Курс «Информатика» Лекция 4 Составитель: Иванчева Н.А.

Лекция 4. Тема лекции: Типы данных (простые типы)

Введение Введение Целые типы Целые типы Логический тип Логический тип Символьный тип Символьный тип Перечисляемый тип Перечисляемый тип Интервальный тип (тип-диапазон) Интервальный тип (тип-диапазон) Вещественный тип Вещественный тип Содержание лекции:

Список использованных источников 1. Материалы Единой Коллекции ЦОР ( : ( : Ресурсы по информатике Ивановского «Учебно- методического центра информатизации и оценки качества образования» Ресурсы по информатике Ивановского «Учебно- методического центра информатизации и оценки качества образования» Ресурсы по информатике Ивановского «Учебно- методического центра информатизации и оценки качества образования» Ресурсы по информатике Ивановского «Учебно- методического центра информатизации и оценки качества образования» Ресурсы по информатике Хабаровской краевой заочной физико-математической школы Ресурсы по информатике Хабаровской краевой заочной физико-математической школы Ресурсы по информатике Хабаровской краевой заочной физико-математической школы Ресурсы по информатике Хабаровской краевой заочной физико-математической школы 2. Прочие источники: 1. В.В.Фаронов «TurboPascal 7.0» начальный курс учебное пособие. «Нолидж», 1998 г. 1. В.В.Фаронов «TurboPascal 7.0» начальный курс учебное пособие. «Нолидж», 1998 г. 2. Т.А.Андреева «Программирование на Паскале» 2. Т.А.Андреева «Программирование на Паскале» ( ) ( )

ТИПЫ Простые Порядковые Веществен- ные Целые Логический Символьный Перечисля- емый Структуриро- ванные Указатели Строки Процедурные Обьекты массивы Записи Множества Файлы

Введение Концепция типа данных Все данные, используемые в программе, должны быть предварительно определены. То есть для каждого данного надо обозначить имя, имя, характер и диапазон изменения значений, характер и диапазон изменения значений, требуемую память для размещения, требуемую память для размещения, набор допустимых к ним операций. набор допустимых к ним операций.

Определить данные в программе можно одним из следующих способов: путем задания их значений путем задания их значений путем задания их типов путем задания их типов

Описание типа данных есть обязательное условие современных алгоритмических языков высокого уровня. В языке ПАСКАЛЬ тип явно задается в описании переменной или функции, которое должно предшествовать их использованию.

Тип определяет: возможные значения переменных, констант, функций, выражений, принадлежащих к данному типу; возможные значения переменных, констант, функций, выражений, принадлежащих к данному типу; внутреннюю форму представления данных в ЭВМ; внутреннюю форму представления данных в ЭВМ; операции и функции, которые могут выполняться над величинами, принадлежащими к данному типу. операции и функции, которые могут выполняться над величинами, принадлежащими к данному типу.

Простые порядковые типы (целые, логический, символьный, перечисляемый) Имеют общие свойства: все возможные значения порядкового типа представляют собой ограниченное упорядоченное множество; все возможные значения порядкового типа представляют собой ограниченное упорядоченное множество; к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функции Ord, Pred и Succ, Low и High к любому порядковому типу могут быть применены стандартные функции Ord, Pred и Succ, Low и High

Ord В качестве результата возвращает порядковый номер конкретного значения в данном типе: Ord В качестве результата возвращает порядковый номер конкретного значения в данном типе: для целых – само целое число, для целых – само целое число, для логического типа – 0,1, для логического типа – 0,1, для символьного типа 0-255, для символьного типа 0-255, для перечисляемого типа для перечисляемого типа

Pred и Succ Возвращают предыдущее и последующее значения соответственно: Pred и Succ Возвращают предыдущее и последующее значения соответственно: Если с:=5, то pred(c) –4, succ(5) –6. Если с:=5, то pred(c) –4, succ(5) –6. Low и High Возвращают наименьшее и наибольшее значения величин данного типа. Low и High Возвращают наименьшее и наибольшее значения величин данного типа. Если K:integer, то Если K:integer, то Low(k) вернет , Low(k) вернет , High(k) вернет High(k) вернет 32767

Контрольные вопросы Что значит определить данные в программе? Что значит определить данные в программе? Как можно определить данные в программе? Как можно определить данные в программе? Что определяет тип данных? Что определяет тип данных? Назовите простые порядковые типы Паскаля и их общие свойства. Назовите простые порядковые типы Паскаля и их общие свойства. Какие стандартные функции можно применить к любому порядковому типу? Какие стандартные функции можно применить к любому порядковому типу?

