Организация подпрограмм. Процедуры и функции. Процедуры и функции

В Паскале два типа подпрограмм – процедуры и функции. Итак, процедура – это часть программы (подпрограмма), имеющая имя и предназначенная для решения некоторой частной задачи (подзадачи). Процедуры делятся по способам описания и обращения к ним. Процедура встроенная (машинная) – это процедура, описание которой считается известной транслятору, в связи с чем ее можно использовать в программе, зная только ее имя. Процедура пользователя – процедура, которую создает (описывает) программист на основе имеющихся операторов и встроенных процедур и функций данного языка по определенным правилам данного языка. Процедура без параметров – процедура, при обращении к которой не требуется задания начальных установок, значений и после выполнения которой, в основную программу не передаются результаты работы данной процедуры. Процедура с параметрами-значениями – процедура, при обращении к которой требуются только начальные значения. На выходе данные не передаются в основную программу. Процедура с параметрами-переменными – процедура, не требующая начальных значений, однако передающая в основную программу результаты своей работы (передает значения некоторых переменных). Комбинированная процедура – процедура, имеющая параметры-переменные и параметры-значения, т. е. входные и выходные данные.

Функции пользователя. Рекурсивные функции

функция есть частный вид определенного типа процедур, а именно процедур с одним параметром-переменной.

Определение функции

Функция отличается от процедуры только тем, что всегда возвращает в точку вызова одно скалярное значение. При этом функция, как и процедура, может содержать параметры-значения или быть без них. Общая форма записи заголовка функции

FUNCTION имя (список параметров: тип): тип; или

FUNCTION имя: тип;

Тип результата есть тип значения функции. Список параметров такой же, что и для процедуры, только здесь все параметры являются аргументами. Имя переменной, которая хранит значение функции, совпадает с именем функции.

Итак, заголовок функции отличается от заголовка процедуры не только сменой слова PROCEDURE на FUNCTION, но и удалением из списка параметров параметра-результата с присвоением его типа имени функции: PROCEDURE <имя процедуры> (аргументы;
VAR параметр-результат: тип);

FUNCTION <имя функции> (аргументы): тип;

Другой особенностью описания функции является наличие в нем хотя бы одного оператора присваивания, в левой части которого стоит имя определяемой функции, а в правой – выражение для вычисления результата функции. Очевидно, что тип этого выражения должен совпадать с указанным в заголовке типом функции.

Вызов функции также отличается от вызова процедуры. Если вызов процедуры осуществляется с помощью специального оператора вызова (оператора процедуры), то функция вызывается только внутри некоторого выражения. Для того чтобы осуществить обращение к функции, необходимо использовать ее имя со списком фактических параметров в каком-либо выражении, тип которого совпадает с типом значения функции. Само же выражение, внутри которого вызывается функция, может быть правой частью оператора присваивания, частью логического выражения и пр.

Функции пользователя

Известно, что Паскаль имеет набор стандартных функций. Однако этот набор ограничен. Пользователь может по желанию расширить список функций, создав свои функции – функции пользователя. Так, например, в Паскале есть SQR (X) = X2, а вот функции F (X) = Xn, где n принадлежит множеству целых чисел Z, нет. Используя определенное ранее понятие функции, можно создать для этого универсальную функцию, которая давала бы степени произвольного вещественного числа с любым целым показателем.

Рекурсивные функции

К функциям можно обращаться тремя способами: из тела основной программы, из тела другой функции, из тела самой функции, т. е. функция может вызывать саму себя. Функции называются рекурсивными, если в описании функции происходит вызов самой себя, а процесс обращения – рекурсией. Продемонстрируем использование рекурсии на примере вычисления значения факториала произвольного натурального числа N.

 

ОБРАБОТКА МАССИВОВ

Скалярный тип – простой тип данных. Скалярное данное неделимо. Массив – это структурированный тип данных. Массив состоит из нескольких элементов. Ко всему массиву можно обращаться по его имени. Можно обращаться к его элементу, но для этого надо задать индекс (индексы). Массивы бывают одномерные и многомерные. Для объявления массива необходимо задать типы его индексов и компонент:

ARRAY [Тип индексов] OF <Тип компонент>;

Тип компонент массива – это просто тип данных, ассоциированный с каждой компонентой массива. Тип компонент может быть любым REAL, INTEGER, CHAR, BOOLEAN, перечислимым, интервальным. В качестве компоненты массива может быть взят и тип массив.

Тип индекса должен быть одним из упорядоченных типов, т. е. любым скалярным типом, кроме REAL: INTEGER, CHAR, интервальный, перечислимый. Тип индекса определяет границы изменения индекса. Если сделана попытка использовать несуществующую компоненту, то возникает ошибка (ошибка неверного индекса).

