Типы данных
Программа может оперировать данными различных типов: целыми и дробными числами, символами, строками символов, логическими величинами.
Целый тип
Язык Delphi поддерживает семь целых типов данных: shortint, smailint, Longint, Int64, Byte, word и Longword, описание которых приведено в табл. 1.
Таблица 1. Целые типы
| Тип | Диапазон | Формат | ||
| Shortint | -128-127 | 8 битов | ||
| Smallint | -32 768 - 32 767 | 16 битов | ||
| Longint | -2 147 483 648 - 2 147 483 647 | 32 бита | ||
| Int64 | -263- 263 - 1 | 64 бита | ||
| Byte | 0-255 | 8 битов, беззнаковый | ||
| Word | 0-65 535 | 16 битов, беззнаковый | ||
| Longword | 0 - 4 294 967 295 | 32 бита, беззнаковый |
Object Pascal поддерживает и наиболее универсальный целый тип - Integer, который Эквивалентен Longint.
Вещественный тип
Язык Delphi поддерживает шесть вещественных типов: Real48, single, Double, Extended, comp, Currency. Типы различаются между собой диапазо-ном допустимых значений, количеством значащих цифр и количеством байтов, необходимых для хранения данных в памяти компьютера (табл. 1.2).
Таблица 2. Вещественные (дробные) типы
| Тип | Диапазон | Значащих цифр | Байтов | ||
| Real48 | 2.9x 10-39-1.7x1038 | 11-12 | |||
| Single | 1.5 x 10-45-3.4х 1038 | 7-8 | |||
| Double | 5.0x10-324 -1.7x10308 | 15-16 | |||
| Extended | 3.6x10-4951 -1.1 х104932 | 19-20 | |||
| Comp | 263+1 - 263-1 | 19-20 | |||
| Currency | -922 337 203 685 477.5808 --922 337 203 685 477.5807 | 19-20 |
Язык Delphi поддерживает и наиболее универсальный вещественный тип - Real, который э квивалентен Double.
Строковые типы данных
Мы уже работали со строковым типом данных String. Однако, как и в случае с цифрами, бывает несколько строковых типов. Строка состоит из набора символов. Компьютер работает в двоичной системе исчисления, он работает только с цифрами. И символы компьютер воспринимает в виде цифр. Для этого в операционной системе существует таблица символов, где каждому символу соответствует какая либо цифра.
Самая первая таблица символов, созданная для операционной системы MS-DOS, называлась ASCII. Эти символы были 7-ми битными, как следствие, таблица содержала максимум 127 символов. Поскольку в одном байте содержится 8 бит, один бит терялся впустую. У этой таблицы были свои языковые расширения, то есть, для каждого языка делалась своя такая таблица.
Для операционной системы Windows была разработана таблица символов ANSI, которая используется по сей день. Эта таблица использует 8-ми битные символы, то есть, содержит 256 символов, от 0 до 255. В Delphi такая таблица используется, как основная. Большее количество символов позволило вставить в таблицу не только основные символы, но и цифры, знаки препинания, специальные символы. Мы будем работать, в основном, с этой таблицей.
Для того, чтобы удовлетворить потребности пользователей других языков, была создана таблица UNICODE. Эта таблица использует 16 бит, и в нее помещается от 0 до 65 535 символов. Эта таблица, начиная с Windows 2000, используется все более широко, и когда-нибудь станет стандартом, но пока что она встречается гораздо реже, чем ANSI.
Имеются следующие строковые типы данных:
ShortString – короткая строка из ANSI символов. Количество символов может быть от 0 до 255. Иными словами, строку длиной более 255 символов в ShortString записать нельзя.
LongString – длинная строка из ANSI символов. Длина строки здесь почти не ограничена, в одну переменную такого типа можно записать текстовый файл с романом "Война и мир". Этот тип используется по умолчанию, то есть, когда мы указываем тип String, подразумевается именно этот тип данных. С ним нам чаще всего и придется работать.
WideString – длинная строка из UNICODE символов. От LongString отличается только тем, что использует иную таблицу символов.