Целые типы Целые типы определяют константы, переменные и функции, значения которых реализуются множеством целых чисел, допустимых в данной ЭВМ. Целые типы определяют константы, переменные и функции, значения которых реализуются множеством целых чисел, допустимых в данной ЭВМ. В Пaскaле используются пять целочисленных типов данных, наиболее распространенным среди которых является тип INTEGER. В Пaскaле используются пять целочисленных типов данных, наиболее распространенным среди которых является тип INTEGER.

Целые типы тип диапазон значений требуемая __ память____ память____ Shortint байт Integer байта Longint байта Byte байт Word байта

Над целыми можно выполнять следующие арифметические операции: тип результата: тип результата: сложение (+) целое сложение (+) целое вычитание (-) целое вычитание (-) целое умножение (*) целое умножение (*) целое деление (/) целая часть частного деление (/) целая часть частного деление нацело (div) целое деление нацело (div) целое получение остатка (mod) остаток от деления целых получение остатка (mod) остаток от деления целых от деления от деления

Пример: 17 div 2 = 8 17 div 2 = 8 3 div 5 = 0 3 div 5 = 0 17 mod 2 = 1 17 mod 2 = 1 3 mod 5 = 3. 3 mod 5 = 3.

Над целыми можно выполнять следующие операции отношения: равенство =, равенство =, неравенство <>, неравенство <>, больше или равно >=, больше или равно >=, меньше или равно <=, меньше или равно <=, больше >, меньше, меньше <. Операции отношения, примененные к целым операндам, дают результат логического типа TRUE или FALSE ( истина или ложь ).

К аргументам целого типа применимы следующие стандартные (встроенные) функции, 1. результат выполнения имеет целый тип: Abs(X) - абсолютное значение Х Sqr(X) - X в квадрате Sqr(X) - X в квадрате Succ(X) - Х+1 Succ(X) - Х+1 Pred(X) - Х-1. Pred(X) - Х-1.

2. результат выполнения имеет действительный тип: Sin(X) - синус Х Cos(X) - косинус Х Cos(X) - косинус Х ArcTan(X) - арктангенс угла, заданного в радианах ArcTan(X) - арктангенс угла, заданного в радианах Ln(X) - логарифм натуральный Ln(X) - логарифм натуральный Exp(X) - экспонента Х Exp(X) - экспонента Х Sqrt(X) - корень квадратный Х Sqrt(X) - корень квадратный Х

Целую величину можно проверить на нечетность при помощи функции Odd(X). Результат имеет значение истина, если аргумент нечетный, и значение ложь, если аргумент четный: Целую величину можно проверить на нечетность при помощи функции Odd(X). Результат имеет значение истина, если аргумент нечетный, и значение ложь, если аргумент четный: X=5 Odd(X)=TRUE X=5 Odd(X)=TRUE X=4 Odd(X)=FALSE X=4 Odd(X)=FALSE

Для быстрой работы с целыми числами определены процедуры: Inc(X) X:=X+1 Inc(X,N) X:=X+N Dec(X) X:=X-1 Dec(X,N) X:=X-N Inc(X) X:=X+1 Inc(X,N) X:=X+N Dec(X) X:=X-1 Dec(X,N) X:=X-N

Примеры объявления целочисленных констант и переменных: Примеры объявления целочисленных констант и переменных: const step=1; mm:word=65500; var a:integer; c,d:byte; f:shortint; var a:integer; c,d:byte; f:shortint;

Контрольные вопросы Назовите целочисленные типы данных. Назовите целочисленные типы данных. Какой целочисленный тип данных является наиболее используемым? Какой целочисленный тип данных является наиболее используемым? Какие арифметические операции применимы к данным целого типа? Какие арифметические операции применимы к данным целого типа? Какие стандартные функции применимы к данным целого типа? Какие стандартные функции применимы к данным целого типа? Приведите примеры объявления целочисленных констант и переменных Приведите примеры объявления целочисленных констант и переменных

Логический тип (Boolean) Определяет данные, которые могут принимать логические значения TRUE и FALSE. Логический тип определен таким образом, что FALSE < TRUE. К булевским операндам можно применять все операции отношения.

