Правила записи арифметических выражений на языке Паскаль; основные операторы языка Паскаль. Уметь : применять основные алгоритмические структуры для решения задач

5.5. Основные операторы Паскаля

Пример: Представлен оператор присваивания: R: =cos(x)+ln(y);

Оператор присваивания выполняется в два этапа:

1. Первый этап – выполнение правой части, т.е. в примере вычисляется арифметическое выражение.

2. Второй этап – присвоение результата левой части, т.е. в примере переменной R присваивается число, полученное при вычислении арифметического выражения.

Примечание. Недопустима запись оператора присваивания в виде: cos(x)+ln(y):=R;

В Паскале нет специальных операторов ввода-вывода. Для обмена информацией в программах Паскаля используются специальные встроенные процедуры, которые не нуждаются в предварительном описании. Таким образом, все операторы ввода-вывода являются операторами обращения к встроенным процедурам ввода или вывода данных.

По операторам READ, READLN вызывается встроенная процедура ввода данных и программа останавливается в ожидании ввода.

Пример: readln (х,у);

Следует набрать на клавиатуре два числа через пробел и нажать клавишу «Ввод».

Операторы вывода

Основное назначение этих операторов – вывод результатов выполнения программы. Оператор вывода WRITE выводит строку на экран и оставляет курсор в конце выведенной строки. Если в программе несколько операторов WRITE, то вывод осуществляется в одну строку.

Оператор вывода WRITELN выводит в отдельную строку, после вывода результата осуществляет перевод строки и устанавливает курсор в начало следующей строки экрана. Пример записи оператора вывода переменных X,Y:

writeln (х,у);

Если в программе необходимо вывести текст на экран, следует этот текст заключить в апострофы. В частности подсказка на экран для ввода данных записывается оператором:

writeln (’ввести X,Y,Z’);

Пример записи оператора вывода переменной в формате с фиксированной точкой: writeln (’z=’, z: 7: 3);

где: 7 – количество позиций под число z, 3 – количество позиций под дробную часть числа.

Комментарий в Турбо Паскале – это произвольная последовательность любых символов, обрамленная фигурными скобками. Комментарий разрешается вставлять в любое место программы, где по смыслу должен стоять пробел. В качестве ограничителей комментария допускается использование фигурных скобок «{» и «}», а также пары символов «(*» – слева от комментария и «*)» – справа от него:

{Это – комментарий}. (*Это тоже комментарий*).

Пример: Написать программу линейного алгоритма (рис.8). Вычислить и вывести на экран значение функции: z= (х-у)/x +y²

Решение: Программа линейного алгоритма имеет вид:

PROGRAM PR1;

VAR

z, x, y:real;

writeln (’ввести x, y’); {На экран выводится подсказка-текст в скобках}

read (x, y); {Ввод с клавиатуры переменных x, y}

z:= (х-у)/x +y*y;

writeln (’z=’, z: 7: 3); {Вывод переменной z }

END.

В примере вывод переменной записан в формате с фиксированной точкой.

Примечание. Необходимо учесть последовательность действий при выполнении арифметического выражения с учётом приоритета арифметических действий:

а) вычисляются скобки.

б) операция возведения в степень.

в) операция деления,

г) операция сложения.

5.6. Операторы передачи управления

Действие оператора GOTO состоит в передаче управления соответствующему оператору. Структура оператора:

GOTO метка;

Метка в Турбо Паскале – это произвольный идентификатор, позволяющий именовать некоторый оператор программы и таким образом ссылаться на него. Метка располагается непосредственно перед помечаемым оператором и отделяется от него двоеточием. Перед тем как появиться в программе, метка должна быть задана в разделе описания. Описание меток состоит из зарезервированного слова LABEL (метка), за которым следует список меток.

Пример:

LABEL 1; {в разделе описания};

1:read(x,y); {строка с меткой 1 в разделе операторов}

При исполнении меток необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. метка, на которую ссылается оператор GOTO, должна быть задана в разделе описаний и она обязательно должна встретиться где-нибудь в разделе операторов программы;

2. метки, описанные в процедуре (функции), локализуется в ней, поэтому передача управления извне процедуры (функции) на метку внутри неё невозможна.

Однако в программировании не рекомендуется использование оператора GOTO , т.к. это затрудняет понимание программ, делает ее запутанной и сложной в отладке. Современная технология структурного программирования основана на принципе программирования без GOTO.