Существует еще один тип строк – PChar. Этот тип работает с процессором совершенно иначе, чем предыдущие типы строк. Он очень неудобен в использовании и остался для совместимости с программами старых версий. Кроме того, встроенные в Windows функции работают именно с таким типом данных, поэтому его все же придется использовать. Когда мы начнем работать с этими функциями, разберем этот тип подробней.
Символьные типы данных
Программисту приходится работать не только со строками, но и с отдельными символами. Символ – это любая буква, цифра, арифметический знак, знаки препинания или пробел. Кроме того, существуют специальные символы, например, символ перехода на новую строку. Delphi поддерживает два типа символьных данных:
AnsiChar – символ ANSI таблицы. Используется по умолчанию, то есть, когда мы указываем тип Char, подразумеваем именно этот тип.
WideChar – символ UNICODE таблицы. Разница между ними такая же, как и у строк этих типов.
Как и в случае со строками, программист обычно объявляет тип Char, что соответствует типу AnsiChar.
Логический тип данных
Логический тип данных используется в условных выражениях. Он необходим для создания логики программы. Условное выражение проверяет – соответствует ли действительность заданному условию? Если соответствует, то выражение возвращает результат True (Истина). Если не соответствует, то возвращается False (Ложь). Таким образом, логический тип данных может иметь только одно из двух этих значений.
Boolean – логический тип данных.
В таблице 3 приведены операнды, с помощью которых формируют логические выражения:
| Таблица 3. Логические операнды | |||
| Логическая операция | Описание | Логическая операция | Описание |
| = | Равно | >= | Больше или равно |
| > | Больше | <= | Меньше или равно |
| < | Меньше | <> | Не равно |
| == | Точное равно |
Предположим, у нас есть два числа, и нужно проверить их на равенство. Эти числа хранятся в переменных целого типа a и b. Тогда выражение сравнения будет выглядеть так:
a = b;Если в обоих переменных хранится одно и то же значение, то результатом такого сравнения будет True, иначе – False.
Тип Variant
Бывают случаи, когда на этапе программирования мы еще не можем четко определить тип данных определенной переменной. В таком случае можно воспользоваться очень мощным типом Variant. Этот тип вводился в Delphi для поддержки технологии OLE (Object Link and Embedding – внедрение и связь объектов). Такая технология широко используется в Windows для обмена данными между приложениями различного типа. С помощью OLE происходит вставка таблицы MS Excel в редактор текстов MS Word, или картинка из Paint легко вставляется в тот же редактор. В этой технологии Variant используется на каждом шагу, однако ему можно найти применение и в других случаях.
Переменные типа Variant могут принимать значения любого типа! Вы присваиваете такой переменной что угодно, а программа сама определяет ее тип на этапе выполнения. Давайте рассмотрим пример:
var V: Variant;begin V:= 5; //присвоили целое число V:= 'Это текст'; //присвоили строку V:= True; //логический тип V:= 3,14; //вещественный типend;В этом примере во время выполнения программы тип переменной изменится 4 раза, и код выполнится корректно. Когда программа встречает тип Variant, она автоматически выделяет под нее память. Если значение не задано, переменной присваивается ноль.
Совет: старайтесь использовать тип Variant только там, где это действительно необходимо! За удобство использования такой переменной тоже приходится платить. Переменная такого типа занимает значительно больше памяти, чем переменная любого другого типа. Процессору мы тоже задаем лишнюю работу, ведь сначала нужно определить тип данных в переменной, затем присвоить этот тип самой переменной, и т.п. Кроме того, переменные типа Variant очень сложно отлаживать в больших программах. Складывая, к примеру, строку и целое число, вы можете получить совсем не тот результат, который ожидали!
Рассмотрим пример:
var v1, v2, v3: Variant;begin v1:= '1'; v2:= '5'; v3:= 10; v1:= v1 + v2 + v3;end;Как вы считаете, какой результат окажется в конце концов в переменной v1? На первый взгляд, результат очевиден: число 16. Однако не спешите с выводами. Когда операторы вычисления имеют равный приоритет, они выполняются слева – направо. В данном примере вначале объединятся строки, в результате чего получится строка "15". Затем эта строка преобразуется в целое число, и к нему будет прибавлено число 10. Поэтому результат сложения – число 25.
Begin.. end
В языке программирования Delphi, как и в других языках, существуют программные скобки, показывающие начало и конец какого-либо блока кода. Эти скобки имеют вид
Begin //блок кодаend;Обратите внимание, что после слова Begin точка с запятой не ставится. Эти программные скобки обязательны для каждой процедуры или функции, даже если они содержат только одну команду. Однако эти же скобки часто применяются в управляющих конструкциях или циклах. Циклы, как и управляющие конструкции, работают только с одним оператором (командой). А что, если в этом месте требуется использовать более одного оператора? Тут на помощь приходят эти самые программные скобки. Весь блок кода, сколько бы команд там не было, заключенный между Begin и End воспринимается, как один оператор. Мы не раз будем использовать эти скобки.
Переменная
Переменная — это область памяти, в которой находятся данные, которыми оперирует программа. Когда программа манипулирует с данными, она, фактически, оперирует содержимым ячеек памяти, т. е. переменными.
Чтобы программа могла обратиться к переменной (области памяти), например, для того, чтобы получить исходные данные для расчета по формуле или сохранить результат, переменная должна иметь имя. Имя переменной придумывает программист.
В качестве имени переменной можно использовать последовательность из букв латинского алфавита, цифр и некоторых специальных символов. Первым символом в имени переменной должна быть буква. Пробел в имени переменной использовать нельзя.
Следует обратить внимание на то, что компилятор языка Delphi не различает прописные и строчные буквы в именах переменных, поэтому имена SUMMA, Summa и summa обозначают одну и ту же переменную.
Желательно, чтобы имя переменной было логически связано с ее назначением. Например, переменным, предназначенным для хранения коэффициентов и корней квадратного уравнения, которое в общем виде традиционно записывают
ах2 + bх + с = 0
вполне логично присвоить имена а, b, с, x1 и х2. Другой пример. Если в программе есть переменные, предназначенные для хранения суммы покупки и величины скидки, то этим переменным можно присвоить имена
TotalSumm и Discount или ObSumma и Skidka.
В языке Delphi каждая переменная перед использованием должна быть объявлена. С помощью объявления устанавливается не только факт существования переменной, но и задается ее тип, чем указывается и диапазон допустимых значений.
В общем виде инструкция объявления переменной выглядит так:
Имя: тип;
где:
· имя — имя переменной;
· тип — тип данных, для хранения которых предназначена переменная.
Пример:
а: Real; b: Real; i: Integer;
В приведенных примерах объявлены две переменные типа real и одна переменная типа integer.
В тексте программы объявление каждой переменной, как правило, помещают на отдельной строке.
Если в программе имеется несколько переменных, относящихся к одному типу, то имена этих переменных можно перечислить в одной строке через запятую, а тип переменных указать после имени последней переменной через двоеточие, например:
а,b,с: Real; x1,x2: Real;
Константы
В языке Delphi существует два вида констант: обычные и именованные.
Обычная константа — это целое или дробное число, строка символов или отдельный символ, логическое значение.
Числовые константы
В тексте программы числовые константы записываются обычным образом, т. е. так же, как числа, например, при решении математических задач. При записи дробных чисел для разделения целой и дробных частей используется точка. Если константа отрицательная, то непосредственно перед первой цифрой ставится знак "минус".
Ниже приведены примеры числовых констант:
123 0.0
-524.03 0
Дробные константы могут изображаться в виде числа с плавающей точкой. Представление в виде числа с плавающей точкой основано на том, что любое число может быть записано в алгебраической форме как произведение числа, меньшего 10, которое называется мантиссой, и степени десятки, именуемой порядком.
В табл. 1.3 приведены примеры чисел, записанных в обычной форме, в алгебраической форме и форме с плавающей точкой.
Таблица 1.3. Примеры записи дробных чисел
| Число | Алгебраическая форма | Форма с плавающей точкой | ||
| 1 000 000 -123.452 0,0056712 | 1х106 -1,23452x102 5,6712х10-3 | 1.0000000000Е+06 -1.2345200000Е+02 5,6712000000Е-03 |
Строковые и символьные константы
Строковые и символьные константы заключаются в кавычки. Ниже приведены примеры строковых констант:
'Язык программирования Delphi1 'Delphi 7'
'2.4'
'Д'
Здесь следует обратить внимание на константу ' 2.4'. Это именно символьная константа, т. е. строка символов, которая изображает число "две целые четыре десятых", а не число 2,4.
Логические константы
Логическое высказывание (выражение) может быть либо истинно, либо ложно. Истине соответствует константа True, значению "ложь" - константа False.
Именованная константа
Именованная константа — это имя (идентификатор), которое в программе используется вместо самой константы.
Именованная константа, как и переменная, перед использованием должна быть объявлена. В общем виде инструкция объявления именованной константы выглядит следующим образом:
константа = значение;
где:
· константа — имя константы;
· значение — значение константы.
Именованные константы объявляются в программе в разделе объявления констант, который начинается словом const. Ниже приведен пример объявления именованных констант (целой, строковой и дробной).
Const
Bound = 10;
Title = 'Скорость бега';
pi = 3.1415926;
После объявления именованной константы в программе вместо самой константы можно использовать ее имя.
В отличие от переменной, при объявлении константы тип явно не указывают. Тип константы определяется ее видом, например:
· 125 — константа целого типа;
· 0.0 — константа вещественного типа;
· ' выполнить ' — строковая константа;
· ' \' — символьная константа.
Инструкция присваивания
Инструкция присваивания является основной вычислительной инструкцией. Если в программе надо выполнить вычисление, то нужно использовать инструкцию присваивания.
В результате выполнения инструкции присваивания значение переменной меняется, ей присваивается значение.
В общем виде инструкция присваивания выглядит так: Имя: = Выражение;
где:
· Имя — переменная, значение которой изменяется в результате выполнения инструкции присваивания;
·: = — символ инструкции присваивания.
· Выражение — выражение, значение которого присваивается переменной, имя которой указано слева от символа инструкции присваивания.
Пример:
Surama:= Сеnа * Kol; Skidka:= 10; Found:= False;
Выражение
Выражение состоит из операндов и операторов. Операторы находятся между операндами и обозначают действия, которые выполняются над операндами. В качестве операндов выражения можно использовать: переменную, константу, функцию или другое выражение. Основные алгебраические операторы приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4. Алгебраические операторы
| Оператор | Действие | ||
| + | Сложение | ||
| - | Вычитание | ||
| * | Умножение | ||
| / | Деление | ||
| DIV | Деление нацело | ||
| MOD | Вычисление остатка от деления |
При записи выражений между операндом и оператором, за исключением операторов DIV и MOD, пробел можно не ставить.
Результат применения операторов +, -, * и / очевиден.
Оператор DIV позволяет получить целую часть результата деления одного числа на другое. Например, значение выражения is DIV i равно 2.
Оператор MOD, деление по модулю, позволяет получить остаток от деления одного числа на другое. Например, значение выражения 15 MOD 7 равно 1.
Тип выражения
Тип выражения определяется типом операндов, входящих в выражение, и зависит от операций, выполняемых над ними. Например, если оба операнда, над которыми выполняется операция сложения, целые, то очевидно, что результат тоже является целым. А если хотя бы один из операндов дробный, то тип результата дробный, даже в том случае, если дробная часть значения выражения равна нулю.
Важно уметь определять тип выражения. При определении типа выражения следует иметь в виду, что тип константы определяется ее видом, а тип переменной задается в инструкции объявления. Например, константы о, 1 и -512 — целого типа (integer), а константы 1.0, 0.0 и 3.2Е-05 — вещественного типа (real).
В табл. 1.5 приведены правила определения типа выражения в зависимости от типа операндов и вида оператора.
Таблица 1.5. Правила определения типа выражения
| Оператор | Тип операндов | Тип выражения | ||
| *, +, - | Хотя бы один из операндов real | real | ||
| *, +, - | Оба операнда integer | integer | ||
| / | real или integer | Всегда real | ||
| DIV, MOD | Всегда integer | Всегда integer |
Стандартные функции
Для выполнения часто встречающихся вычислений и преобразований язык Delphi предоставляет программисту ряд стандартных функций. Математические функции (табл. 1.6) позволяют выполнять различные вычисления.