Для данных логического типа определены следующие логические операции: NOT - отрицание: NOT - отрицание: NOT(True)=False; NOT(True)=False; OR - логическое сложение(ИЛИ): OR - логическое сложение(ИЛИ): True OR False = True; True OR False = True; AND - логическое умножение(И): AND - логическое умножение(И): False AND True = False; False AND True = False; XOR - исключающее ИЛИ: XOR - исключающее ИЛИ: True XOR True = False; True XOR True = False; True XOR False = True; True XOR False = True;

Пример объявления логических констант и переменных: Пример объявления логических констант и переменных: const a=true; const a=true; var b:boolean; var b:boolean;

Контрольные вопросы Что такое логический тип данных? Что такое логический тип данных? Какие значения могут принимать данные логического типа? Какие значения могут принимать данные логического типа? Какие операции применимы к данным логического типа? Какие операции применимы к данным логического типа? Приведите примеры объявления логических констант и переменных. Приведите примеры объявления логических констант и переменных.

Символьный тип (Char) Значение символьной переменной или константы - это один символ из допустимого набора. Значение символьной переменной или константы - это один символ из допустимого набора.

Символьная константа может быть записана в тексте программы одним из трех способов: как один символ, заключенный в апострофы, например: 'A' 'a' 'Ю' 'ю'; как один символ, заключенный в апострофы, например: 'A' 'a' 'Ю' 'ю'; с помощью конструкции вида #K, где K - код соответствущего символа, при этом значение K должно находиться в пределах ; с помощью конструкции вида #K, где K - код соответствущего символа, при этом значение K должно находиться в пределах ; с помощью конструкции вида ^C, где C - код соответствующего управляющего символа. с помощью конструкции вида ^C, где C - код соответствующего управляющего символа.

К величинам символьного типа применимы все операции отношения. Для величин символьного типа определены две функции преобразования Для величин символьного типа определены две функции преобразования Ord(C) Ord(C) Chr(K) Chr(K) Ord(C) определяет порядковый номер символа С в наборе символов, Chr(K) определяет по порядковому номеру К символ, стоящий на К-ом месте в наборе символов. Порядковый номер имеет целый тип.

К аргументам символьного типа применяются функции, которые определяют предыдущий и последующий символы: Pred(C) Pred(C) Succ(C) Succ(C) Pred('F') = 'E' Succ('Y') = 'Z' При отсутствии предыдущего или последующего символов значение соответствующих функций не определено.

Для символов из интервала 'a'..'z' применима функция UpCase(C), которая переводит эти символы в верхний регистр 'A'..'Z'. Пример объявления переменной и константы символьного типа: var cimv:char; const vsym='A';

Контрольные вопросы Что есть символьная переменная или константа? Что есть символьная переменная или константа? Как символьная константа может быть описана Как символьная константа может быть описана в тексте программы? в тексте программы? Какие функции преобразования определены для величин символьного типа? Какие функции преобразования определены для величин символьного типа? Как работают функции Pred() и Succ()? Как работают функции Pred() и Succ()? Как в программе обьявить символьную переменную? Как в программе обьявить символьную переменную?

Перечисляемый тип Перечисляемый тип Данные перечисляемого типа: Представляют собой ограниченную упорядоченную последовательность скалярных констант; Представляют собой ограниченную упорядоченную последовательность скалярных констант; Значение каждой константы задается ее именем; Значение каждой константы задается ее именем; Имена отдельных констант отделяются друг от друга запятыми, а вся их совокупность заключается в круглые скобки. Имена отдельных констант отделяются друг от друга запятыми, а вся их совокупность заключается в круглые скобки.

Перечисляемый тип описывается в разделе описания типов, который начинается со служебного слова type. Например: type Rainbow = (RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, LIGHT_BLUE, BLUE, VIOLET); type Rainbow = (RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, LIGHT_BLUE, BLUE, VIOLET);

Rainbow(РАДУГА) объединяет скалярные значения: RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, LIGHT_BLUE, BLUE, VIOLET (КРАСНЫЙ, ОРАНЖЕВЫЙ, ЖЕЛТЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ, ГОЛУБОЙ, СИНИЙ, ФИОЛЕТОВЫЙ). Rainbow(РАДУГА) объединяет скалярные значения: RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, LIGHT_BLUE, BLUE, VIOLET (КРАСНЫЙ, ОРАНЖЕВЫЙ, ЖЕЛТЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ, ГОЛУБОЙ, СИНИЙ, ФИОЛЕТОВЫЙ). Traffic_Light (СВЕТОФОР) объединяет скалярные значения Traffic_Light (СВЕТОФОР) объединяет скалярные значения RED, YELLOW, GREEN (КРАСНЫЙ, ЖЕЛТЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ). RED, YELLOW, GREEN (КРАСНЫЙ, ЖЕЛТЫЙ, ЗЕЛЕНЫЙ).

