write('(0-север, 1-запад, 2-юг, 3-восток) ');
readln(i);
d1:=Courses(i);
writeln('Введите приказ, данный кораблю ');
write('(0-прямо, 1-назад, 2-влево, 3-вправо) ');
readln(i);
p:=Orders(i);
{Определяем новый курс}
case p of
Ahead : d2:=d1;
Back : d2:=Courses((ord(d1)+2) mod 4);
Left : d2:=Courses((ord(d1)+1) mod 4);
Right : d2:=Courses((ord(d1)+3) mod 4);
{-1 - нельзя, так как (Ord(North)-1) mod 4 = -1}
end;
{Выводим результат на экран}
case d2 of
North : s:='север';
West : s:='запад';
South : s:='юг';
East : s:='восток';
end;
writeln('Теперь корабль движется на '+s);
readln;
end.
2. Ограниченный тип
Этот тип также рассмотрим на примере. Пусть в некоторой переменной нужно хранить текущее число, то есть номер дня в месяце. В Турбо Паскале можно задать тип DaysInMonth = 1..31;. Переменные и константы этого типа могут принимать только такие значения, если попытаться задать что-либо другое, то компилятор выдаст ошибку. В качестве границ могут употребляться и отрицательные числа, например Temperature=-60..50;
В качестве базового типа (то есть типа, из которого выбирается диапазон значений) могут использоваться почти все порядковые типы, то есть те, которые хранятся в виде целых чисел. К порядковым типам относятся: все целые типы (byte, integer, и т. п.), char, boolean, перечисляемые типы и ограниченные типы. В качестве базового типа нельзя использовать лишь сам ограниченный тип (трудно представить, как это можно сделать). С учетом этого правила допустимы такие объявления типов:
type SmallLatin = 'a'..'z'; {малые латинские буквы}
MyBoolean = True..False; {хотя это и бессмысленно}
Holidays = Sat..Sun; {выходные}
Нельзя в качестве базового типа употребить какой-либо вещественный тип, следующее объявление приведет к ошибке:
type Wrong = -1.25..1.25;
Заметим, что функции Ord, Succ и Pred могут применяться к любым порядковым типам, и, в частности, к ограниченным.
Ëåêöèÿ 7. Массивы
1. Понятие массива. Одномерные массивы
Массивы являются представителями структурированных типов данных, то есть таких, переменные которых составлены из более простых элементов согласно определённому порядку. Для массивов характерно то, что они являются совокупностью некоторого числа одинаковых элементов. В простейшем случае эти элементы могут быть занумерованы натуральными числами из некоторого диапазона. Рассмотрим пример такой переменной в Турбо Паскале:
var a: array [1..10] of real;
Переменная a состоит из десяти ячеек типа real, можно записывать и извлекать значения из них, пользуясь записью a[<номер ячейки>].
Пример 1. Поиск наибольшего числа среди элементов массива.
program FindMaximumInArray;
var a: array[1..10] of real;
i,max: integer;
begin
for i:=1 to 10 do begin
write('Введите элемент номер ',i,' -> ');
readln(a[i]);
end;
max:=a[1];
for i:=2 to 10 do
if a[i]>max then max:=a[i];
writeln('Максимум равен ',max);
readln;
end.
В качестве типа элементов массива можно использовать все типы, известные нам на данный момент (к ним относятся все числовые, символьный, строковый и логический типы).
Нумеровать элементы массивов можно не только от единицы, но и от любого целого числа. Вообще для индексов массивов подходит любой порядковый тип, то есть такой, который в памяти машины представляется целым числом. Единственное ограничение состоит в том, что размер массива не должен превышать 64 Кб. Рассмотрим некоторые примеры объявления массивов.
var Numbers: array [0..1000] of integer;
Names: array [1..10] of string;
Crit: array[shortint] of boolean;
CountAll: array[char] of integer;
Count: array['a'..'z'] of integer;
В следующем примере показано для чего может понадобиться последний тип.
Пример 2. Подсчет количества различных букв в строке.
program CountLetters;
var s: string;
count: array['a'..'z'] of byte;
ch: char;
i: byte;
begin
write('Введите строку > ');
readln(s);
for i:=1 to length(s) do
if (s[i]>='a')and(s[i]<='z') then inc(count[s[i]]);
writeln('Количество различных букв в строке: ');
for ch:='a' to 'z' do
if count[ch]<>0 then
writeln(ch,': ',count[ch]);
readln;
end.
2. Многомерные массивы
При необходимости можно нумеровать массивы не одним индексом а двумя и более. Двумерному массиву соответствует матрица в математике, то есть прямоугольная таблица.
Примеры описаний многомерных массивов:
var Matrix: array[1..4,1..3] of real;
Cube3D: array[1..5,1..5,1..5] of integer;
Рассмотрим пример использования двумерного массива.
Пример 3. Построить календарь на следующий год, то есть при вводе номера месяца и числа выдавать день недели.
program Calendar;
type tWeekDay = (Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat,Sun,NoDay);
{NoDay - нет дня (например, 30.02)}
tCalendar = array [1..12,1..31] of tWeekDay;
var CL: tCalendar;
m,d: byte; {месяц и число}
wd: tWeekDay; {день недели}
begin
{Строим массив:}
{1. Заполним весь календарь значениями "нет дня":}
for m:=1 to 12 do
for d:=1 to 31 do CL[m,d]:=NoDay;
{2. Строим массив-календарь:}
m:=1; d:=1;
wd:=Mon;
repeat
CL[m,d]:=wd;
case m of
4,6,9,11: if d=30 then begin m:=m+1; d:=1; end else d:=d+1;
1,3,5,7,8,10,12: if d=31 then begin m:=m+1; d:=1; end else d:=d+1;
2: if d=28 then begin m:=m+1; d:=1; end else d:=d+1;
end;
wd:=tWeekDay((ord(wd)+1) mod 7);
until m=13;
{Выводим на экран:}
repeat
write('Номер месяца > '); readln(m);
write('Число > '); readln(d);
case CL[m,d] of
Mon: writeln('Понедельник');
Tue: writeln('Вторник');
Wed: writeln('Среда');
Thu: writeln('Четверг');
Fri: writeln('Пятница');
Sat: writeln('Суббота');
Sun: writeln('Воскресенье');
NoDay: writeln('Такого дня нет в календаре');
end;
until false;
end.
3. Сортировка и поиск
В прикладных программах широко распространены два типа операций, связанных с массивами:
Упорядочивание элементов массива по возрастанию или убыванию (сортировка)
Поиск элемента в массиве.
Рассмотрим простейший вариант сортировки массива (сортировка выбором). Пусть есть массив из n элементов; сначала найдём в нём самый маленький среди элементов с номерами 2,3,...n и поменяем местами с первым элементом, затем среди элементов с номерами 3,4,...n найдём наименьший и обменяем со вторым, и т. д. В результате наш массив окажется отсортированным по возрастанию.
program SelectSort;
const n = 10;
var a: array [1..n] of integer;
i,j,jmin,buf: integer;
{jmin - номер наименьшего элемента,
buf используется при обмене значений двух элементов}
begin
for i:=1 to 10 do begin
write('Введите элемент номер ',i,' -> ');
readln(a[i]);
end;
for i:=1 to n-1 do begin
jmin:=i;
for j:=i+1 to n do
if a[j]<jmin then jmin:=j;
buf:=a[i];
a[i]:=a[jmin];
a[jmin]:=buf;
end;
write('Результат: ');
for i:=1 to 10 do write(a[i],' ');
readln;
end.
Другой способ — пузырьковая сортировка, он работает чуть быстрее, чем предыдущий. На первом этапе двигаемся от n-го элемента до 2-го и для каждого из них проверяем, не меньше ли он предыдущего; если меньше, то меняем местами текущий и предыдущий. В итоге первый элемент будет наименьшим в массиве. На втором этапе также проходим элементы от n-го до 3-го, на третьем — от n-го до 4-го, и т. д. В итоге массив будет отсортирован по возрастанию.
program BubbleSort;
...
var i,j: integer;
buf: integer;
begin
...
for i:=2 to n do
for j:=n downto i do
if a[j]<a[j-1] then begin
buf:=a[j];
a[j]:=a[j-1];
a[j-1]:=buf;
end;
end.
Лекция 8. Тип запись
Тип запись, также как и массив, является структурированным типом данных, то есть таким, переменные которого составлены из нескольких частей. В Турбо-Паскале существует возможность объединить в одну переменную данные разных типов (тогда как в массиве все элементы имеют одинаковый тип). Приведём пример такого типа. Пусть в переменной требуется хранить сведения о некотором человеке: ФИО, пол, адрес, телефон. Тогда для хранения этих данных будет удобен такой тип:
type tPerson = record
Name,Surname,SecondName: string[30];
Male: boolean;
Address: string;
Phone: longint;
end;
Объявление переменной типа запись выполняется стандартно, с помощью var. Части записи (в нашем случае: Name, Surname, SecondName, Male, Address, Phone) называются полями. Обращение к полю записи в программе производится с помощью знака ‘.’ (точка). Пример обращения к полям:
var p: tPerson;
...
begin
...
p.Surname:=’Иванов’;
p.Name:=’Иван’;
p.SecondName:=’Иванович’;
...
if (p.Phone<0) or (p.Phone>999999)
then writeln(‘Ошибка’);
...
end.
Заметим, что в этом примере постоянно приходится обращаться к полям одной и той же переменной типа запись, и, следовательно, постоянно писать её имя. Есть возможность избавиться от этого неудобства. В Турбо Паскале есть оператор присоединения (with), который позволяет один раз указать, какой записью мы пользуемся и в дальнейшем писать только имена полей. Обычно этот оператор выглядит так:
with <имя_записи> do <оператор>;
Чаще всего в качестве оператора используется составной оператор.
Пример:
with p do begin
Surname:=’ Иванов’;
Name:=’Иван’;
...
end;
Записи можно включать в состав более сложных переменных, например массивов и других записей. При необходимости хранения информации о сотрудниках некоторой организации может оказаться полезным массив:
const N = 30;
type tStaff = array [1..N] of tPerson;
Рассмотрим другой пример, где иллюстрируется использование вложенных записей. Пусть прямоугольник определяется координатами точки, являющейся его левым верхним углом, шириной, высотой и цветом линий. На Турбо Паскале эти сведения можно объединить в такую запись:
type tPoint = record
x,y: integer;
end;
tRectangle = record
LeftTop: tPoint;