Одномерные массивы

Одномерный массив можно задать (объявить) двумя способами:

1. C помощью служебного слова TYPE описывается тип массива, а затем с помощью VAR вводится переменная этого типа.

Общая форма записи

TYPE <тип массива> = ARRAY [тип индекса] OF <тип компонент>;

VAR <переменная>: <тип массива>;

2. С помощью слова VAR сразу описывается переменная типа массив.

Общая форма записи

VAR <переменная>: ARRAY [тип индекса] OF <тип компонент>;

Многомерные массивы

Для определения позиции элемента в двумерном массиве необходимы два индекса. Любой двумерный массив есть матрица, а матрица есть таблица. Поэтому удобно описывать двумерные массивы путем указания границ изменения индексов (номеров) строк и столбцов.

Например, таблица символов M × N, где M – число строк и N – число столбцов, может быть описана:

var TAB: array [1..M, 1..N] of char;

Общая форма записи VAR <имя>: ARRAY [тип индекса строки, тип индекса столбца] OF <тип компонент>;

Однако двумерный массив можно интерпретировать как вектор-столбец, каждый элемент которого, в свою очередь, является одномерным массивом (вектор-строка). Этот подход к определению двумерного массива влечет его описание с помощью двух строк, где первая содержит описание строки, а вторая – описание столбца:

type LINE = array [1..N] of char;

STOLB = array [1..M] of LINE;

var TAB: STOLB.

Здесь TAB [I] – переменная типа LINE, а TAB [I][J] – переменная типа CHAR.

Обработка массивов включает в себя, как правило, следующие компоненты: ввод массива (с клавиатуры или с помощью датчика случайных чисел), вывод полученного массива на экран и собственно его обработка. Все эти компоненты рекомендуется оформлять в виде отдельных процедур. При этом надо учитывать следующий фактор: если процедуре (или функции) будет передаваться массив, то надо объявить в ней этот массив как параметр с атрибутом VAR даже в том случае, если значение массива внутри процедуры не изменяется.

 

ОБРАБОТКА СТРОКОВЫХ ВЕЛИЧИН

В Паскале, как и в других языках программирования, предусмотрена обработка текстов или строк. Для этой цели в языке существует два типа данных: SHAR и STRING.

6.1. Тип данных CHAR

Типу данных CHAR соответствуют символьные константы и переменные. Символьная константа есть какой-то символ алфавита, взятый в апострофы. Символьные переменные получают значения символьных констант с помощью оператора присваивания:

ALPFA:= 'p'; A:= 't'; B:= '3'; C:= ' '; D:= ''.

Все символы алфавита образуют множество литер. Каждый символ имеет свой код в ASCII. Это позволяет использовать булевские сравнения: =, <>, <, <=, >, >=.

Данные этого типа описываются с помощью служебного слова CHAR. Например, переменную ALPFA можно описать как VAR ALPFA: CHAR.

Общая форма записи VAR <переменная>: CHAR;

При работе с данными типа CHAR, если у нас есть последовательность символов, существует два способа ввода этих символов с клавиатуры.

При первом способе организуется цикл, внутри которого помещается оператор READLN. При этом способе элементы последовательности вводятся поочередно, и после набора на клавиатуре символа необходимо нажать клавишу ввода ENTER. Таким образом, здесь число нажатий клавиши ENTER совпадает с числом вводимых элементов последовательности.

Второй способ характеризуется применением для ввода символов оператора READ. С его помощью можно сразу же ввести всю последовательность символов, которая записывается в буфер клавиатуры. Последующий цикл с оператором READ осуществляет уже выборку элементов из этого буфера в соответствующие переменные, указанные в операторе READ.

 

6.3. Тип данных STRING

Хотелось бы иметь такую переменную, в которую можно было бы поместить текст произвольной (но ограниченной) длины. Такую возможность предоставляет тип STRING. Так, объявив переменную var HAMLET: string [17], можно путем оператора присваивания (а не через цикл) задать ей значение текста произвольной длины (от 0 до 17), например:

HAMLET:= 'Быть или не быть';

HAMLET:= 'Бедный Йорик';

HAMLET:= ' '; HAMLET:= ''.

Отметим также, что при компиляции программы в случае объявления строки-массива в памяти ЭВМ резервируется место под массив, который должен быть полностью заполнен в процессе работы программы. Для типа STRING также резервируется место в памяти того же объема, но здесь не обязательно заполнять его целиком. Незаполненные места представлены пробелами. Данный тип представлен следующей общей формой записи:

Общая форма записи TYPE <имя типа> = STRING [N]; VAR <имя переменной>: <имя типа>; или VAR <имя переменной>: STRING [N];

Здесь N – целая константа, задающая максимальную длину текста. Доступ к элементам строки производится с помощью индексов, так как в этом типе также все элементы имеют свой (числовой) индекс от 1 до N. В результате получается величина типа CHAR, например:

HAMLET:= 'ПРОГРАММА';

HAMLET [1] = 'П'; HAMLET [9] = 'А'.

