< заголовок функции >;
< раздел описания констант и переменных, используемых внутри функции >;
Begin
< операторы функции >
end;
Рассмотрим более подробно элементы этой структуры.
Общий вид заголовка функции следующий:
function < имя_функции > (< параметры функции >): < тип функции >;
где: function – служебное слово, означающее «функция».
< имя_функции > - задается по тем же правилам, что и имена переменных.
< параметры функции> - в скобках указываются аргументы функции, называемые ее формальными параметрами, причем для каждого параметра обязательно должен быть указан его тип. Если параметры относятся к одному типу, то они перечисляются через запятую, а после двоеточия указывается их общий тип, если же параметры относятся к разным типам, то они отделяются друг от друга точкой с запятой.
< тип функции > - после скобок обязательно указывается тип значения самой функции.
Пример заголовка функции:
function beta (x,y:integer; z:real):real;
данная функция имеет имя beta, в ней используются 3 параметра: x и y – целого типа, z – вещественного. Значение самой функции beta является вещественным.
За заголовком функции следует описание переменных и констант, используемых в теле функции и называемых локальными переменными, так как они могут использоваться только в теле функции. Далее следует тело функции, которое является составным оператором, начинающимся словом begin и заканчивающимся словом end.
В теле функции обязательно должен быть оператор присваивания, результата вычисления имени функции.
Для выполнения в основной программе операторов, указанные в теле функции и вычисления ее значение необходимо осуществить обращение к функции.
Обращение к функции в основной программе включает в себя имя функции и следующий за ним список параметров, заключенный в скобки. Параметры, указанные при обращении к функции, называются фактическими параметрами. При выполнении обращения к функции происходит замена формальных параметров на фактические и выполнение операторов тела функции. Фактические параметры должны быть того же типа, что и формальные. С обращением к функции можно оперировать в основной программе как с простой переменной.
Например, правая часть оператора присваивания
d:=beta(3,4,7.5)
представляет собой обращение к функции beta, а 3, 4 и 7.5 – фактические параметры данной функции в отличие от формальных параметров х,y и z. В качестве фактических параметров функции могут выступать и константы (как в вышеприведенном примере) и переменные.
Рассмотрим программу определения числа сочетаний из n по m (см. рис.
7.9.2). Это число определяется по следующей формуле:
,
где n!, m! и (n-m)! – соответственно факториалы n, m и (n-m). Факториалом числа n называется произведение всех натуральных чисел от 1 до n. Так как в программе нам предстоит три раза вычислять факториал различных чисел, то целесообразно вычисление факториала оформить в виде отдельной функции faktor.
Рис.7.9.2. Программа подсчета числа сочетаний из n по m и результаты ее работы
Факториал единицы равен единице. Для определения факториал двух факториал единицы умножаем на два и получаем два. Факториал трех находим путем умножения факториала двух, на число три и получаем шесть. Таким образом, алгоритм нахождения факториала некоторого числа сводится к тому, что мы последовательно умножаем каждое следующее число на факториал предыдущего. Для многократного повторения аналогичных действий удобнее всего использовать циклический алгоритм.
В вычислении факториала используются следующие переменные: переменная k, которой присваивается значение того натурального числа, факториал которого вычисляется, переменная r, которой будет присвоено начальное значение, равное единице, а затем будут поочередно присваиваться значения факториалов всех чисел от единицы до k включительно, а также i – переменная цикла, в котором будут происходить это последовательные присваивания. Переменная k является формальным параметром функции, а переменные r и i являются вспомогательными. В теле функции имеется оператор присваивания конечного значения r имени функция faktor. Так как факториалы даже небольших натуральных чисел представляют собой достаточно большие величины (например, факториал числа 10 равен 3 628 800), то для описания типа функции используется тип longint.
В основной части программы осуществляется ввод исходных данных, затем производятся вычисления по формуле с использованием функции faktor. С помощью этой функции мы находим a –факториал числа n, b – факториал числа m и с – факториал разности этих чисел.Для вычисления этих величин в программе трижды производится обращение к функции faktor с различными фактическими параметрами. После нахождения a, b и c мы вычисляем d – искомое число сочетаний. На рис. 7.9.2 приведен результат работы программы при n = 5 и m = 3.
7.9.2. Процедуры
При разработке больших по объему программ ее разбивают на несколько более простых. Такие самостоятельные части программы называются процедурами или подпрограммами.