Структура условного оператора имеет следующий вид:

IF <условие> THEN <оператор 1> ELSE <оператор 2>;

где: IF, THEN, ELSE – зарезервированные слова (если, то, иначе);

Условный оператор работает по следующему алгоритму. Вначале вычисляется условное выражение <условие>. Если результат есть TRUE (истина), то выполняется <оператор 1>, а <оператор 2> пропускается; если результат есть FALSE (ложь), наоборот, <оператор 1> пропускается, а выполняется <оператор 2>.

Поскольку любой из операторов <оператор 1> и <оператор 2> может быть любого типа, в том числе и условным, а в то же время не каждый из «вложенных» условных операторов может иметь часть ELSE <оператор 2>, то возникает неоднозначность трактовки условий. Эта неоднозначность в Турбо Паскале решается следующим образом: любая встретившаяся часть ELSE соответствует ближайшей к ней «сверху» части THEN условного оператора. Условный оператор позволяет проверить некоторое условие и в зависимости от результатов поверки выполнить то или иное действие. Таким образом, условный оператор – это средство ветвления вычислительного процесса.

Операторы условного перехода подразделяются на: простые и составные, короткие и полные.

Структура оператора имеет вид:

IF (условие) THEN (оператор или метка);

Пример: Написать программу алгоритма ветвления.

Вычислить y: = ln x , если x > 0.

Решение: Программа алгоритма ветвления имеет вид:

Program PR2;

var y, x : real;

begin

writeln(‘ввести x’);

writeln (‘x=’, x: 7:2, ‘y=’, y :7 :2);

end.

Простой, полный IF

Пример: Написать программу алгоритма ветвления. Вычислить y = ln x , если х>0, иначе y=cos x. В примере рассматривается не только вариант «тогда», но и «иначе».

Решение: Программа алгоритма ветвления имеет вид:

Program PR3;

var x, y: real;

begin

Readln (X);

Writeln (`x = `, x:6:2 , `y = `, y:7:2)

end.

Если х>0, тогда выполняется оператор за словом THEN (тогда), иначе выполняется оператор, следующий за словом ELSE (иначе).

Составные операторы – важный инструмент Турбо Паскаля, дающий возможность писать программы по современной технологии структурного программирования (без перехода GOTO).

Язык Турбо Паскаль не накладывает никаких ограничений на характер операторов, входящих в составной оператор.

Пример: Вычислить y=ln x, z=y–5x, если x > 0.

Оператор условия запишется в виде:

IF x>0 then Begin y:=Ln(x); z:=y–5*x;

Writeln (‘y=’, y:7:2, ‘z=’, z:8:3);end;

Составной, полный IF

Пример: Вычислить y=ln x, z=y–5x, если x > 0. Вывод производить для каждого условия.

Решение : Оператор условия запишется в виде:

IF x>0 then Begin

Y:=ln (x);

Writeln (`x = `, x:6:2 ,`y =`, y:7:2);

End

Else begin

Writeln (`x = `, x:6:2,`y =`, y:7:2);

End;

В примере оператор условия составной, так как после слов then, еlse операторы заключены в операторные скобки.

Среди условных операторов можно выделить структурированный, который предполагает проверку условий путём вложения.

В структурированном операторе содержится последовательная проверка вложенных условий.

Пример: Вычислить r=ln(x+y+z), если x > 0, y > 0, z > 0.

Решение: Структурированный оператор условия запишется в виде:

IF x>0 then

IF y>0 then

IF z>0 then

R:=LN(X+Y+Z);

Пример: Можно этот пример записать иначе коротким, простым оператором IF с помощью логического выражения:

IF (x>0) and (y>0) and (z>0) then R:=LN(X+Y+Z);

Пример: Вычислить r=x+y+z, если выполняется хотя бы одно из условий x>0, y>0, z>0.

Решение: Оператор условия запишется в виде:

IF (x>0) or (y>0) or (z>0) then R:=(x+y +z);

Структурированный, полный, простой IF.

Пример: Вычислить:

Решение: Оператор условия для трёх строк задачи запишется в виде:

IF x>0 then

IF y>0 then

IF z>0 then r:=ln (x+y+z)

else r:= ln (x+y)+z

else r:= ln (x)+y+z

else r:= x+y+z;

Вначале проверяются три условия. Если они выполняются, то вычисляется r=ln(x+y+z). Иначе выполняются первые два условия, а последнее не выполняется и z ≤ 0 (первое слово else относится к последнему условию). В этом случае вычисляется r=ln(x+y)+z.