Таблица 1.6. Математические функции
| Функция | Значение | ||
| Аbs (n) | Абсолютное значение n | ||
| Sqrt (n) | Квадратный корень из n | ||
| Sqr (n) | Квадрат n | ||
| Sin (n) | Синус n | ||
| Cos (n) | Косинус n | ||
| Arctan (n) | Арктангенс n | ||
| Ехр(n) | Экспонента n | ||
| Ln(n) | Натуральный логарифм n | ||
| Rardom(n) | Случайное целое число в диапазоне от 0 до n- 1 |
Величина угла тригонометрических функций должна быть выражена в радианах. Для преобразования величины угла из градусов в радианы используется формула (а*з.141525б)/180, где: а— величина угла в градусах; 3.1415926 — число л. Вместо дробной константы 3.1415926 можно использовать стандартную именованную константу PI. В этом случае выражение пересчета угла из градусов в радианы будет выглядеть так: a*Pi/180.
Функции преобразования
Функции преобразования (табл. 1.7) наиболее часто используются в инструкциях, обеспечивающих ввод и вывод информации. Например, для того чтобы вывести в поле вывода (компонент Label) диалогового окна значение переменной типа real, необходимо преобразовать число в строку символов, изображающую данное число. Это можно сделать при помощи функции FloatToStr, которая возвращает строковое представление значения выражения, указанного в качестве параметра функции.
Например, инструкция Labeii.caption:= FioatTostr(x) выводит значе-ние переменной х в поле Labeii.
Таблица 1.7. Функции преобразования
| Функция | Значение функции | ||
| Chr(n) IntToStr (k) | Символ, код которого равен n Строка, являющаяся изображением целого k |
| FloatToStr (n) | Строка, являющаяся изображением вещественного n | ||
| FloatToStrF(n, f, k,m) | Строка, являющаяся изображением вещественного п. При вызове функции указывают: f — формат (способ изображения); k — точность (нужное общее количество цифр); m — количество цифр после десятичной точки | ||
| StrToInt (s) | Целое, изображением которого является строка s | ||
| StrToFloat (s) | Вещественное, изображением которого является строка s | ||
| Round (n) | Целое, полученное путем округления n по известным правилам | ||
| Trunc (n) | Целое, полученное путем отбрасывания дробной части n | ||
| Frac(n) | Дробное, представляющее собой дробную часть вещественного n | ||
| Int (n) | Дробное, представляющее собой целую часть вещественного n |
Использование функций
Обычно функции используют в качестве операндов выражений. Параметром функции может быть константа, переменная или выражение соответствующего типа. Ниже приведены примеры использования стандартных функций и функций преобразования.
n:= Round((x2-x1)/dx);
x1:= (-b + Sqrt(d)) / (2*а);
m:= Random(10);
cena:= StrToInt(Edit1.Text);
Edit2.Text:= IntToStr(100);
mes:= 'x1=' + FloatToStr(xl);
Процедуры и функции
При программировании в Delphi работа программиста заключается в основном в разработке процедур (подпрограмм) обработки событий.
При возникновении события автоматически запускается процедура обработки события, которую и должен написать программист. Задачу вызова процедуры обработки при возникновении соответствующего события берет на себя Delphi.
В языке Object Pascal основной программной единицей является подпрограмма. Различают два вида подпрограмм: процедуры и функции. Как процедура, так и функция, представляют собой последовательность инструкций, предназначенных для выполнения некоторой работы. Чтобы выполнить инструкции подпрограммы, надо вызвать эту подпрограмму. Отличие функции от процедуры заключается в том, что с именем функции связано значение, поэтому имя функции можно использовать в выражениях.
Структура процедуры
Процедура начинается с заголовка, за которым следуют:
раздел объявления констант;
· раздел объявления типов;
· раздел объявления переменных;
· раздел инструкций.
В общем виде процедура выглядит так:
procedure Имя (СписокПараметров);
Const
// здесь объявления констант
Type
// здесь объявления типов var
// здесь объявления переменных
Begin
// здесь инструкции программы
end;
Заголовок процедуры состоит из слова procedure, за которым следует имя процедуры, которое используется для вызова процедуры, активизации ее выполнения. Если у процедуры есть параметры, то они указываются после имени процедуры, в скобках. Завершается заголовок процедуры символом "точка с запятой".
Если в процедуре используются именованные константы, то они объявляются в разделе объявления констант, который начинается словом const.
