Структурированные операторы Паскаля Структурированными являются такие операторы, которые состоят из других операторов.

К ним относятся: -составной оператор; -условный оператор IF; -условный оператор CASE; -операторы цикла WHILE, REPEAT, FOR.

Составной оператор позволяет объединить несколько операторов Паскаля в одну конструкцию, которая рассматривается как составной оператор. Составной оператор

. Общий вид оператора следующий: begin оператор 1; оператор 2; оператор n end;

В этой конструкции слова begin и end выполняют роль операторных скобок. Составной оператор можно включать в любое место программы, где допускается использование только одного оператора.

Условный оператор Условный оператор позволяет на определенном этапе выбрать одно из двух действий в результате анализа некоторых условий.

Существуют следующие виды записи условного оператора : If then ; If then else ; If then else if then else ;

Для условного оператора первого вида, если условие истинно, то выполняется оператор, стоящий после then. Если же условие ложно, то этот оператор не выполняется, а выполняется оператор, следующий за условным

Например: if x0 then y:=sqrt(x) else y:=x.

В третьей форме записи условный оператор расширен за счет вложенности новых условий. Например: if xb then p:=sin else p:=cos(x).

Следует помнить, что после then и else может стоять только один оператор. Поэтому, если возникает необходимость выполнения группы операторов, то их надо объединить в один, взяв в операторные скобки (т.е. использовать составной оператор begin…end).

Кроме того, при необходимости учета нескольких условий используются логические операции: and (и), or (или), not (не). Например, алгоритм: если A C то Y1:=A 2 и Y2:=A*C; следует записать: If (A C) then begin Y1:= sqr(A); Y2:=A*C end;.

Оператор выбора CASE Оператор CASE предназначен для программирования алгоритмов с большим числом разветвлений. Этот оператор обеспечивает выполнение одного оператора (простого или составного) из нескольких возможных.

Общий вид оператора CASE: case of : оператор 1; : оператор 2;..... : оператор n; else end;

Здесь значение выражения должно быть одного и того же скалярного типа (кроме real), что и метки. Оператор выбора действует следующим образом. Если значение выражения равно одной из меток, то выполняется соответствующий ей оператор. Затем управление передается за пределы оператора выбора.

Замечание Метки оператора CASE не описываются в разделе label, и на них нельзя переходить оператором GOTO. Метки внутри одного оператора выбора должны быть различными.

Операторы цикла Для организации циклов (повторов) при записи алгоритмов на языке Паскаль используются три вида операторов цикла: WHILE – оператор цикла с предварительным условием; REPEAT – оператор цикла с последующим условием; FOR – оператор цикла с управляющим параметром.

Общий вид оператора следующий: while do ; где –логическое выражение; – тело цикла (простой или составной оператор). Оператор цикла WHILE

Оператор действует следующим образом. Проверяется условие, если оно истинно, выполняются операторы циклической части. Как только оно становится ложным, происходит выход из цикла. На литературном языке это будет выглядеть примерно так: «Пока указанное условие верно, выполнять следующее».

Пример: Зависимость удельной теплоемкости химического соединения от температуры выражается формулой С р = a + bT + cТ 2, где а, b, c –постоянные коэффициенты; Т – температура. Вычислить удельную теплоемкость в интервале температур от 200 до 800 К с шагом 50 К.

Программа Program Tepl; var a,b,c,Cp:real; T,h:integer; Begin writeln('Введите коэффициенты'); readln(a,b,c); T:=200; h:=50; while T

Действие цикла можно прокомментировать: «Пока температура меньше 800 К, вычислять значение теплоемкости». После выполнения программы все нужные нам значения теплоемкости будут выведены на экран.

Оператор цикла REPEAT Общий вид оператора следующий: repeat ;..... {операторы циклической части} until ;

Оператор действует следующим образом. Выполняются операторы циклической части, проверяется условие. Если оно ложно, то вновь выполняется тело цикла, если оно истинно, то происходит выход из цикла. Это может быть выражено так: «Повторять действие до тех пор, пока не выполнится условие».

