данных языка Турбо Паскаль можно разделить на две группы:
- стандартные (предопределенные) типы ;
- типы, определяемые пользователем (пользовательские типы) .
К стандартным типам Турбо Паскаль относят:
- целый тип – integer ;
- вещественный тип – real ;
- символьный тип – char ;
- логический тип – boolean ;
- строковый тип – string ;
- указательный тип – pointer ;
- текстовый тип – text .
Пользовательские типы данных представляют собой различные комбинации стандартных типов.
К пользовательским типам относят:
- перечисляемый тип;
- интервальный тип;
- указательный тип;
- структурированные типы;
- процедурный тип.
Замечание . Возможна и другая классификация типов данных, согласно которой типы делятся на простые и сложные.
К простым типам относят: целый тип, вещественный тип, символьный тип, логический тип, перечислимый тип и интервальный тип.
Сложный тип представляет собой различные комбинации простых типов (массивы, записи, множества, файлы и т.д.)
Стандартные типы
Стандартный тип данных определен самим языком Паскаль. При использовании в программе стандартных типов достаточно указать подразделы необходимых типов (const , var) и далее описать используемые в программе константы и переменные. Необходимость использования подраздела Type отсутствует.
Например, если в программе используются только переменные:
i,j – integer (целые);
x,y - real (вещественные);
t,s - char (символьные);
a,b – boolean (логические),
то необходим только подраздел переменных – Var . Поэтому в описательной части программы объявления переменных записываются следующим образом:
Целые типы
Данные этого типа могут принимать только значения целых чисел. В компьютере значения целого типа представляются абсолютно точно. Если переменная отрицательная, то перед ней должен стоять знак «–», если переменная положительная, то знак «+» можно опустить. Данный тип необходим в том случае, когда какую-то величину нельзя представить приближенно – вещественным числом. Например, число людей, животных и т.д.
Примеры записи значений целых чисел: 17, 0, 44789, -4, -127.
Диапазон изменения данных целого типа, определяется пятью стандартными типами целых чисел и представлен в таблице:
| Тип | Диапазон | Размер в байтах |
| Shortint | -128...+128 | 1 |
| Integer | -32768...32767 | 2 |
| Longint | -2147483648...2147483647 | 4 |
| Byte | 0...255 | 1 |
| Word | 0...65535 | 2 |
Последние два типа служат для представления только положительных чисел, а первые три как положительных, так и отрицательных чисел.
В тексте программы или при вводе данных целого типа значения записываются без десятичной точки . Фактические значения переменной не должны превышать допустимых значений того типа (Shortint , Integer , Longint , Byte , Word), который был использован при описании переменной. Возможные превышения при вычислениях ни как не контролируются, что приведет к неверной работе программы.
Пример использования переменной целого типа
Var a:integer; b:word; c:byte; Begin a:=300; {a присвоено значение 300} b:=300; {b присвоено значение300} c:=200; {c присвоено значение200} a:=b+c; {a присвоено значение500} c:=b; {Ошибка! Переменная c может принимать значения не более 255. Здесь переменной c присваивается значение 500,что вызовет переполнение результата.} End.
Вещественные типы
Значения вещественных типов в компьютере представляются приближенно. Диапазон изменения данных вещественного типа определяется пятью стандартными типами: вещественный (Real), с одинарной точностью (Single), двойной точностью (Double), с повышенной точностью (Extended), сложный (Comp) и представлен в таблице:
| Тип | Диапазон | Число значащих цифр | Размер в байтах |
| Real | 2.9E-39...1.7E+38 | 11-12 | 6 |
| Single | 1.5E-45...3.4E+38 | >7-8 | 4 |
| Double | 5E-324...1.7E+308 | 15-16 | 8 |
| Extended | 3.4E-4951...1.1E+4932 | 19-20 | 10 |
| Comp | -2E+63+1...+2E+63-1 | 19-20 | 8 |
Вещественные числа могут быть представлены в двух форматах: с фиксированной и плавающей точкой.
Формат записи числа с фиксированной точкой совпадает с обычной математической записью десятичного числа с дробной частью. Дробная часть отделяется от целой части с помощью точки, например
34.5, -4.0, 77.001, 100.56
Формат записи с плавающей точкой применяется при записи очень больших или очень малых чисел. В этом формате число, стоящее перед символом «E», умножается на число 10 в степени, указанной после символа «E».
| 1E-4 | 1*10-4 |
| 3.4574E+3 | 3.4574*10+3 |
| 4.51E+1 | 4.51*10+1 |
Примеры чисел с плавающей точкой:
| Число | Запись на Паскале |
| 0,0001 | 1E-4 |
| 3457,4 | 34574E-1 |
| 45,1 | 451E-1 |
| 40000 | 4E+4 |
| 124 | 0.124E+3 |
| 124 | 1.24E+2 |
| 124 | 12.4E+1 |
| 124 | 1240E-1 |
| 124 | 12400E-2 |
В таблице с 5 по 9 строку показана запись одного и того же числа 124. Изменяя положение десятичной точки в мантиссе (точка «плывет», отсюда следует название «запись числа с плавающей точкой») и одновременно изменяя величину порядка, можно выбрать наиболее подходящую запись числа.
Пример описания переменных вещественного типа.