Если из двух условий выполняется только первое, то вычисляется r=ln x+y+z (второе слово else относится ко второму условию) и в этом случае y≤0. Последнее слово else относится к первому условию и в этом случае х≤0. В этом случае вычисляется r=x+y+z.

Пример: Написать программу разветвляющегося алгоритма рис.9.

При выполнении условия x>0 вычисляется функция: z=lnx+y, иначе, а именно, когда х=0 или x<0 вычисляется функция: z=x+y².

Решение: Программа алгоритма ветвления имеет вид:

PROGRAM PR4;

VAR

x, y, z:real;

Writeln (‘ввести x, y’); {На экран выводится подсказка-текст в скобках}

Read (x, y); {Ввод с клавиатуры переменных x, y }

if x>0 then z:=ln (x)+ y

else z=x+y*y;

Writeln (’z=’, z: 7: 3); {Вывод результата}

END.

Пример: Написать программу разветвляющегося алгоритма рис.10. Найти максимальное число из трех разных целых чисел.

program max;

var

x, y, z: integer;

writeln (’введите x, y, z’);

readln (x, y, z);

if x> y then

if x> z then max:=x

else max:=z

else

if y>z then max:=y

writeln (’max=’, max) ;

readln;

end.

Контрольные вопросы

1. 
   Дать определение понятию переменной.
   
2. 
   Дать определение понятию константа.
   
3. 
   Числовые типы данных. Обозначения. Привести примеры.
   
4. 
   Логический, символьный, строковый типы данных. Обозначения. Привести примеры.
   
5. 
   Стандартные функции Pascal. Правила записи.
   
6. 
   Арифметические выражения. Правила записи.
   
7. 
   Логические выражения. Правила записи.
   
8. 
   Оператор присваивания. Правила записи.
   
9. 
   Оператор ввода. Привести примеры.
   
10. 
    Оператор вывода. Привести примеры.
    
11. 
    Оператор условного перехода. Полный, короткий, составной. Привести примеры.
    
12. 
    Структурированный оператор условного перехода. Привести примеры.
    

5.7. Программирование. Циклы

Оператор цикла с параметрами

Счетный оператор цикла FOR имеет структуру:

FOR i:=a TO b DO <оператор>;

FOR, TO, DO – зарезервированные слова (для, до, выполнить);

i – переменная цикла типа INTEGER; (счётчик циклов)

a – начальное значение счётчика циклов (тип INTEGER);

b – конечное значение счётчика циклов (тип INTEGER);

<оператор> – произвольный оператор Турбо Паскаля.

Шаг изменения параметра цикла равен единице.

Алгоритм выполнения оператора цикла с параметрами при выполнении оператора FOR:

1. 
   счётчику циклов присваивается начальное значение i:=a;
   
2. 
   проверяется условие i>b (счётчик циклов больше конечного значения);
   
3. 
   если условие i>b выполняется, то на пункт 7, иначе на пункт 4
   
4. 
   выполняется тело цикла;
   
5. 
   счётчик увеличивается на единицу: i:=i+1;
   
6. 
   переход на 2;
   
7. 
   при выполнении условия i > b цикл заканчивается.
   

Пример: Найти сумму значений переменной цикла.

Решение: Фрагмент программы с оператором цикла запишется в виде:

For i:= 1 to 10 do s:=s+i;

Writeln(‘s=’, s);

Счётный оператор цикл FOR может иметь такую структуру:

FOR i: = b DOWNTO a DO <оператор>;

Замена зарезервированного слова TO на DOWNTO означает, что шаг наращивания переменной цикла равен (-1).

Пример: Найти сумму значений переменной цикла.

Фрагмент программы с оператором цикла запишется в виде:

For i:=10 downto 1 do s:=s+i;

Writeln(‘s=’, s);

{Результат получится тот же, что и в примере с циклом For..to…do}.

При работе с оператором FOR следует соблюдать ряд правил:

1. 
   Нельзя войти в цикл, минуя оператор FOR.
   
2. 
   Нельзя изменять параметры цикла (a, b) внутри цикла.
   
3. 
   Параметры цикла и переменная цикла должны быть целыми.
   
4. 
   Шаг цикла может быть единица или минус единица.
   
5. 
   Естественное окончание цикла осуществляется при условии i>b при шаге=1.
   
6. 
   Из цикла можно выйти до естественного окончания цикла по условию.
   

Оператор цикла WHILE с предусловием

Структура оператора имеет вид:

WHILE <условие> DO <оператор>;

WHILE, DO – зарезервированные слова (WHILE – пока; DO – выполнить);

<условие> – выражение логического типа;

<оператор> – произвольный оператор Турбо Паскаля.