Процедуры отличаются от функций тем что, если при обращении к функции мы можем получить только один результат – значение данной функции, то результатом работы процедура может быть несколько значений. Существуют стандартные процедуры, которые подобно стандартным функциям, являются частью языка Паскаль. К таким стандартным процедурам относятся уже известные нам команды ClrScr, TextColor и TextBackground.. Наряду с этими стандартными процедурами в языке Паскаль широко используются также следующие:
Delay(i) - осуществляет задержку выполнения программы на i миллисекунд (тысячных долей секунды);
Exit - э та процедура не имеет параметров. Она осуществляет выход из процедуры или функции в основную часть программы (не путать с командой Exit меню системы программирования Турбо Паскаль, которая закрывает систему программирования и производит выход в среду операционной системы);
GotoXY(a,b) - переводит курсор в точку экрана с координатами a,b;
Halt - э та процедура не имеет параметров. Она завершает выполнение программы и передает управление операционной системе;
Str(x,s) - производит преобразование числовой величины x в строковую s;
Val(s,x,n) - производит преобразование строки s, изображающей число, в числовую величину x. В процедуре также должен присутствовать параметр n, относящийся к целочисленному типу. Если преобразование было выполнено успешно, то значение n будет равно нулю. Если преобразование не может быть выполнено, то в переменной n присваивается номер символа, который явился причиной ошибки.
В качестве примера использования стандартных процедур Паскаля приведем программу «обратный отсчет» (рис. 7.9.3). Эта программа создает на экране компьютера «электронное табло», на котором в одном и том же месте последовательно выводятся числа от 10 до 1, то есть производиться обратный отсчет времени, как перед стартом космического корабля, а затем выводится слово «Старт».
Рис. 7.9.3. Программа «обратный отсчет» (исходный текст и программа в действии)
Кроме использования стандартных процедур программист может создавать и свои собственные процедуры, которые следует предварительно описать. Описание процедуры, так же как и описание функции, должно содержаться в программе в разделе описаний после описания констант и переменных. Описание включает в себя заголовок процедуры, раздел описаний и раздел операторов. К процедуре можно обращаться из основной части программы, из другой процедуры или из функции. Такое обращение называют также вызовом процедуры.
Общий вид описания процедуры следующий:
< заголовок процедуры >;
< раздел описаний процедуры >;
Begin
< раздел операторов процедуры >
end;
Теперь разберем более подробно составные части данного описания.
Общий вид заголовка процедуры следующий:
procedure < имя_процедуры > (< параметры процедуры >);
где: procedure – служебное слово,
< имя_процедуры > - имя процедуры задается по тем же правилам, что и имена переменных в Паскале,
(< параметры процедуры > - формальные параметры перечисляются в скобках через запятую с указанием их типа.
Формальные параметры бывают двух видов. Если перед именем параметра в заголовке процедуры стоит служебное слово var, то это – параметр-переменная. Если нет, то данный параметр является параметром-значением. При обращении к процедуре формальному параметру-значению присваивается значение соответствующего ему фактического параметра, причем в качестве такого значения может выступать константа, переменная или выражение. Во время работы процедуры параметр-значение не может изменяться даже в том случае, если он является переменной. При обращении же к процедуре, в которой имеются формальные параметры-переменные, соответствующие им фактические параметры могут быть только переменными (не константами и не выражениями). Вызываемая процедура получает доступ к ячейкам памяти, в которых хранятся эти фактические параметры, и может изменять значения этих параметров в ходе своей работы.
Пример заголовка процедуры:
procedure vspomog(a,b:integer; var c,d:real);
где vspomog – имя процедуры, a,b,c,d – имена формальных параметров, причем a и b являются параметрами-значениями, а c и d – параметрами-переменными.
В разделе описаний процедуры константы и переменные описываются по тем же правилам, что и в основной программе. При этом следует иметь в виду, что эти переменные могут использоваться только внутри данной процедуры. Такие переменные называются локальными. В процедуре могут применяться и переменные, которые описаны в основной части программы. Такие переменные называются глобальными.
Раздел операторов процедуры принципиально не отличается от такого же раздела в основной программе, он может содержать обращения к другим функциям и процедурам, но после служебного слова end ставится не точка, а точка с запятой, так как конец описания процедуры – это не конец программы.