Примечание. Так как границы цикла обозначены словами REPEAT и UNTIL, нет необходимости заключать операторы циклической части в операторные скобки begin – end, хотя их использование не является ошибкой. Пример. Вычислить значение теплоемкости Ср с использованием оператора REPEAT.

Program Tepl; var a,b,c,Cp:real; T,h:integer; Begin writeln('Введите а,b,c='); readln(a,b,c); T:=200; h:=50; repeat Cp:=a+b*T+c*T*T; writeln('T=',T:3,' Cp=',Cp:7:2); T:=T+h; until T>800; End.

Примечание. Действие оператора REPEAT, противоположно действию оператора WHILE, т.к. в первом условие выхода из цикла должно быть истинным, а во втором – ложным. Значения переменных, входящих в условие операторов WHILE и REPEAT должны обязательно изменяться в теле цикла, иначе цикл не будет завершен. (В приведенном нами примере - это значение переменной Т).

Оператор цикла FOR. Оператор цикла FOR используется для организации цикла, когда известно число повторений. Существует два варианта оператора: – при увеличении значения параметра (цикл с положительным шагом: +1) for i:=n1 to n2 do ; – при уменьшении значения параметра (цикл с отрицательным шагом: –1) for i:=n1 downto n2 do, где i – параметр цикла; n1 и n2 – начальные и конечные значения параметра цикла; – тело цикла (простой или составной операторы).

Параметры i, n1, n2 должны иметь один и тот же тип, кроме real, шаг параметра цикла всегда 1. Цикл действует таким образом. Параметру i присваивается начальное значение n1 и сравнивается со значением n2. До тех пор, пока параметр i меньше или равен конечному значению n2 (в первом варианте) или больше, или равен n2 (во втором варианте), выполняются операторы циклической части; в противном случае происходит выход из цикла.

Примечание: 1.Внутри цикла нельзя изменять начальное (n1) и конечное (n2) значения параметра цикла, а также само значение i. 2. После завершения цикла значение параметра i становится неопределенным (т.е. ничему неравным), за исключением выхода из цикла при помощи GOTO. 3. Во всех трех операторах цикла внутри цикла можно использовать операторы IF, GOTO. Разрешается в любой момент выходить из цикла, не дожидаясь его завершения. Но запрещено при помощи этих операторов передавать управление извне цикла внутрь цикла.

Пример: Рассмотрим расчет теплоемкости с использованием оператора FOR. Program Tepl; var a,b,c,Cp:real; T,h,i:integer; Begin writeln('Введи a,b,c='); readln(a,b,c); T:=200; h:=50; for i:=1 to 13 do begin Cp:=a+b*T+c*T*T; writeln('T=',T:3,' Cp=',Cp:7:2); T:=T+h; end; End.

Параметр цикла i изменяется от 1 до 13, т.к. на заданном интервале температуры от 200 до 800 К с шагом 50 К должно быть вычислено тринадцать значений теплоемкости. Следует помнить. Операторы цикла WHILE и FOR могут содержать в теле цикла только один оператор. Поэтому при необходимости вычисления нескольких операторов необходимо заключать их в операторные скобки ( т.е. использовать составной оператор begin …end).

Структурированные типы данных Массивы Массив – это упорядоченная последовательность элементов одного типа, обозначенных одним именем. Отдельная величина последовательности называется элементом массива (переменная с индексом). Индекс указывает положение (адрес) элемента в массиве.

Любой массив имеет имя, размерность и длину (размер). Количество индексов у переменной с индексом определяет размерность массива. Длина массива – это общее число его элементов. Любой массив имеет имя, размерность и длину (размер). Количество индексов у переменной с индексом определяет размерность массива. Длина массива – это общее число его элементов.

