Модуль 4. Структурированные типы данных

 

Традиционно к структурированным типам данных в языке Pascal относят массивы, множества и записи. Иногда структурированным считают строковый тип. На самом деле строки занимают промежуточное положение между простыми и структурированными типами, но т.к. большинство их свойств реализуются как свойства сложных данных, то строки рассматриваются как структурированный тип.

 

 

Массивы.

 

Объявление переменной массива происходит в разделе var. При этом используется зарезервированное слово array, указывается тип массива и его размерность перечислением индексов, а также объявляется тип данных в массиве.

Пример 1:

Пример 2:

var masiv: array ['a'..'z'] of integer;

Для обращения к элементу массива в Pascal-программе указывается имя массива и в квадратных скобках индексы элемента.

Пример 1:

a [2,4]

а) ввести значение:

read (A[2,4]);

б) изменить значение:

A[2,4]:=5;

в) сообщить значение:

write (A[2,4]);

Пример 2:

masiv ['b'];

masiv['b']:=47*24;

Задача ввода элементов массива.

а) линейного:

 

 

program vvod;

var A: array [1..10] of integer;

i:integer;

begin

for i:=1 to 10 do

read (A[i]);

end.

 

 

б) двумерного:

 

 

program vvod;

const n=5; m=7;

var A: array [1..n,1..m] of real;

i,j: integer;

begin

for i:=1 to n do

for j:=1 to m do

read (A[i,j]);

end.

 

 

Задача 2: найти минимальный элемент в массиве:

 

 

program min;

const n=10;

var i: byte;

a: array [1..n] of real;

min: real;

begin

for i:=1 to n do read (A[i]);

min:=A[1];

for i:=1 to n do

if min>A[i] then min:=A[i];

write (min);

end.

 

 

Сортировка массивов.

 

Сортировкой называется процесс расположения элементов массива в порядке убывания (возрастания) из значений.

Пример:

Алгоритм выполнения сортировки называется методом сортировки. К наиболее распространенным методам относятся:

1. Простым выбором
2. Простой перестановкой
3. Пузырьковый метод

1. На каждом шаге находится минимальный (максимальный) неотсортированной части. Он меняется с первым элементом в неотсортированной части, после чего отсортированная часть увеличивается на один элемент. На первом шаге весь массив считается неотсортированным. Сортировка заканчивается за (n-1) шаг.
2. Пример: 241795

 

1 шаг: 1 | 42795

2 шаг: 12 | 4795

3 шаг: 124 | 795

4 шаг: 1245 | 97

5 шаг: 124579

 

1. На каждом шаге массив делится на отсортированную и неотсортированную части. Первый элемент из неотсортированной части сравнивается с каждым элементом отсортированной части, начиная с последнего. Если найден элемент, больший сравниваемого, то они меняются местами. Шаг закончен когда просмотрены все отсортированные элементы. Сортировка закончена когда просмотрены все неосортированные элементы. На первом шаге отсортироованным считается первый элемент.
2. Пример: 2 | 41795

 

1 шаг: 24 | 1795

2 шаг: 21 | 4795

124 | 795

3 шаг: 1247 | 95

4 шаг: 12479 | 5

124759

124579

 

1. На каждом шаге сравниваются все соседние элементы. В случае необходимости они меняются местами. Сортировка считается законченной за nn действий или на шаге, когда не выполнено ни одной перестановки.
2. Пример: 241795

 

1 шаг: 214795 true

2 шаг: 124579 true

3 шаг: 124579 false

 

 

Строковый тип данных.

 

Переменная типа строка предназначена для обработки цепочек символов. Каждый символ является элементом типа char. Строки могут вводиться с помощью стандартных операторов read/readln и выводиться стандартными операторами write/writeln.

Объявляются переменные типа строка в разделе var. При объявлении указываются идентификатор переменной, зарезервированное слово string и, в квадратных скобках, целое число - максимально возможная длина строки. Наибольшая длина строки составляет 256 символов. Если переменная имеет значение с максимальной длиной строки, то при объявлении переменной ограничиваются зарезервированным словом.

Пример:

var

identificator_1: string;

identificator_2: string[20];

identificator_3: string[255];

Значение строкового типа также как и значение типа char при записи внутри программы заключаются в апострофы.

Пример:

identificator_1:=' это - компьютер ';

identificator_1[1]:=' э ';

Простейшая операция которую Pascal позволяет выполнить со строками - это операция конкатенации, или сцепления, или объединения строк в операторе присваивания. Операция записывается с помощью знака "+".

Пример:

identificator_1:='это' + '-' + 'компьютер';

 

Для обработки строковых данных используется ряд встроенных функций:

1) Length (L) - определяет длину строки, являющуюся значением переменной L. Значение, возвращаемое этой функцией является целочисленным и отображает реальную длину строки, т.е. может не совпадать со значением длины строки, объявленным при декларации.

Пример 1:

var

L: string[15];

A: byte;

Begin

L:=' Урок ';

A:=length(L);

Write(A);

End.

 

Пример 2:

Begin

write(length(' Урок '));

End.

2) Upcase (C) - преобразует любой символ в прописной. Переменная C может иметь значение типа char, либо являться одним элементом из строки. Русские символы обрабатываться этой функцией не могут.

3) Copy (L, A, B) - позволяет копировать фрагмент строки являющейся значением переменной L, начиная с позиции A в количестве B, где A и B - целые числа, причем значение A не превышает длины строки L, а значение B не превышает (длина строки L - A). Если эти правила нарушены, то ошибки компиляции не произойдет, но возможно совершение логической ошибки в программе.

