Правила применения оператора цикла For

1. Тело цикла – всегда один оператор. Если нужно, чтобы тело цикла состояло из нескольких операторов, то их объединяют в один составной оператор с помощью операторных скобок begin, end.

For i:=l to n do

Begin

S:=S+sin(x)/cos(x);

x=x+0.01;

writeln('S=',S)

end.

Операторы, взятые в операторные скобки begin – end, считаются одним составным оператором.

2. Начальное и конечное значения параметра цикла в общем случае являются выражениями. Тип этих выражений и тип параметра цикла должны совпадать. Здесь допускается применение любых типов, которые упорядочены с каким-либо фиксированным шагом (порядковые типы), это может быть любой скалярный тип, кроме вещественного, т.е. байтовый, целый, символьный, перечисляемый, интервальный, булевский. На практике чаще всего применяют целочисленный тип.

3. В теле цикла параметр цикла не должен изменяться.

4. Нельзя с помощью оператора перехода goto войти в тело цикла, минуя заголовок.

5. Выйти из тела цикла в программу можно по if..goto, не дожидаясь полного перебора параметров цикла.

 

Оператор Repeat

Repeat – оператор цикла с постусловием.

Общий вид. В отличие от for, оператор repeat (а также while) применяют тогда, когда неизвестно точно, сколько раз будет выполняться тело цикла. Общий вид оператора:

 

Repeat

оператор1;

оператор2;

– – – – – – – –

until <булевское выражение>;

 

Работа оператора. Сначала выполняются операторы, составляющие тело цикла, затем выполняется булевское выражение, и если оно ложно, вновь выполняется тело цикла. Выход из цикла происходит, когда булевское выражение станет истинным.

Явного перебора параметров в Repeat не предусмотрено, поэтому изменение параметров осуществляется в теле цикла. Здесь же необходимо позаботиться, чтобы рано или поздно булевское выражение стало истиной.

Замечания:

1. Тело оператора repeat выполняется по меньшей мере один раз. Оператор repeat еще называют циклом с постусловием.

2. Перед until ';' не ставится.

Пример: найти сумму четных чисел в интервале от 0 до 100.

Program Prim;

Var i,s:integer;

BEGIN i:=0; s:=0;

Repeat

i:=i+2; s:=s+i

until i>100;

writeln('s=',s);

END.

 

Оператор While

While – оператор цикла с предусловием.

Общий вид оператора: While <булевское выражение> do тело цикла.

 

Работа оператора. Вначале вычисляется булевское выражение, и если оно истинно, то выполняется тело цикла; если оно ложно, то происходит выход из цикла.

Тело цикла – один оператор, как правило, составной. Мы должны позаботиться о том, чтобы булевское выражение в теле цикла на каком-то этапе стало ложным, иначе цикл никогда не закончится. Цикл можно сделать умышленно бесконечным, написав: while true do оператор;

 

 

Пример: найти сумму четных чисел в интервале от 0 до 100.

Program Prim;

Var i,s:integer;

BEGIN

i:=0; s:=0;

while i<100 do

Begin i:=i+2; s:=s+i; end;

writeln('s=',s);

END.

 

Поскольку тело любого цикла состоит из операторов или составного оператора, то можно в теле цикла располагать другие операторы цикла. Пример программы:

Program Prim;

Var

i,j: integer;

BEGIN

for i:=1 to 5 do

Begin

writeln;

for j:=20 to 23 do

write('i=',i,' j=',j);

end;

END.

 

Для цикла

for i:=1 to 5 do

телом цикла является

begin for j:=20 to 23 do

write(' i= ', i, ', j = ', j);

writeln;

end;

 

Вкладывать циклы друг в друга можно любое количество раз, необходимо лишь помнить, что количество выполнений самого внутреннего тела цикла при этом будет расти в геометрической прогрессии.

 

ТЕМА 9. Массивы

Цель лабораторной работы: научиться правильно описывать различные массивы в разделах описания типов и объявления переменных; уметь инициализировать массивы, заполнять и выводить на экран содержимое массива; научится решать задачи с использованием массивов.

 

На языке ПАСКАЛЬ можно обрабатывать не только отдельные переменные, но и их совокупности. Одной из таких совокупностей является массив. Массив – это структурированный тип данных, состоящий из фиксированного числа элементов, имеющих один и тот же тип. Можно использовать и любой другой ранее описанный тип, поэтому вполне правомерно существование массивов записей, массивов указателей, массивов строк, массивов и т. д. Элементами массива могут быть данные любого, но только одного типа, включая структурированные. Тип элементов массива называется базовым, число элементов массива фиксируется при описании и в процессе выполнения программы не меняется.