Примерами массивов могут быть: 1) вектор х = {х 1,х 2,.,х 10 } – это одномерный массив состоящий из десяти элементов х i, где i=1, …, 10 2) матрица а 11 а 12 а 13 а 21 а 22 а 23 это двумерный массив из шести элементов а ij, где i=1,2; j=1,2,3.

Описание массивов. Возможны два способа описания массивов: 1) type = array[ ] of ; var :.

Вначале определяется некоторый тип со структурой массива, а затем описывается переменная, как имеющая данный тип. 2) var : array [ ] of.

Например, массивы вещественных чисел а 1, а 2,..., а 10 и b 1, b 2,..., b 10 можно описать: 1) type mas = array[1..10] of real; var a,b:mas; 2) var a,b: array [1..10] of real;

Доступ к каждому элементу массива можно выполнить путем указания имени массива, за которым в квадратных скобках следует индекс элемента. Индекс элемента может быть задан переменной – а[i]; числом – а[5]; выражением – а[2*i–1].

Примеры описания массивов: var {одномерный массив целых чисел} x:array[1..10]of integer; {одномерный массив вещественных чисел} y:array[1..5]of real; {двумерный массив вещественных чисел} a:array[1..3,1..5]of real; {трехмерный массив символьных данных} b:array[1..2,1..5,1..3]of char;.

Ввод–вывод массивов. Для ввода–вывода массивов используются циклы. Рассмотрим ввод и вывод массивов на примерах. Пример ввода–вывода одномерного массива. Пусть для решения задачи необходимо ввести численные значения молекулярных масс десяти химических веществ: M 1, M 2,..., M 10.

var M:array[1..10]of real; i:integer; Begin {ввод значений массива М в столбце} writeln('Введите М'); for i:=1 to 10 do begin writeln( M,i); readln(M[i]); end; {вывод элементов массива М в строку} for i:=1 to 10 do write(M[i]); End.

Ввод значений с экрана монитора будет происходить следующим образом. После появления записи: «введи М», следует записать численное значение М[1] и нажать на «Enter» и так до десятого элемента включительно. Введи М М1 ; M2 ;..... M10.

Пример ввода–вывода двумерного массива. Требуется ввести значения теплоемкостей пяти органических соединений, представляющих три гомологических ряда: алканы, алкены, спирты. Ср 11, Ср 12,..., Ср 15 Ср 21, Ср 22,..., Ср 25 Ср 31, Ср 32,..., Ср 35

var Cp:array[1..3,1..5]of real; i,j:integer; Begin {ввод значений массива} for i:=1 to 3 do for j:=1 to 5 do begin writeln('Введите Cp',i,j); readln(Сp[i,j]); end; {вывод элементов массива по строкам} for i:=1 to 3 do begin for j:=1 to 5 do write(Cp[i,j]:7:3, ); writeln; end;..... End.

Ввод массива будет осуществляться таким же образом, как и в случае одномерного массива. При выводе массива на экран появляются три строки по пять численных значений теплоемкостей: Cр[1,1] Cp[1,2]... Cp[1,5] Ср[3,1] Cp[3,2]... Cp[3,5]

Численные значения элементов массива могут быть также заданы: - в разделе const Type mas = array[1..3] of real; mas1 = array[1..2,1..3] of integer; Const M:mas = (12.3,14.6,18.4); {одномерный массив} Cp:mas1 = ((10,16,8), (6,20,12)); {двумерный массив} или Const M: array[1..3] of real=(12.3,14.6,18.4); {одномерный массив} Cp: array[1..2,1..3] of integer = ((10,16,8), (6,20,12)); {двумерный массив}

Файлы Удобным способом хранения информации служит запись этой информации на магнитный носитель (жесткие, гибкие диски, магнитные ленты). Запись удобна особенно тогда, когда объем информации велик и в дальнейшем предполагается использовать эту информацию в других программах. В Паскале предусмотрен специальный тип данных – файлы, операции над которыми сводятся к работе с внешними носителями.

Файл – это поименованная область памяти на каком–либо носителе информации, предназначенная для хранения данных. Этим носителем может быть гибкий или жесткий диск (магнитная лента). Внешние файлы должны быть описаны в разделе описаний программы.

Описание файлов в общем случае имеет следующий вид: type = file of ; var : ; или var file of ;

Файловая переменная (обозначим ее как f) служит для доступа к файлу. В Турбо–Паскале существуют следующие категории файлов: типизированные; нетипизированные; текстовые.

В зависимости от категории объявление файлов соответственно будет: varf1 : file of ; f2 : file; f3 : text. Например: var f1:file of char; f2:file; f3:text.

Стандартные процедуры для работы с файлами. Работа с файлами производится посредством специальных стандартных процедур. Рассмотрим некоторые из них. АSSIGN (f, ' ') – эта процедура связывает файловую переменную f с именем внешнего файла на диске.

Например: Assign (f1, 'fl.d'), здесь имя файловой переменной f1 связывается с файлом fl.d на диске. RESET (f) – процедура открывает существующий файл f для чтения. REWRITE (f) – создает и открывает новый файл для записи.

APPEND (f) – открывает существующий файл для добавления данных. READ (f, X1,...,Xn) или READLN (f, X1,...,Xn)– считывает из файла f значения переменных X1 … Xn. WRITE (f, X1,...,Xn) или WRITELN (f, X1,...,Xn) – записывает в файл f значения переменных X1 … Xn. CLOSE (f) – закрывает файл f после окончания работы с ним.

Особым типом файлов являются текстовые файлы. Эти файлы содержат некоторый текст, который состоит из обычных символов (например, букв алфавита и цифр). Символы текстового файла разбиты на строки.

Описание текстового файла: Var : text; Текстовый файл состоит из последовательности строк различной длины. Для определения конца строки используется функция Eoln(var F:text) : Boolean; Она принимает значение True, если достигнут конец строки, и значение False – в противном случае.

Для чтения из текстового файла или записи в текстовый файл можно использовать процедуры Write (f, X1,...,Xn), Writeln(f, X1,...,Xn) Read(f, X1,...,Xn), Readln (f, X1,...,Xn). Следует отметить, что, несмотря на то, что текстовый файл является набором символьных значений, он может использоваться (и часто используется) для хранения численных значений.

При считывании или записи значений в файл происходит автоматическое преобразование из числового формата в символьный и наоборот. Продемонстрируем работу с файлами на примере. Пример. Составить программу пересчета концентраций химических веществ, заданных в мольных долях, в весовые : ; i = 1,...,5,

где ВD i – концентрация в весовых долях; MD i – концентрация в мольных долях; MB i – молекулярный вес веществ. Исходные данные ввести из файла, результат вычислений поместить в файл.

Программный файл. Program Conz; type mas=array[1..10]of real; var BD,MD,MB:mas; s:real; i:integer; f1,f2:text; {объявление файлов}

Begin Assign(f1, dat ); Assign(f2, rez ); Reset(f1); Rewrite(f2); {ввод данных из файла dat} for i:=1 to 5 do read(f1,MD[i]); readln(f1); for i:=1 to 5 do read(f1,MB[i]); s:=0.0;

for i:=1 to 5 do s:=s+MD[i] MB[i]; for i:=1 to 5 do BD[i]:=MD[i] MD[i]/s; {вывод результатов в файл rez} for i:=1 to 5 do write(f2,BD[i]:6:2, ); close(f1); close(f2); End.

После написания и сохранения программного файла в новый файл согласно последовательности ввода данных в программе (1–я строка – массив значений концентраций МD i ; 2–я строка – массив значений молекулярных весов МВ i ) записывают через пробел исходные численные данные и сохраняют файл под именем dat.

После выполнения вычислений ПЭВМ создает файл с именем rez, в который помещаются результаты расчетов (строка численных значений массива BD i ).