Общая характеристика языка Паскаль.

Язык Паскаль относится к процедурно-ориентированным языкам высокого уровня. Разработан американским ученым Никласом Виртом в 1971г. в качестве языка для обучения программированию. Базой при разработке явился язык Алгол.

В настоящее время он получил широкое распространение по ряду объективных причин.

Во-первых, по своей идеологии Паскаль наиболее близок к современной методике и технологии программирования. В частности, он достаточно полно отражает идеи структурного программирования, что довольно хорошо видно даже из основных управляющих структур языка.

Во-вторых, Паскаль хорошо приспособлен для применения технологии разработки программ сверху-вниз (пошаговой детализации).

В-третьих, Паскаль содержит большое разнообразие различных структур данных, что обеспечивает простоту алгоритмов, а следовательно снижение трудоемкости при разработке программ.

Структура программы на языке Паскаль.

Синтаксически программа на языке Паскаль делится на 2 части: заголовок и программный блок.

Общий вид заголовка: PROGRAM <имя программы>[(<список файлов>)];

Заголовок программы может отсутствовать. Стандартные файлы INPUT (входной) и OUTPUT (выходной) также могут опускаться, т.к. принимаются по умолчанию.

Блок программы состоит из описательной и исполнительной частей (описательная часть предшествует исполнительной части) и включает следующие разделы:

LABEL <описание меток>; - раздел описания меток

CONST <описание констант>; - раздел описания констант

TYPE <описание типов>; - раздел описания типов

VAR <описание переменных>; - раздел описания переменных

PROCEDURE <описание процедуры>; - раздел описания

FUNCTION <описание функции>; процедур и функций

BEGIN

<исполнительная часть программы> - раздел операторов

END.

Текст программы записывается в виде строк длиной не более 127 символов. В Турбо Паскале порядок следования разделов описаний произвольный и каждый из разделов может повторяться несколько раз или отсутствовать. Раздел операторов (начинается с BEGIN и заканчивается END) состоит из операторов, разделенных точкой с запятой. Исполнительная часть программы является обязательной, может быть единственной частью программы.

Видом работы компилятора можно управлять директивами. Их включают в исходный текст в виде комментариев со специальным синтаксисом. Если процедура или функция хранятся в виде отдельного файла, то для включения их описания в исходный текст программы компилятору задается директива INCLUDE следующего вида: {$I <имя файла>}, которая должна быть помещена в разделе описаний процедур и функций

Оператор присваивания.

Наиболее простым и часто используемым оператором языка является оператор присваивания: <переменная>: = <выражение>;

Выражение – это формула для вычисления значения. Она образуется из операндов, соединенных знаками операций и круглыми скобками. В качестве операндов могут выступать переменные, константы, указатели функций.

Тип переменной в левой части оператора присваивания обычно должен совпадать с типом значения выражения в правой части. Возможны случаи несовпадения типов, например, когда слева переменная вещественного типа, а справа выражение целого типа. Выражения являются составной частью операторов.

Составной оператор

Важным инструментом в Турбо-Паскале является понятие составного оператора. Составной оператор представляет собой последовательность инструкций, заключенную в операторные скобки Begin...End. Перед ключевым словом End точку с запятой можно опускать. Благодаря этому понятию, можно в качестве одного действия в операторах ветвления и цикла записывать последовательность операторов. В нашем примере в операторе If для A[I] > Max выполняются два оператора присваивания в рамках одного составного оператора.

begin

Max:= A[I];

NMax:= I;

End

4. Понятие процедуры и функции в Паскале. Их назначение, применение, варианты размещения в программе

Для реализации многократно повторяющихся участков вычислений и для обеспечения модульности программ в языке Турбо Паскаль предусмотрена возможность использования процедур и функций.

Процедура - это поименованное сложное действие, которое представляет собой совокупность операторов, вычисляющих некоторое число результатов в зависимости от некоторого числа аргументов.

Процедура или функция (общее название - подпрограмма) определяется в разделе описаний основной программы или другой процедуры(функции). Процедура(функция) имеет ту же структуру, что и основная программа, т.е. состоит из заголовка, описательной части и выполняемой части.

Синтаксис заголовка процедуры:

PROCEDURE < имя процедуры > [(<список формальных параметров >)];

Например:

PROCEDURE PR1 (A,B,C: INTEGER; VAR S: REAL);

- Здесь PR1 – имя процедуры, а А,В,С,S – имена переменных, являющихся параметрами.

В отличие от основной программы заголовок в процедуре обязателен, но завершается процедура не точкой, а точкой с запятой. Описание процедуры выполняется с формальными параметрами. Оператор процедуры служит для вызова процедуры из основной программы или из другой процедуры(функции).