Рассмотрим программу определения наибольшего и наименьшего числа в группе из 4 чисел (рис.7.9.4). Напишем несложную процедуру minmax, которая определяет наибольшее и наименьшее из двух чисел. Затем разобьем введенные числа на пары и в каждой паре с помощью этой процедуры определим большее и меньшее число. Далее с помощью той же процедуры minmax определим наибольшее из двух больших и наименьшее из двух меньших. Это и будет искомый результат.
Рис. 7.9.4. Программа определения наименьшего и наибольшего из 4 чисел и результаты ее работы.
В заголовке процедуры minmax описаны два формальных параметра-значения x1 и x2, которые используются для ввода в процедуру исходных данных и два параметра-переменные min и max, используемые для вывода полученных результатов. Внутри процедуры параметры-значения сравниваются между собой и значение меньшего из них присваивается переменной min, а большего - переменной max.
В основной части программы обращение к процедуре minmax встречается 4 раза. В первых двух случаях в качестве фактических параметров выступают введенные с клавиатуры значения переменных a и b при первом вызове процедуры и c и d при втором. Результатами являются соответственно фактические параметры min1 и max1 (меньшее и большее в первой паре чисел) и min2 и max2 (меньшее и большее во второй паре).
При третьем обращении к процедуре в качестве исходных данных используются 2 найденных меньших числа, а результатом ее работы является минимальное из этих 2 значений, передаваемое в переменную lit. Вспомогательная переменная l в принципе для решения данной задачи не нужна, но вводится, так как число фактических параметров в обращении должно соответствовать числу формальных параметров в описании. Аналогично при четвертом обращении к процедуре находится наибольшее из двух больших чисел big, а переменная m играет подобно переменной l только вспомогательную роль.
Искомые наибольшее и наименьшее значения выводятся на экран с помощью оператора writeln.
На рис. 7.9.4 приводятся результаты работы данной программы при a равном 65, b – 111, c – 678 и d – 215.
7.10. Работа с файлами
Над файлами средствами языка Паскаль можно производить различные операции, которые можно разделить на две больших группы. Это операции записи информации в файл из оперативной памяти компьютера и считывания информации из файла в оперативную память. При записи информации в файл необходимо выполнить следующие операции: открытие файла для записи, собственно запись информации в файл, закрытие файла. При чтении информации из файла выполняются операции: открытие файла для чтения, собственно чтение файла и закрытие файла.
Существует два способа записи и чтения информации – метод последовательного доступа и метод прямого доступа. Метод последовательного доступа можно сравнить с процессом записи на магнитофонную пленку и воспроизведения ее содержимого. Для того чтобы произвести одну или другую операцию требуется предварительно перемотать пленку до нужного места. Так же и для того, чтобы добраться в файле до интересующей нас информации методом последовательного доступа нужно предварительно «прокрутить» всю предшествующую ей информацию. При считывании информации методом прямого доступа можно непосредственно получить доступ к нужной нам компоненте (т.е. составной части файла) подобно тому, как можно непосредственно проиграть любую запись на лазерном диске.
Файлы, с которыми можно работать средствами языка Паскаль, делятся на три основные разновидности: текстовые файлы, типизированные файлы и нетипизированные файлы. Используемые файлы, подобно переменным, константам и массивам должны быть обязательно описаны, причем для каждого из трех видов файлов существует свой способ описания.
7.10.1. Текстовые файлы
Начнем рассмотрение работы с файлами с текстовых файлов. Перед использованием такого файла в программе в разделе описания переменных должна быть обязательно описана связанная с ним переменная. Общий вид описания следующий:
var < имя_переменной >: text;
где: < имя_переменной > – имя переменной, которая связана с файлом;
text – соответствующий тип переменной.
Пример описания:
var k :text;
Текстовые файлы состоят из строк символов. Каждая такая строка заканчивается символами возврата каретки CR (этот символ имеет в таблице ASCII код 13) и перевода строки LF (данный символ имеет в таблице код 10). Вышеупомянутые символы относятся к так называемым управляющим символам, которые при просмотре и редактировании файла не выводятся на экран компьютера. В конце файла находится признак конца файла, который сокращенно обозначается EOF (сокращение от английской фразы end of file – конец файла). Файл такого вида имеет расширение txt. Этот файл можно создавать как с помощью программы, написанной на Паскале, так и с помощью какого-либо текстового редактора самой системы программирования Турбо Паскаль.
При этом следует иметь в виду, что для того, чтобы с файлом в дальнейшем можно было производить какие-либо действия, необходимо выполнить еще две операции. Во-первых – связать имя файла с именем соответствующей ему переменной. Во-вторых – указать направление работы с файлом – запись в него информации или чтение информации.
Общий вид процедуры, связывающей имя файла с именем переменной следующий:
Assign (< имя_переменной >, ‘< имя_ файла >’);
где assign – служебное слово, означающее в переводе «назначить»;
< имя_переменной > – имя соответствующей файлу переменной;
< имя_файла > – полное имя текстового файла, которое должно быть заключено в апострофы. Полное имя файла включает в себя имя диска, на котором находится данный файл, путь к файлу, который включает в себя имена каталога (каталогов), содержащих данный файл, и собственное имя файла с расширением. Если текстовый файл находится на том же диске и в том же каталоге, что и вызывающая его программа, то достаточно указать имя файла.
Пример использования процедуры:
Assign (k,’A: \ otchet.txt’);
Здесь переменной k ставится в соответствие файл otchet.txt, который находится на дискете, содержащейся в дисководе A того компьютера, с которым работает пользователь. Данная процедура устанавливает соответствие между вышеописанной переменной k и текстовым файлом otchet.txt. В дальнейшем во всех операциях с файлом будет указываться только имя соответствующей ему текстовой переменной.
Если содержимое файла необходимо прочитать, то его открытие производится следующей процедурой:
reset (< имя_файловой_переменной >);
Сам процесс чтения информации из файла в программу происходит с помощью операторов read или readln. При этом в скобках после служебного слова read или readln, как правило, указываются имена двух переменных: первой пишется имя переменной, связанной с файлом, а за ней указывается имя какой-либо вспомогательной переменной, в которую и считывается информация. После окончания операции чтения (как и рассматриваемой ниже операции записи) файл следует закрыть с помощью процедуры Close.
Общий вид данной процедуры:
Close (< имя_ файловой_переменной >);
Рассмотрим теперь операцию чтения информации из файла на конкретном примере.
Составим программу, которая считывает информацию из файла, находящегося на логическом диске D компьютера в каталоге obuch (Напомним, что для того, чтобы в Norton Commander создать новый текстовый файл, нужно нажать комбинацию клавиш Shift + F4, а в дальнейшем редактировать уже существующий файл можно выделив его курсорной рамкой и нажав клавишу F4). Файл имеет имя comp.txt и содержит информацию об устройстве компьютера.
Программа называется obrtext и в ней используются две переменные t, которой ставится в соответствие файл comp.txt и ln – вспомогательная переменная строкового типа, в которую строка за строкой будет считываться содержимое текстового файла (рис. 7.10.1). В начале основной части программы между файлом и файловой переменной устанавливается соответствие с помощью процедуры assign. Затем файл открывается для чтения процедурой reset. Сам процесс считывания информации производится в цикле с предусловием типа while. Условием завершения работы цикла является обнаружение признака конца файла eof, то есть цикл будет выполняться при условии, что конец файла в ходе считывания информации еще не найден.
Рис. 7.10.1. Программа чтения текстового файла и результаты ее работы.
Это условие записывается следующим образом: not eof(t), то есть здесь используется стандартная функция Паскаля, которая также называется eof и относится к логическим функциям, значением которых может быть только false или true. Пока не обнаружен конец файла, функция имеет значение false, а при его обнаружении она меняет значение на true. Аргументом же данной функции является имя файловой переменной. При каждом выполнении тела этого цикла из файла оператором readln считывается очередная строка и передается в строковую переменную ln. Затем содержимое строковой переменной (то есть очередная строка файла) выводится на экран компьютера оператором writeln. По окончании работы цикла файл закрывается процедурой close.
Процесс записи информации в файл также имеет свои особенности. Назначение файлу соответствующей ему файловой переменной производится так же, как и в случае чтения файла, но открытие файла для записи производится либо процедурой rewrite либо процедурой append. Общий вид этих процедур следующий:
rewrite (< имя_файловой_переменной >);
append (< имя_ файловой_переменной >);
то есть он аналогичен виду процедуры reset. Надо помнить, что процедуры rewrite и append открывают файл для записи по-разному. Процедура rewrite при открытие файла очищает его, то есть предыдущее содержимое файла (если таковое было) удаляется и вместо него записывается новый текст. Если же содержимое файла нужно сохранить, то используют процедуру append, которая дополняет текущее содержимое текстового файла новой информацией, дописывая ее в конец данного файла. Сам же процесс записи информации в файл производится либо с помощью оператора write, либо оператором writeln. После служебного слова write или writeln в скобках указывается имя файловой переменной, а затем имя той строковой перменной, из которой осуществляется запись данных в файл.
Рассмотрим использование процедуры append на следующем примере. Пусть в конец файла comp.txt необходимо дописать следующий текст:
Помимо вышеуказанных компонент, составляющих базовую конфигурацию современного компьютера, к нему могут подключаться различные периферийные устройства. К ним относятся принтер, сканер, плоттер, микрофон, колонки, цифровые фотоаппараты и видеокамеры и другие устройства.
Для того, чтобы выполнить требуемое действие, составим соответствующую программу (рис. 7.10.2). В этой программе помимо тех переменных, которые мы использовали в предыдущей, нам понадобятся еще две n – количество строк, добавляемых в конец файла и i – счетчик цикла. Затем, после открытия файла для записи, указываем количество вводимых строк. Сам процесс ввода происходит в цикле с заранее заданным числом повторений (это число равно количеству вводимых строк; в данном случае оно равно 5). В теле цикла содержатся два оператора. В первом из них каждая вводимая строка оператором readln считывается во вспомогательную переменную ln. Во втором операторе содержимое переменной ln (то есть очередная строка) переписывается в файл с помощью оператора writeln. По окончании операции записи файл закрывается.
Для того чтобы можно было проконтролировать правильность ввода в файл дополнительной информации, после записи данных произведем чтение всего содержимого файла с выводом его на экран компьютера аналогично тому как это было сделано в предыдущей программе. Результат выполненных операций можно наглядно увидеть на рис. 7.10.2.
Рис. 7.10.2. Программа, добавляющая к текстовому файлу заданное количество строк, и результаты ее работы.
7.11. Тесты
1 Какого типа выражений нет ни в одном языке программирования?
a. Арифметических
b. Логических
c. Физических
d. Текстовых
2 Какой из следующих языков программирования не являются алгоритмическим языком?
a. Java
b. PHP
c. Prolog
d. Язык Ассемблера
e. С, С++
f. Паскаль
3 Цикл в вычислительном процессе – это:
a. Последовательность действий в вычислительном процессе
b. Последовательность действий в вычислительном процессе, имеющая некоторое имя
c. Многократно повторяющаяся последовательность действий в вычислительном процессе
4 Алгоритм – это?
a. Правила выполнения определённых действий.
b. Ориентированный граф, указывающий порядок выполнения некоторого набора команд.
c. Последовательность действий, направленная на решение поставленной задачи.
d. Набор команд для компьютера.
e. Протокол вычислительной сети.
5 Различают следующие типы алгоритмов
a. Линейные
b. Блочные
c. Разветвляющиеся
d. Циклические
e. Структурные
6 Алгоритм включает в себя ветвление, если:
a. Его выполнение требует многократное повторение одних и тех же действий,
b. Ход его выполнения зависит от истинности логических условий.
c. Его команды выполняются последовательно независимо от каких-либо условий.
d. Он записывается в табличной форме.
7 Алгоритм называется линейным, если:
a. Его выполнение требует многократное повторение одних и тех же действий,
b. Ход его выполнения зависит от истинности логических условий.
c. Его команды выполняются последовательно независимо от каких-либо условий.
d. Он записывается в табличной форме.
8 Выберите верное представление на алгоритмическом
языке следующего арифметического выражения 
:
a. х+3у/5ху
b. х+3*у / 5*х*у
c. (х+3у) / 5ху
d. (х+3*у) / (5*х*у)
e. х+3*у / (5*х*у)
9 В результате выполнения операторов переменная Y приняла значение 18.
Y:= X + 3
X:= 2 * Y
Y:= X + Y
Укажите число, которое являлось значением переменной X до начала работы:
a. 7
b. 3
c. 10
d. 5
10 В результате выполнения фрагмента блок схемы алгоритма
a и b примут значения:
a. a = 4, b = 2
b. a = 0, b = 0
c. a = 2, b = 2
d. a = 2, b = 4
11 Текст программы является алгоритмом:
a. Если это текст на машинно-ориентированном языке программирования
b. Если программа написана на алгоритмическом языке.
c. Если содержит комментарии
d. Всегда
12 Это языки программирования высокого уровня:
a. C
b. C++
c. Паскаль
d. Язык Ассемблера