Если выражение <условие> имеет значение TRUE, то выполняется <оператор>, после чего вычисление выражения <условие> и его проверка повторяются. Если <условие> имеет значение FALSE, оператор WHILE прекращает свою работу.

Пример: Переписать фрагмент примера с циклом While…do, используя оператор цикла с предусловием.

Решение: Фрагмент программы с оператором цикла запишется в виде:

s:=0; i:=1;

while i<=10 do

Begin

s:=s+i;

i:=i+1;

End;

Writeln(‘s=’, s);

В примере рассматривается составной оператор цикла, тело цикла заключено в операторные скобки.

Оператор цикла REPEAT…UNTIL с постусловием

Структура оператора имеет вид:

REPEAT <тело_цикла> UNTIL <условие>;

REPEAT, UNTIL – зарезервированные слова (повторять до тех пор, пока не будет выполнено условие);

<тело_цикла> – произвольная последовательность операторов Турбо Паскаля; <условие> – выражение логического типа.

Операторы, входящие в <тело_цикла>, выполняются хотя бы один раз, после чего вычисляется выражение <условие>: если его значение есть FALSE, операторы <тело_цикла> повторяются, в противном случае оператор REPEAT…UNTIL завершает свою работу.

Пример: Переписать фрагмент примера с циклом While…do, используя оператор цикла с постусловием.

Решение: Фрагмент программы с оператором цикла запишется в виде:

s:=0; i:=1;

repeat

s:=s+i;

i:=i+1;

Until i>10;

Writeln(‘s=’,s);

В пример цикл выполняется пока переменная i10, при i>10 цикл закончится.

Пример: Написать программу циклического алгоритма рис.11.

В цикле вычислить значение функции z= x*y при условии, что одна из переменных - x меняется в каждом цикле, а другая переменная- у не меняется и может быть любым целым числом.

Решение: Программа алгоритма цикла со счётчиком имеет вид:

PROGRAM PR5;

Var

x, y, z, i, n :integer;

begin

{циклический алгоритм}

writeln (‘ввести x, y, количество циклов-n’);

readln (x, y, n);

for i:=1 to n do {оператор цикла с параметрами}

begin

z:=x*y;

Writeln (‘x= ’, x, ‘ y= ’, y, ‘ z= ’, z);

x:=x+1;

End; {конец оператора цикла с параметрами}

End.

Если неизвестно количество циклов, то следует выбрать любой из двух операторов цикла: с предусловием или с постусловием.

Пример: Пока y>x вычислить у=у-x, , если y=30, x=4. Вывести на экран количество циклов и значения переменной y в цикле. Алгоритм этой задачи представлен в виде блок-схемы рис.12.

Решение: Программа алгоритма цикла с предусловием имеет вид:

PROGRAM PR6;

Var

i, x, y: integer;

begin

{циклический алгоритм}

x:=4; y:=30; i:=0;

{оператор цикла с предусловием}

while y>x do

begin

y: = y – x;

i:=i+1;

readln (‘i=’, i, ‘x= ’, x, ‘y= ’, y);

end; {конец оператора}

end.

В примере используется оператор цикла с предусловием, который работает при условии y>x. Условие проверяется при входе в цикл.

Пример: Составить программу для алгоритма, представленного на рисунке 13, используя оператор цикла с постусловием. Цикл выполняется при условии y>x, но в конце оператора проверяется условие выхода из цикла (y<=x).

Решение: Программа алгоритма цикла с постусловием имеет вид:

PROGRAM PR7;

Var

i, x, y: integer;

begin

{циклический алгоритм}

x:=4; y:=30; i:=0;

{оператор цикла с постусловием}

repeat

y: = y – x;

i:=i+1;

readln (‘i=’, i, ‘x= ’, x, ‘y= ’, y);

until y<=x; {конец оператора}

end.

5.8. Программирование. Массивы

Понятие и описание массивов

Массивом называются последовательность однотипных объектов, обозначаемая одним именем.

Массив характеризуется размером и размерностью. Размер массива – это количество элементов в нём. Размерность – это количество индексов в скобках.

Массив состоит из элементов. Чтобы выделить один из элементов массива, надо указать имя массива и номер элемента в нем. Номер элемента называется индексом, индекс указывается в квадратных скобах и может быть числом, переменной, выражением. Имя массива образуется по правилам образования имен переменных.