Вызов осуществляется в следующей форме:

<имя процедуры > [(<список фактических параметров>)];

Таким образом, для приведенного заголовка процедуры можно написать такой оператор вызова:

PR1 (A,B,C,S);

Формат списка параметров в заголовке процедуры и при вызове процедуры отличаются. При вызове переменные, константы или выражения следуют через запятую, а в заголовке запись переменных напоминает объявление переменных в разделе описания переменных. Для всех элементов списка должен быть указан тип данных. Несколько переменных, отнесенных к одному типу, пишутся через запятую, а группы переменных различного типа отделяются точкой с запятой. После обращения к процедуре управление передается на выполнение следующего за вызовом процедуры оператора.

Функция предназначена для вычисления какого-либо одного значения и используется в выражениях аналогично стандартным функциям.

Синтаксис заголовка функции:

FUNCTION < имя функции >[(<список формальных параметров>)]: <тип результата>;

Например:

FUNCTION PRF (A,B,C: INTEGER): REAL;

Отличие описания функции от процедуры:

• результатом обращения к функции может быть одно единственное значение;

• идентификатор результата не указывается в списке формальных параметров;

• в выполняемой части функции, хотя бы один раз, имени функции должно быть присвоено значение результата (чаще всего перед выходом из функции);

• после списка формальных параметров задается тип результата;

• после обращения к функции управление передается на выполнение следующей операции данного выражения (в соответствии с приоритетом).

Для вызова функции используется указатель функции (имя функции со списком фактических параметров), который обязательно должен быть частью какого-либо выражения (входить в правую часть оператора присваивания, присутствовать в списке данных оператора вывода, в логическом выражении условного оператора и т.д.). Для приведенного заголовка функции вызов функции может быть осуществлен одним из следующих способов:

S:=PRF (A,B,C);

Writeln (PRF (A,B,C));

If PRF (A,B,C)>20 then K=K+1;

 

Правила построения процедуры, размещение ее в программе обращение к ней из вызывающей программы. Обмен информацией между процедурой и вызывающей программой: понятие формального и фактического параметра. Технологии передачи параметров – по ссылке и по значению. Применение этих технологий

Процедура - это поименованное сложное действие, которое представляет собой совокупность операторов, вычисляющих некоторое число результатов в зависимости от некоторого числа аргументов.

Синтаксис заголовка процедуры:

PROCEDURE < имя процедуры > [(<список формальных параметров >)];

Например: PROCEDURE PR1 (A,B,C: INTEGER; VAR S: REAL);

- Здесь PR1 – имя процедуры, а А,В,С,S – имена переменных, являющихся параметрами.

В отличие от основной программы заголовок в процедуре обязателен, но завершается процедура не точкой, а точкой с запятой. Описание процедуры выполняется с формальными параметрами. Оператор процедуры служит для вызова процедуры из основной программы или из другой процедуры(функции).

Вызов осуществляется в следующей форме:

<имя процедуры > [(<список фактических параметров>)];

Таким образом, для приведенного заголовка процедуры можно написать такой оператор вызова: PR1 (A,B,C,S);

Формат списка параметров в заголовке процедуры и при вызове процедуры отличаются. При вызове переменные, константы или выражения следуют через запятую, а в заголовке запись переменных напоминает объявление переменных в разделе описания переменных. Для всех элементов списка должен быть указан тип данных. Несколько переменных, отнесенных к одному типу, пишутся через запятую, а группы переменных различного типа отделяются точкой с запятой. После обращения к процедуре управление передается на выполнение следующего за вызовом процедуры оператора.

При описании процедуры (функции) в ее заголовке могут быть указаны параметры следующих видов:

- параметры-значения;

- параметры-переменные;

- параметры-константы;

- параметры-процедуры;

- параметры-функции.

При записи параметров необходимо помнить:

- число формальных и фактических параметров должно быть одинаково;

- порядок следования и тип фактических параметров должен совпадать с порядком и типом соответствующих формальных параметров;

- идентификаторы формальных и фактических параметров могут совпадать;

- формальные параметры в языке Турбо Паскаль в заголовке находятся вместе с описаниями и объявлять их в разделе описаний процедуры(функции) не требуется;

- формальные параметры должны иметь простые или ранее определенные типы.

При передаче в подпрограмму массива его тип объявляют предварительно в разделе описания типов TYPE.

Например.

TYPE TV=ARRAY [1..30] OF INTEGER;

TM=ARRAY [1..20,1..20] OF REAL;

...

PROCEDURE TOP (A:TM; VAR B: TV; N: INTEGER);

...

Здесь описаны два типа массивов. TV – для одномерного массива и TM для двумерного массива. Затем в списке формальных параметров для переменных А и В используются эти ранее определенные типы при описании соответственно матрицы и вектора.

Формальные параметры – данные, с которыми работает подпрограмма (ПП). Это внутренние данные для ПП. Они перечисляются в заголовке ПП и связаны с фактическими параметрами.

Фактические параметры – данные, передаваемые в ПП и возвращаемые из нее. Это внешние для ПП данные, с которыми имеет дело вызывающая часть программы. В ПП им соответствуют формальные параметры. Указываются в списке фактических параметров при обращении к ПП.