Тип STRING и стандартный тип CHAR совместимы. Строки и символы могут употребляться в одних и тех же строковых выражениях.

Строковое выражение состоит из строковых (символьных) констант, переменных, указателей строковых функций и операции конкатенации (склеивания) строк, обозначаемой знаком «+». Строки можно сравнивать. В результате сравнения двух строк истина получается только в том случае, если сравниваемые строки совпадают посимвольно и имеют одинаковую длину (принадлежат одному и тому же типу).

6.4. Строковые функции и процедуры

Строковые функции и процедуры введены в систему программирования Turbo Pascal для облегчения манипуляции со строками. Имеется восемь строковых функций и процедур.

1. Функция CONCAT (склеивание)

Синтаксис: concat (S1, S2,..., Sn: string): string. Возвращает строку, полученную конкатенацией строк S1,...,Sn. Если длина результата больше 256, то излишние символы отбрасываются. Эта функция фигурирует в правой части «:=» и в строковых выражениях.

Пример:

NUMBER:= concat ('12', '34', '50'); NUMBER = '123450'.

2. Функция LENGTH (длина)

Синтаксис: length (S: string): integer. Возвращает длину строки S.

П р и м е р:

N:= length ('345'); N = 3.

3. Функция POS (позиция)

Синтаксис: pos (S, T: string): integer. Функция POS в качестве аргументов использует две строки и определяет, содержится ли первая строка во второй. Возвращает номер символа, начиная с которого S входит в T. Если вхождения нет, то возвращает 0.

П р и м е р:

N:= pos ('E', 'HELLO');

N = 2.

N:= pos ('A', 'HELLO');

N = 0.

4. ФункцияCOPY (вырезка фрагмента)

Синтаксис: copy (S: string; N1, N: integer): string. Возвращает подстроку, полученную из N символов строки S, начиная с позиции N1. Значение переменной S при этом не меняется.

Пример:

FRAGMENT:= copy ('PROGRAMM', 2, 3);

FRAGMENT = 'ROG'.

5. Процедура DELETE (стирание фрагмента)

Синтаксис: delete (var S: string; POS, LEN: integer). Убирает из строки S LEN символов, начиная с POS, при этом длина строки уменьшается на LEN позиций.

Пример:

FRAGMENT:= 'PROGRAMM';

delete (FRAGMENT, 2, 3);

FRAGMENT = 'PRAMM'.

6. Процедура INSERT (вставка)

Синтаксис: insert (S: string; var D: string; POS: integer). Вставляет строку S в строку D перед символом с номером POS, при этом длина строки D увеличивается на LENGTH (S) позиций.

Пример:

FRAGMENT:= 'PRAMM';

insert ('ROG', FRAGMENT, 2);

FRAGMENT = 'PROGRAMM'.

7. Процедура STR (преобразование в строку)

Синтаксис: str (I: integer; var S: string); str (R: real; var S: string).

12.. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ГРАФИКИ

Графические объекты могут находиться на экране только в то время, когда работает программа. Для формирования графических изображений в системе TurboPascal предназначен стандартный библиотечный модуль GRAPH. В нем содержится 79 графических процедур, функций, десятки стандартных констант и типов данных. Все они составляют единый комплекс средств, позволяющих разрабатывать профессиональные программные продукты. Подключение модуля GRAPH к пользовательской программе осуществляется стандартным способом - с помощью зарезервированного слова USES: USES GRAPH. С этого момента все графические средства доступны пользователю.

Взаимодействие программы и видеосистемы в графических режимах обеспечивают драйверы. Драйверы собраны в файлах, имеющих расширение BGI: CGA. BGI, EGAVGA. BGI, HERC. BGI, IBM 8514.BGI, ATT. BGI, PC3270.BGI и др. Драйвер – это специальная программа, осуществляющая управление тем или иным техническим средством ПК. Графический драйвер управляет графическим адаптером в графическом режиме.

7.1. Инициализация графического режима

Графические возможности конкретного адаптера определяются разрешением экрана, т. е. общим количеством пикселей, а также количеством цветов. Кроме того, многие адаптеры могут работать с несколькими графическими страницами. Для инициализации графического режима используется процедура InitGraph (var Driver, Mode: integer; Path:string), где Driver – переменная типа integer, определяющая тип графического драйвера; Mode – переменная того же типа, задающая режим работы графического адаптера; Path – выражение типа string, содержащее путь доступа к файлу драйвера.

Program primer;
Uses graph;
Var D, M: integer; {переменные для установки драйвера и режима работы}
Begin
D:=9; M:=2;
InitGraph (d, m, ‘здесь нужно указать путь к драйверу EGAVGA. BGI ’};

…………………………………………………………………………