4) Pos (L, M) - возвращает результат целочисленного типа, являющийся номером позиции, с которой строка L входит в строку M. Если строки L нет в строке M, то результат - 0.

5) Insert (L, M, A) - вставляет строку L в строку M, начиная с позиции с номером A. Фактически, вставка производится перед указанной позицией.

6) Delete (L, A, B) - удаляет из строки L B символов, начиная с позиции A.

Если номера позиций в функциях Insert и Delete не соответствуют длине рассматриваемых строк, то произойдет ошибка компиляции.

Пример 1: переставить буквы введенного слова в противоположном порядке. Например, ввели "урок", получили - "кору":

Пример 2: изменить введенное значение строковой переменной на слово, записанное теми же символами, но в обратном порядке. Новую переменную не использовать:

Пример 3: сравнение слов в Pascal.

 

 

Program slovo;

Var

word1, word2: string[60];

Begin

readln(word1);

readln(word2);

if word1 > word2 then writeln ('>')

else begin

if word1 = word2 then writeln ('=')

else writeln ('<');

End.

 

 

Множества.

 

Множеством называется упорядоченная совокупность данных одного типа, записанных без повторений и отсортированных по возрастанию. Максимальное множество состоит из 256 элементов. Для объявления множеств используется зарезервированное слово set, за которым указывается тип элемента множества или сами элементы.

Пример:

type A: 5..9;

var

B: set of A;

C: set of char;

D: set of '1'..'5';

Внутри программы элементы множества записываются в квадратных скобках. Для перечисления используется интервальный, перечисляемый типы или их комбинации.

Пример: e:['A'..'Q', 'T', 'x'..'z']

Элементы множеств нельзя вводить с клавиатуры и выводить стандартными операторами, т.к. элементы множества относятся к перечисляемому типу.

Над множествами можно выполнять следующие операции:

1. Объединение (+). Результатом будет множество, состоящее из всех элементов первого и второго множеств без повтора:
2. Пример:
3. [1..3, 6, 9..11] + [2..4, 7, 10..12] = [1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 12] = [1..4, 6, 7, 9..12]
4. Пересечение (*). Результатом будет множество, состоящее из тех элементов, которые присутствуют как в первом, так и во втором множествах.
5. Пример:
6. [1..3, 6, 9..11] * [2..4, 7, 10..12] = [2, 3, 10, 11]
7. Разность двух множеств (-). Результатом будет множество, состоящее из тех элементов первого множества, которых нет во втором.
8. Пример:
9. [1..3, 6, 9..11] - [2..4, 7, 10..12] = [1, 6, 9]
10. Операция in - проверяет принадлежность элемента множеству. Результатом операции будет логическое значение (true или false).
11. Пример:
12. [2] in [1..4] (true)
13. [7] in [1..7] (false)
14. Сравнение. Равными называются множества, состоящие из одинаковых элементов. Большим будет множество, у которого больше элементов. Из двух множеств с равным количеством элементов большим будет то, первое несовпадающее значение которого больше.

Пример: из введенной последовательности символов, признаком конца которой является '0', сформировать множество заглавных и строчных латинских букв.

var

c: char;

a, pl: set of 'A'..'Z';

b, sl: set of 'a'..'z';

i: char;

Begin

pl:= [0];

sl:= [0];

repeat

read(c);

if [c] in a then pl:=pl+[c];

if [c] in b then sl:=sl+[c];

until [c]='0';

for i:='A' to 'Z' do

if [i] in pl then write(i:3);

for i:='a' to 'z' do

if [i] in sl then write(i:3);

End.

 

 

Записи.

 

Пример:

Для реализации объединения данных разного типа в языке Pascal существует специальная структура - запись. Объявление записи начинается с зарезервированного слова record, за которым перечисляются имена и типы всех составляющих записей ее полей. Заканчивается объявление скобкой end.

Пример:

type

karta = record

family: string[20];

name: string[15];

age: integer;

end;

При обращении к записи в программе указывается имя записи и через точку имя поля.

Пример:

karta.family:='Иванов';

karta.name:='Иван';

karta.age:=20;

Для упрощения обращения к записи может быть использован оператор работы со структурой with.

Пример:

with karta do

begin

family:=' Иванов ';

name:='Иван';

age:=20;

end;

Полями записи наряду с простыми типами могут быть и данные структурированных типов, например, массивы или записи.

Пример 1:

var z: record

pole1: string;

pole2: array [1..10] of byte;

end;

Begin

for i:=1 to 10 do

read (z.pole2[i]);

End.

 

Пример 2: объявите запись, содержащую сведения о фамилии, дате рождения и адресе студента.

var student: record

fam: string[15];

data: record

day: 1..31;

mes: 1..12;

year: integer;

end;

adres: record

street: string[15];

dom: byte;

kvart: byte;

end;

end;

Begin

with student do

begin

fam:= ' Иванов ';

with data do

begin

day:= 30;

mes:= 4;

year:= 1987;

end;

with adres do

begin

street:= ' Туполева ';

dom:= 22;

kvart:= 154;

end;

end;

End.

Для использования в программе набора с одинаковыми полями используются массивы записей.

Пример: объявить массив из десяти записей.

1 вариант решения:

var A: array [1..10] of record

fam: string;

name: string;

end;

2 вариант решения:

type student = record

fam: string;

name: string;

end;

var A: array [1..10] of student;