За разделом констант следует раздел объявления типов, начинающийся словом type.
После раздела объявления типов идет раздел объявления переменных, в котором объявляются (перечисляются) все переменные, используемые в программе. Раздел объявления переменных начинается словом var.
За разделом объявления переменных расположен раздел инструкций. Раздел инструкций начинается словом begin и заканчивается словом end, за которым следует символ "точка с запятой". В разделе инструкций находятся исполняемые инструкции процедуры.
Ниже в качестве примера приведен фрагмент программы вычисления стоимости покупки — процедура Summa.
procedure Summa;
Var
cena: real; // цена
kol: integer; // количество
s: real; // сумма
mes: string[255]; // сообщение
Begin
cena:= StrToFloat(Form1.Edit1.Text);
kol:= StrToInt(Form1.Edit2.Text);
s:= cena * kol; if s > 500 then
Begin
s:= s * 0.9;
mes:= 'Предоставляется скидка 10%'
+ #13; end; mes:= mes+ 'Стоимость покупки: '
+ FloatToStrF(s,ffFixed,4,2) +' руб.';
Forml.Label3.Caption:= mes; end;
Преимущества использования подпрограмм очевидны. Во-первых, в программе нет дублирования кода, что сокращает трудоемкость создания программы, делает более удобным процесс отладки и внесения изменений. Представьте, что нужно изменить пояснительный текст, выводимый программой пересчета веса из фунтов в килограммы. В программе, не использующей подпрограмму, нужно просмотреть весь текст и сделать необходимые изменения. Если программа использует подпрограмму, то изменения надо внести только в текст подпрограммы. Во-вторых, значительно повышается надежность программы. Следует обратить внимание, что подпрограммы используют не только тогда, когда нужно избежать дублирования кода. Удобно большую задачу разделить на несколько подзадач и оформить каждую задачу как подпрограмму. В этом случае значительно улучшается "читаемость" программы и, как следствие, существенно облегчается процесс отладки.
Подпрограмма — это небольшая программа, которая решает часть общей задачи. В языке Delphi есть два вида подпрограмм — процедура и функция.
У каждой подпрограммы есть имя, которое используется в программе для вызова подпрограммы (процедуры).
Отличие функции от процедуры состоит в том, что с именем функции связано значение, поэтому функцию можно использовать в качестве операнда выражения, например, инструкции присваивания.
Как правило, подпрограмма имеет параметры. Различают формальные и фактические параметры.
Параметры, которые указываются в объявлении функции, называются формальными. Параметры, которые указываются в инструкции вызова процедуры, называются фактическими.
Параметры используются:
· для передачи данных в подпрограмму;
· для получения из результата подпрограммы.
В общем случае в качестве фактического параметра процедуры можно использовать выражение, тип которого должен совпадать с типом соответствующего формального параметра.
Структура функции
Функция начинается с заголовка, за которым следуют разделы объявления констант, типов и переменных, а также раздел инструкций.
Объявление функции в общем виде выглядит следующим образом:
function Имя (СписокПараметров): Тип;
const // начало раздела объявления констант
type // начало раздела объявления типов
var // начало раздела объявления переменных
begin // начало раздела инструкций
result:= Значение; // связать с именем функции значение
end;
Заголовок функции начинается словом function, за которым следует имя функции. После имени функции в скобках приводится список параметров, за которым через двоеточие указывается тип значения, возвращаемого функцией (тип функции). Завершается заголовок функции символом "точка с запятой".
За заголовком функции следуют разделы объявления констант, типов и переменных.
В разделе инструкций, помимо переменных, перечисленных в разделе описания переменных, можно использовать переменную result. По завершении выполнения инструкций функции значение этой переменной становится значением функции. Поэтому среди инструкций функции обязательно должна быть инструкция, присваивающая переменной result значение. Как правило, эта инструкция является последней исполняемой инструкцией функции.
Ниже в качестве примера приведена функция FuntToKg, которая пересчитывает вес из фунтов в килограммы:
// Пересчет веса из фунтов в килограммы
function FuntToKg(f:real):real;
Const
// в России 1 фунт равен 409,5 гр.
К=0.4095; // коэф. Пересчета
Begin
result:=f*K;
end;