Доступ к каждому отдельному элементу осуществляется путем индексирования элементов массива. Индекс массива по смыслу тождествен понятию индекса элемента вектора. Индексы представляют собой выражения любого скалярного типа, кроме вещественного, тип индекса определяет границы изменения значений индекса.

Линейные массивы. Описание типа

Дли описания массива предназначено словосочетание

 

Array [нач.индекс.. конечный индекс ] of < Типкомпонент>

 

Формат:

Туре

<имя типа> = аrrау [тип индекса] of <тип компонент>;

Var

<идентификатор,…>: <имя типа>;

Массив может быть описан и без представления типа в разделе описания типов данных:

Var

< идентификатор,….>: аrrау [тип индекса] of <тип компонент>

 

Пример1:

Туре Znak = array[1.. 255] of char;

Var alf: Znak;

Пример2:

Var alf: array[1.. 255] of char;

 

Многомерные массивы. Двухмерные массивы – матрицы.

Если в качестве базового типа взят другой массив, образуется структура, которую принято называть многомерным массивом.

Пример.

Type

Vector = array[l.. 4] of integer;

Massiv = array[1..4] of Vector;

Var

Matr: Massiv; {матрица}

Trmer: array[1..6] of Massiv; {трехмерный массив}

Ту же структуру можно получить, используя другую форму записи:

Var

Matr: array [1..4,1..4] of integer; Trmer: array [1..6, 1..4, 1..4].

Если в такой форме описания массива задан один индекс, массив называется одномерным, если два индекса – двухмерным, если n индексов, n-мерным. Размерность ограничена только объемом памяти конкретного компьютера. Однако любой компьютер имеет фиксированный объем памяти, поэтому многомерные массивы могут быстро его заполнить. Здесь программист должен пойти на компромисс между требованиями задачи и реальным объемом оперативной памяти. В любом случае лучше рассчитывать объем памяти для массивов заранее и сохранять его на разумном уровне. Двухмерные массивы обычно используются для представления матриц.

 

Для описания массива можно использовать предварительно определенные константы:

Const

G1 = 4; G2 = 6;

Var

MasY: array[1.. G1, 1.. G2] of real;

Элементы массива располагаются в памяти последовательно. Элементы с меньшими значениям индекса хранятся в более низких адресах памяти. Многомерные массивы располагаются таким образом, что самый правый индекс возрастает самым первым. Например, если имеется массив

А: array[l..5,1..5] of integer;

 

то в памяти элементы массива будут размещены по возрастанию адресов:

 

А [1,1] А[1,2] А[1,5]

А [2,1] А[2,2] А[2,5]

...

А [2,1] А[2,2] А[5,5]

 

С массивами в целом можно выполнять только присваивание. Работают операции отношения =, <>. При этом массивы должны быть одного типа, например:

b:= a;

Все остальные действия выполняются с отдельными элементами массива. Для обращения к элементу массива после имени массива указывается номер элемента в квадратных скобках:

a[4], b[i]

С элементом массива можно делать все, что допустимо для переменных того же типа.

Для заполнения массива случайными числами можно использовать функцию Random.

Random – генерирует значение случайного числа из диапазона 0..0.99. Тип результата – Real.

Writeln (Random:8:4) _ _ 0.7853

Sl:= Random; Writeln(Sl:6:3) _0.047

Random(N) – генерирует значение случайного числа из диапазона 0.. N-1. Тип результата – Integer.

Writeln (Random(10):3 _ _ 5;

Sl:= Random(10); Writeln(Sl:3) _ _8

Функцию Random(N) можно использовать для получения случайных чисел из нескольких заданных диапазонов. Например, пусть требуется получить и вывести на экран 11 случайных чисел, причем первое число должно принадлежать диапазону 0..10, второе – 11..20 и т.д.:

For i:=0 to 10 do write(i*10+Random(10):4)

Чтобы случайные числа были более случайными, необходимо периодически менять базу генерации. Для этого используется процедура Randomize.

Пример

 

Упорядочивание по возрастанию элементов массива из 20 целых величин.

Для сортировки будем использовать метод выбора. Алгоритм состоит в том, что сначала выбирается наименьший элемент массива и меняется местами с первым элементом, затем просматриваются элементы, начиная со второго, и наименьший из них меняется местами со вторым элементом, и так далее n – 1 раз. На последнем проходе цикла при необходимости меняются местами предпоследний и последний элементы массива.

 

Program sort; { Сортировка выбором }

const n = 20;

var a: array [1.. n] of integer;

i, j, nmin, buf: integer;

begin

writeln('Введите ', n, ' элементов массива');

for i:= 1 to n do

Begin

Write('a',i,' ');

readln(a[i]);

end;

for i:= 1 to n - 1 do begin { просмотр массива n-1 раз }

nmin:= i;

for j:= i + 1 to n do { поиск минимума }

if a[j] < a[nmin] then nmin:= j;

buf:= a[i]; { перестановка }

a[i]:= a[nmin]; { двух }

a[nmin]:= buf; { элементов массива }

end;

writeln('Упорядоченный массив:');

for i:= 1 to n do write(a[i]:5)

end.

 

ТЕМА 10. расчет отметок проектной линии на вертикальной выпуклой или вогнутой кривой

Цель лабораторной работы: научиться на практике использовать массивы и операторы циклов на примере разработки программы для расчета отметок проектной линии на вертикальной кривой, использовать процедуры модуля CRT для вывода на экран результатов в табличной форме.

 

Составить программу (с использованием массивов) по расчету отметок проектной линии на вертикальной выпуклой или вогнутой кривой и вывести результаты в табличной форме.

Дано: пикетное положение (РКВ и PS) и отметка вершины кривой (НВ), вид кривой «выпуклая» или «вогнутая», шаг разбивки (S) и число рассматриваемых точек (N) вправо или влево от вершины, радиус кривой (R). Требуется вычислить пикетное положение этих точек и их отметки, округлив их до 0,01 (рис.9.1).

 

ВЫПУКЛАЯ КРИВАЯ

Рис. 9.1

Формулы для расчета

1) PKS:=PKB*100+PS; {перевод пикета в метры};

РКB, PS – пикет и плюс вершины кривой;

2) L:= S*i; {Расстояние до i-ой точки }

S – шаг разбивки {интервал расчета точек};

i – номер точки;

3) РК [i]:=PKS+-(L); {расчет положения i-ой точки }

{+вправо от вершины} {- влево от вершины}

4) Y[i]:=SQR(L)/(2*R); {превышение i-ой точки над вершиной}

Y [i] – превышение точки; R – радиус кривой;

5) Н[i]:=HB-+Y[i]; {отметка точки}

{+ вогнутая кривая} {- выпуклая кривая}

Н [i] – отметка i-ой точки; НВ – отметка вершины кривой;

6) РК1 [I]:=Trunc(PK[i]/100); {переход к пикету}

PS1 [i]:=PK[i]-РК1[i]*100; {и плюсу}.

 

10.1. Индивидуальные задания

 

Варианты заданий (Таблица «Исходные данные»)

№ ва-риан-та	Местоположение вершины	Радиус R	Вид кривой	Направ-ление расчета	Отметка верши-ны	Коли-чество точек	Шаг разбив-ки, м
ПК	+
		12.45		выпукл.	влево	96.33
		98.75		вогнут.	вправо	103.58
		67.34		выпукл.	вправо	125.56
		59.21		вогнут.	влево	89.46
		98.62		выпукл.	влево	234.46
		78.53		вогнут.	вправо	111.49
		87.44		выпукл.	влево	134.12
		66.55		вогнут.	вправо	156.09
		23.57		выпукл.	влево	135.67
		69.33		вогнут.	вправо	78.56
		03.40		выпукл.	влево	99.01
		69.56		вогнут.	вправо	198.87

 

Выводная таблица выглядит следующим образом.

Таблица расчета отметок проектной линии на вертикальной кривой РК1 (ПК), PS1(+), Н

Номер п/п	Пикетное положение	Отметка точки H(i)
ПК	+
	…	…	…
N	…	…	…

 

ТЕМА 11. Процедуры и функции, определенные пользователем. Параметры процедур и функций

Цель лабораторной работы: познакомиться с понятиями «процедура» и «функция» в языке программирования Pascal, рассмотреть их сходства и различия, закрепить практические навыки работы с системой PascalABC на примере разработки структурированных программ, реализации алгоритмов при помощи процедур и функций, правильно применять параметы-значения и параметры-переменные при написании процедур и функций.