Список параметров, задаваемых в заголовке процедуры или функции, обеспечивает связь подпрограммы с вызывающей программой. Через него в подпрограмму передаются исходные данные и возвращается результат (в процедуре). В языке Турбо Паскаль предусмотрены два принципиально отличающихся механизма передачи параметров: по значению и по ссылке.

Параметры-значения.

При передаче параметров по значению в стеке, в котором осуществляется выделение памяти под внутренние (локальные) переменные подпрограммы, выделяется дополнительная память, в которую копируются значения соответствующих фактических параметров. В вызывающей программе в качестве аргумента подпрограммы для параметра-значения может использоваться не только переменная, но и выражение.

После завершения работы подпрограммы выделенная этим параметрам память становится недоступной, поэтому передача параметров по значению не может использоваться в подпрограммах для получения результатов.

Параметры-переменные.

При вызове по ссылке в подпрограмме память под передаваемые переменные не отводится. В подпрограмму передается не значение переменной, а ссылка на место в памяти соответствующего фактического параметра. Подпрограмма, выполняющая некоторые действия с этой переменной, в действительности производит действия с соответствующим фактическим параметром, поэтому после выполнения процедуры, изменения, выполненные над этой переменной, сохраняются. Перед записью параметров-переменных в списке формальных параметров указывается ключевое слово VAR (действует до "; "). Для вычисляемых результатов могут быть использованы только параметры-переменные.

Формальным параметрам-переменным не могут соответствовать в качестве фактических значений константы или выражения,так как они не имеют адреса для передачи.

В качестве параметров-переменных могут быть использованы массивы и строки открытого типа, у которых не задаются размеры. Открытый массив представляет собой формальный параметр подпрограммы, описывающий базовый тип элементов, но не определяющий его размерность и границы. Индексация элементов в этом случае начинается с нуля. Верхняя граница открытого массива возвращается функцией HIGH.

Правила построения функции в Паскале, размещение ее в программе, обращение к ней из вызывающей программы. Обмен информацией между функцией и вызывающей программой: понятие формальных параметров, их описание, особенности технологии возврата результата

Функция предназначена для вычисления какого-либо одного значения и используется в выражениях аналогично стандартным функциям.

Синтаксис заголовка функции:

FUNCTION < имя функции >[(<список формальных параметров>)]: <тип результата>;

Например:

FUNCTION PRF (A,B,C: INTEGER): REAL;

Формальные параметры – данные, с которыми работает подпрограмма (ПП). Это внутренние данные для ПП. Они перечисляются в заголовке ПП и связаны с фактическими параметрами.

Отличие описания функции от процедуры:

• результатом обращения к функции может быть одно единственное значение;

• идентификатор результата не указывается в списке формальных параметров;

• в выполняемой части функции, хотя бы один раз, имени функции должно быть присвоено значение результата (чаще всего перед выходом из функции);

• после списка формальных параметров задается тип результата;

• после обращения к функции управление передается на выполнение следующей операции данного выражения (в соответствии с приоритетом).

Для вызова функции используется указатель функции (имя функции со списком фактических параметров), который обязательно должен быть частью какого-либо выражения (входить в правую часть оператора присваивания, присутствовать в списке данных оператора вывода, в логическом выражении условного оператора и т.д.). Для приведенного заголовка функции вызов функции может быть осуществлен одним из следующих способов:

S:=PRF (A,B,C);

Writeln (PRF (A,B,C));

If PRF (A,B,C)>20 then K=K+1;

 

7. Сравнительный анализ возможностей процедуры и функции. Возможности преобразования процедуры в функцию и наоборот

Процедура - это поименованное сложное действие, которое представляет собой совокупность операторов, вычисляющих некоторое число результатов в зависимости от некоторого числа аргументов.

Синтаксис заголовка процедуры: PROCEDURE < имя процедуры > [( <список формальных параметров > )];

Функция предназначена для вычисления какого-либо одного значения и используется в выражениях аналогично стандартным функциям.

Синтаксис заголовка функции: FUNCTION < имя функции >[(<список формальных параметров>)]: <тип результата>;

Размещение:

Процедура или функция (общее название - подпрограмма) определяется в разделе описаний основной программы или другой процедуры(функции). Процедура(функция) имеет ту же структуру, что и основная программа, т.е. состоит из заголовка, описательной части и выполняемой части.

Отличие описания функции от процедуры:

· результатом обращения к функции может быть одно единственное значение;

· идентификатор результата не указывается в списке формальных параметров;

· в выполняемой части функции, хотя бы один раз, имени функции должно быть присвоено значение результата (чаще всего перед выходом из функции);

· после списка формальных параметров задается тип результата;

· после обращения к функции управление передается на выполнение следующей операции данного выражения (в соответствии с приоритетом).

Преобразование процедуры в функцию:

Только если на выходе процедуры 1 результат

PROCEDURE P1 (A,B,C: Integer; VAR Sum: Integer)

Begin

Sum:=A+B+C;

End;

Преобразование функции в процедуру: ВОЗМОЖНО ВСЕГДА