Символьный тип
Значениями символьного типа являются символы, которые можно набрать на клавиатуре компьютера. Это позволяет представить в программе текст и производить над ним различные операции: вставлять, удалять отдельные буквы и слова, форматировать и т.д.
Символьный тип обозначается зарезервированным словом Char и предназначен для хранения одного символа. Данные символьного типа в памяти занимают один байт.
Формат объявления символьной переменной:
<имя переменной>: Char;
При определении значения символьной переменной символ записывается в апострофах. Кроме того, задать требуемый символ можно указанием непосредственно его числового значения ASCII-кода. В этом случае необходимо перед числом, обозначающим код ASCII необходимого символа, поставить знак #.
Пример использования переменных символьного типа:
Var c:char; {c – переменная символьного типа} Begin c:=’A’; {переменной c присваивается символ ’A’} c:=#65; {переменной c также присваивается символ A. Его ASCII код равен 65} c:=’5’; {переменной c присваивается символ 5, End. здесь 5 это уже не число}
Логический тип
Логический тип данных называют булевским по имени английского математика Джорджа Буля, создателя области математики – математической логики.
Формат объявления переменной логического типа:
<имя переменной>: boolean;
Данные этого типа могут принимать только два значения:
- True – истина;
- False – ложь.
Логические данные широко используются при проверке правильности некоторых условий и при сравнении величин. Результат может оказаться истинным или ложным.
Для сравнения данных предусмотрены следующие операции отношений:
Пример использования операций отношения:
отношение 5>3 , результат true (истина);
отношение 5=3 , результат false (ложь).
Пример использования переменных логического типа.
Var a,b:boolean; {a,b – переменные логического типа} Begin a:=Тrue; {переменной a присваивается значение «истина»} b:=false; {переменной b присваивается значение «ложь»} End.
Константы
В качестве констант могут использоваться целые, вещественные числа, символы, строки символов, логические константы.
Константу необходимо объявить в описательной части с помощью зарезервированного слова const.
Формат объявления константы
Const <имя константы>= <значение>;
Если в программе используются несколько констант, допускается использование только одного ключевого слова Const , описание каждой константы заканчивается точкой с запятой. Блок констант заканчивается объявлением другого раздела или объявлением блока исполняемых операторов.
Const {объявление раздела констант} year=2003; {константа целого типа, т.к. нет в записи десятичной точки} time=14.05; {константа вещественного типа} N=24; {константа целого типа, т.к. нет в записи десятичной точки} P=3.14; {константа вещественного типа} A=true; {константа логического типа} str1=’7’; {константа символьного типа} str2=’A’; {константа символьного типа} str3=’Turbo’; {константа строкового типа} Var {объявление раздела переменных} X,y:integer; {переменные целого типа}
Пользовательские типы
Из совокупности пользовательских типов рассмотрим только
- перечисляемый тип;
- интервальный тип.
Эти два типа нам будут необходимы при изучении массивов.
Перечисляемый тип
Перечисляемый тип данных описывает новые типы данных, значения которых определяет сам программист. Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками. Перечисляемый тип относится к типам данных, определяемым пользователем, поэтому объявление этого типа начинается зарезервированным словом TYPE .
Формат перечисляемого типа:
<имя типа>= (константа1, константа2,..., константаN);
где
константа1 , константа2 ,..., константаN – упорядоченный набор значений идентификаторов, рассматриваемых как константы.
Пример описания перечисляемого типа:
Type ball=(one, two, three, four, five); var t:ball;
Здесь ball – имя перечисляемого типа; one , two , three , four , five – константы; t – переменная, которая может принимать любое значение констант.
В перечисляемом типе константа является идентификатором, поэтому она не заключается в кавычки и не может быть числом. Таким образом, в перечисляемом типе под константой понимается особый вид констант, которые не могут быть:
- константами числового типа: 1, 2, 3, 4 и т. д;
- константами символьного типа: "a", "s", "1", "3" и т. д.;
- константами строкового типа: "first", "second" и т.д.
Кроме того, к значениям этого типа не применимы арифметические операции и стандартные процедуры ввода и вывода Read , Write .
Пример использования переменных перечисляемого типа:
Type days = (Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday); Var day: days; begin if day = Sunday then writeln(‘Сегодня Воскресенье!’); End.
Элементы, входящие в определение перечисляемого типа, считаются упорядоченными в той последовательности, в которой они перечисляются. Нумерация начинается с нуля. Поэтому в приведенном примере дни недели имеют следующие порядковые номера
Для программного определения порядкового номера используется функция Ord() .
В нашем примере порядковые номера равны:
Ord(Monday) = 0;
Ord(Saturday) = 5;
Ord(Sunday) = 6.
Интервальный тип
Если какая-то переменная принимает не все значения своего типа, а только значения, содержащиеся в некотором диапазоне, то такой тип данных называется интервальным типом. Часто интервальный тип называют ограниченным типом и типом-диапазоном. Интервальный тип задается границами своих значений:
<минимальное значение>..<максимальное значение>
- два символа «..» рассматриваются как один символ, поэтому между ними недопустимы пробелы;
- левая граница диапазона не должна превышать его правую границу.
Интервальный тип относится к типам данных, определяемых пользователем, поэтому объявление этого типа начинается со служебного слова TYPE .
Пример описания интервального типа:
Type digit = 1..10; month = 1..31; lat = ’A’..’Z’;