Каждое значение является константой своего типа и может принадлежать только одному из перечисляемых типов, заданных в программе. Так, перечисляемый тип Traffic_Light не может быть определен в одной программе с типом Rainbow, так как оба типа содержат одинаковые константы. Так, перечисляемый тип Traffic_Light не может быть определен в одной программе с типом Rainbow, так как оба типа содержат одинаковые константы.

Описание переменных, принадлежащих к скалярным типам, которые объявлены в разделе описания типов, производится с помощью имен типов. Например: Например: type Traffic_Light= (RED, YELLOW, GREEN); var type Traffic_Light= (RED, YELLOW, GREEN); var Section: Traffic_Light; Section: Traffic_Light; Это означает, что переменная Section может принимать значения RED, YELLOW или GREEN. Это означает, что переменная Section может принимать значения RED, YELLOW или GREEN.

Переменные перечисляемого типа могут быть описаны в разделе описания переменных, например: var Переменные перечисляемого типа могут быть описаны в разделе описания переменных, например: var Section: (RED, YELLOW, GREEN); Section: (RED, YELLOW, GREEN); При этом имена типов отсутствуют, а переменные определяются совокупностью значений, составляющих данный перечисляемый тип. При этом имена типов отсутствуют, а переменные определяются совокупностью значений, составляющих данный перечисляемый тип. К переменным перечисляемого типа может быть применим оператор присваивания: Section:= YELLOW; К переменным перечисляемого типа может быть применим оператор присваивания: Section:= YELLOW;

Упорядоченная последовательность значений, составляющих перечисляемый тип, автоматически нумеруется, начиная с нуля, поэтому к перечисляемым переменным и константам могут быть применены операции отношения и стандартные функции Упорядоченная последовательность значений, составляющих перечисляемый тип, автоматически нумеруется, начиная с нуля, поэтому к перечисляемым переменным и константам могут быть применены операции отношения и стандартные функции Pred, Succ, Ord. Pred, Succ, Ord. Переменные и константы перечисляемого типа не могут быть элементами списка ввода или вывода.

Контрольные вопросы Что такое данные перечисляемого типа? Что такое данные перечисляемого типа? Как в программе описываются данные перечисляемого типа? Как в программе описываются данные перечисляемого типа? Как описать переменную перечисляемого типа? Как описать переменную перечисляемого типа? Как нумеруется последовательность значений, составляющих перечисляемый тип? Как нумеруется последовательность значений, составляющих перечисляемый тип? Какие стандартные функции могут быть применены к данным перечисляемого типа? Какие стандартные функции могут быть применены к данным перечисляемого типа?

Интервальный тип (тип-диапазон) Отрезок любого порядкового типа может быть определен как интервальный или ограниченный тип. Отрезок любого порядкового типа может быть определен как интервальный или ограниченный тип. Отрезок задается диапазоном от минимального до максимального значения констант, разделенных двумя точками. Отрезок задается диапазоном от минимального до максимального значения констант, разделенных двумя точками.

В качестве констант могут быть использованы константы, принадлежащие к целому, символьному, логическому или перечисляемому типам. Скалярный тип, на котором строится отрезок, называется базовым типом. Минимальное и максимальное значения констант называются нижней и верхней границами отрезка, определяющего интервальный тип. Нижняя граница должна быть меньше верхней.

Над переменными, относящимися к интервальному типу, могут выполняться все операции и применяться все стандартные функции, которые допустимы для соответствующего базового типа. Над переменными, относящимися к интервальному типу, могут выполняться все операции и применяться все стандартные функции, которые допустимы для соответствующего базового типа. Примеры описания интервального типа: type Dig1 =0..9; Dig2=48..57;

typeDays=(mo,tu,we,th,fr,sa,su);WeekEnd=sa..su;varw:WeekEnd;begin…..w:=sa;…end; Ord(w) – вернет значение 5, Pred(w) – приведет к ошибке.

High(x) - возвращает максимальное значение типа-диапазона, к которому принадлежит х. Low(x) - возвращает минимальное значение типа- диапазона, к которому принадлежит х. vark:integer;beginWriteLn(Low(k),…,High(k));end. Результат –32768 …32767

Контрольные вопросы Как в программе описать данные интервального типа? Как в программе описать данные интервального типа? Что называется базовым типом? Что называется базовым типом? Какие операции и стандартные функции могут применяться к данным интервального типа? Какие операции и стандартные функции могут применяться к данным интервального типа? Приведите пример описания данных интервального типа. Приведите пример описания данных интервального типа.

Вещественный тип В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественного типа определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата числа. В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественного типа определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата числа.

Вещественные типы: Длина Назва- Кол-во Диапазон (байт) ние значащих десятичного цифр порядка. цифр порядка Single 7… 8 4 Single 7… 8 6 Real 11…12 -39… Real 11…12 -39… Double 15… … Double 15… … Extended 19… … Comp 19…20 -2*10 в 63 степ.+1… 8 Comp 19…20 -2*10 в 63 степ.+1… +2*10 в 63 степ.-1 +2*10 в 63 степ.-1

Вещественное число занимает от 4 до 10 смежных байт и имеет следующую структуру в памяти ПК: S- знаковый разряд числа E –экспоненциальная часть M- мантисса S | E | M

Мантисса m имеет длину Мантисса m имеет длину от 23 (для SINGLE) до 63 (для EXTENDED) двоичных разрядов, что и обеспечивает точность для SINGLE и для EXTENDED десятичных цифр.

Десятичная точка (запятая) подразумевается перед левым (старшим) разрядом мантиссы, но при действиях с числом ее положение сдвигается влево или вправо в соответствии с двоичным порядком числа, хранящимся в экспоненциальной части, поэтому действия над вещественными числами называют арифметикой с плавающей точкой (запятой).

Доступ к типам SINGLE, DOUBLE и EXTENDED возможен только при особых режимах компиляции. Доступ к типам SINGLE, DOUBLE и EXTENDED возможен только при особых режимах компиляции. Эти типы рассчитаны на аппаратную поддержку арифметики с плавающей точкой и для их эффективного использования в состав ПК должен входить арифметический сопроцессор. Эти типы рассчитаны на аппаратную поддержку арифметики с плавающей точкой и для их эффективного использования в состав ПК должен входить арифметический сопроцессор.

Компилятор Паскаля позволяет создавать программы, работающие на любых ПК (с сопроцессором или без него) и использующие любые вещественные типы. В процессе запуска Паскаль проверяет состав аппаратных средств и выявляет наличие или отсутствие сопроцессора.

В некоторых случаях бывает необходимо отключить автоконтроль. Для этого перед запуском Турбо Паскаля следует дать такую команду ДОС: set 87=N команда set 87=Y напротив, включает автоконтроль - эта команда активна по умолчанию.

Арифметический сопроцессор всегда обрабатывает числа в формате EXTENDED, а три других вещественных типа в этом случае получаются простым усечением результатов до нужных размеров и применяются в основном для экономии памяти.

Замечание: Тип REAL оптимизирован для работы без сопроцессора. Замечание: Тип REAL оптимизирован для работы без сопроцессора. Для компьютера с сопроцессором использование типа REAL приведет к дополнительным затратам времени на преобразование REAL к EXTENDED, и это сведет преимущества сопроцессора на нет. Для компьютера с сопроцессором использование типа REAL приведет к дополнительным затратам времени на преобразование REAL к EXTENDED, и это сведет преимущества сопроцессора на нет.

Поэтому лучше не использовать REAL на ПК с сопроцессором. Если программа критична по времени счета, следует заменять REAL типами SINGLE или DOUBLE: в этом случае скорость вычислений на машинах с сопроцессором увеличивается в раза. Если в ПК нет арифметического сопроцессора, скорость обработки данных всех вещественных типов приблизительно одинакова.

Тип СОМР Трактуется как вещественное число без экспоненциальной и дробной частей. Фактически, СОМР - это «большое» целое число со знаком, сохраняющее значащих десятичных цифр (во внутреннем представлении СОМР занимает 8 смежных байт). В то же время в выражениях СОМР полностью совместим с любыми другими вещественными типами: над ним определены все вещественные операции, он может использоваться как аргумент математических функций и т.д..

Наиболее подходящей областью применения типа СОМР являются бухгалтерские расчеты: денежные суммы выражаются в копейках или центах и действия над ними сводятся к операциям с достаточно длинными целыми числами

Контрольные вопросы Что опеределяют данные вещественного типа? Что опеределяют данные вещественного типа? Какими бывают разновидности вещественного типа? Какими бывают разновидности вещественного типа? Как называют действия над вещественными числами? Как называют действия над вещественными числами? Как с вещественными работает арифметический сопроцессор? Как с вещественными работает арифметический сопроцессор? На решение каких задач ориентирован тип COMP? На решение каких задач ориентирован тип COMP?