Пример: А [20], B [5,3].

Если для выделения элемента нужен 1 индекс, массив называется одномерным, два – двумерным и т.д.

Массивы относятся к структурированным типам данных. В программе массив можно описать двумя способами:

1. непосредственно в разделе описаний переменных:

var

имя_массива: array [1..N] of тип_элементов;

где, N – максимальное возможное количество элементов массива.

Пример:

var

a, b: array [1..10] of real;

d, y: array [1..5,1..5] of integer;

2. объявлением типа – массива (удобно, когда требуется несколько одинаковых массивов).

Пример:

type

mas= array [1..10] of real;

var

c,d:mas; { два массива типа mas}

Элементы массива могут быть любого типа, а индексы могут быть любого порядкового типа (например, типа int, char, …). Но обычно используется тип – диапазон: 1..10, N..M.

Число элементов массива и его границы фиксируются при его описании и не могут быть изменены в процессе выполнения программы. Границы диапазона [N..M} могут быть заданы константами в разделе описания констант.

В ряде задач требуется ввести массив в виде константы, в котором записывается табличные значения. (Например, кривая намагничивания стали или начальное распределение температуры рассматриваемого объекта). Элементы такого массива-константы не могут быть изменены.

Пример:

program PR8;

const

y: array [1..5] of integer=(7,1,5,3,9) ;

var

k: integer;

begin

for k:=1 to 5 do

writeln (y[k]);

end.

Ввод и вывод массивов

Ввод и вывод массивов осуществляется поэлементно. Часто это делают с помощью циклов (обычно используется цикл FOR)

Пример: Ввести с клавиатуры значения элементов одномерного массива вещественного типа состоящего из 10 элементов. Вывести элементы массива на экран.

Решение:

program PR9;

var

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

k: integer;

begin

for k:=1 to 10 do

readln (A[k]);

for k:=1 to 10 do

writeln (A[k]);

end.

Двумерные массивы (матрицы) можно вводить по строкам или по столбцам.

Пример: Пусть требуется ввести массив А (3;4):

а а а а

а а а а

а а а а

Решение:

а) ввод и вывод по строкам:

program PR10;

var

a:array [1.. 3, 1.. 4] of integer;

i; j:integer;

begin

for i:=1 то 3

for j:=1 то 4

readln (a[i, j]);

for i:=1 то 3

for j:=1 то 4

writeln (a[i, j]);

end.

б) ввод по столбцам:

begin

for i:=1 то 4

for j:=1 то 3

readln (а[j, i]); {изменен порядок индексов}

Операции с массивами

Операции с массивом производятся только с отдельными элементами массива. С элементами массива можно делать все операции, которые разрешены для базового типа массива. Если массив числовой, то математические, если символьный или строковый, то, соответственно, операции с символьными или строковыми переменными.

Пример: Написать программу вычисления произведения положительных элементов одномерного массива целых чисел.

Решение:

program Pr11;

var

a : array [1..100] of integer;

p, n, i : integer;

begin

p: =1;

writeln ('введите размер массива n<=100');

readln (n);

writeln ('ввод элементов массива');

for i:=1 to n do

begin

writeln(‘ввести a[ ‘, i , ‘]= ‘]);

readln (a[i] );

end;

for i:=1 to n do

if a[i]>0 then p:= p * a[ i ];

writeln ('Произведение =', p);

readln;

end.

Двумерные массивы

Пример: Написать программу вычисления произведения положительных элементов второй строки двумерного массива целых чисел.

Решение:

program Pr12;

var

a:array [1.. 10, 1.. 10] of integer;

p, i, j, n, m: integer;

begin

writeln(‘ Введите n<=10 , m<=10 ’);

readln (n,m);

writeln(‘ Введите элементы массива по строкам ’);

for i:=1 to n do

for j:=1 to m do

readln(a[i, j]);

p:=1;

for j:=1 to m do

if a[2, j]>0 then p:= p * a[2, j];

writeln(‘ Произведение элементов p=’, p);

readln;

end.

Контрольные вопросы

1. 
   Оператор цикла с параметрами. Правила записи.
   
2. 
   Оператор цикла с предусловием. Правила записи.
   
3. 
   Оператор цикла с постусловием. Правила записи.
   
4. 
   Описание одномерного массива.
   
5. 
   Описание двумерного массива.
   
6. 
   Ввод и вывод элементов одномерного массива.
   
7. 
   Ввод и вывод элементов двумерного массива.
   

жүктеу/скачать 198.5 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: