Методическая разработка TURBO PASCAL. Типы данных.

Методическая разработка

TURBO PASCAL.

Типы данных.

Выполнила Елизаркина Евгения

Викторовна.

Новокузнецк, 2019г.

Пояснительная записка.

Методическая разработка конспектов уроков предназначена для изучения темы «Turbo Pascal» в старших классах общеобразовательной школы.

Перед изучением темы учащиеся должны:

1. Знать:

• Алфавит Turbo Pascal.

• Структуру программы Turbo Pascal.

1. Уметь:

• Запускать и выходить из программы Turbo Pascal.

• Записывать основную программу на языке Turbo Pascal.

После изучения темы учащиеся должны:

1. Знать:

• Какие типы данных существуют в программе Turbo Pascal;

• Основные отличия типов данных.

2. Уметь:

• Распознавать основные типы данных.

• Решать элементарные задачи на языке Turbo Pascal.

• Составлять и записывать программы на языке Turbo Pascal.

Требования к аппаратному программному обеспечению.

В процессе изучения темы потребуется компьютерный класс, оснащённый IBM совместными с компьютерами на базе процессоров Pentium, имеющих не менее 16 Мб памяти, на которых следующее программное обеспечение:

1. Программа Turbo Pascal.

Таблица поурочного планирования.

Урок № 1.

ТИПЫ ДАННЫХ

Любые данные, т.е. константы, переменные, значения функций или выражения, в Турбо Паскале характеризуются своими типами. Тип определяет множество допустимых значений, которые может иметь тот или иной объект, а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. Кроме того, тип определяет также и формат внутреннего представления данных в памяти ПК.

Турбо Паскаль характеризуется разветвленной структурой типов данных.

Структура типов данных.

В Турбо Паскале предусмотрен механизм создания новых типов данных, благодаря чему общее количество типов, используемых в программе, может быть сколь угодно большим.

ПРОСТЫЕ ТИПЫ

К простым типам относятся порядковые и вещественные типы.

Порядковые типы отличаются тем, что каждый из них имеет конечное число возможных значений. Эти значения можно определенным образом упорядочить (отсюда – название типов) и, следовательно, с каждым из них можно сопоставитъ некоторое целое число - порядковый номер значения.

Вещественные типы, строго говоря, тоже имеют конечное число значений, которое определяется форматом внутреннего представления вещественного числа. Однако количество возможных значений вещественных типов настолько велико, что сопоставить с каждым из них целое число (его номер) не представляется возможным.

Порядковые типы.

К порядковым типам относятся целые, логический, символьный, перечисляемый и тип-диапазон. К любому к них применима функция ORD(X), которая возвращает порядковый номер значения выражения Х. Для целых типов функция ORD(X) возвращает само значение Х, т.е. ORD(X)=X для Х, принадлежащего любому целому типу. Применение ORD(X) к логическому, символьному и перечисляемому типам даёт положительное целое число в диапазоне от 0 до 1 (логический тип), от 0 до 255 (символьный), от 0 до 65535 (перечисляёмый). Тип-диапазон сохраняет все свойства базового порядкового типа, поэтому результат применения к нему функции ORD(X) зависит от свойств этого типа.

К порядковым типам можно также применять функции:

PRED(Х) - возвращает предыдущее значение порядкового типа (значение, которое соответствует порядковому номеру ORD(X)-1), т.е.

ORD(PRED(X))= ORD(X) -1

SUCC(X)- возвращает следующее значение порядкового типа, которое соответствует порядковому номеру ORD(X)+1, т.е.

ORD(SUCC(X))=ORD(X)+1.

Например, если в программе определена переменная

Var

C : Char;

Begin

C := ’5’ ;

End.

то функция PRED(С) вернет значение ‘4’, а функция SUCC(С)- значение ‘6’.

Если представить себе любой порядковый тип как упорядоченное множество значений, возрастающих слева направо и занимающих на числовой оси некоторый отрезок, то функция PRED(Х) не определена для левого, а SUCC(X)- для правого конца этого отрезка.

Целые типы. Диапазон возможных значений целых типов зависит от их внутреннего представления, котороё может занимать один, два иди четыре байта. В таблице приводится название целых типов, длина их внутреннего представления в байтах и диапазон возможных значений.

При использовании процедур и функций с целочисленными параметрами следует руководствоваться «вложенностью» типов, т.е. везде, гдё может использоваться WORD, допускается использование ВУТЕ (но не наоборот), в LONGINT «входит» INTEGER, который, в свою очередь, включает в себя SHORTING.

При действиях с целыми числами тип результата будет соответствовать типу операндов, а если операнды относятся к различным целым типам,- типу того операнда, который имеет максимальную мощность (максимальный диапазон значений). Возможное переполнение результата никак не контролируется, что может привести к недоразумениям, например:

Var

a : Integer;

x, y: Real;

Begin

a := 32767; {Максимально возможное значение типа Integer}

x := a + 2; {Переполнение при вычислении этого выражения}

y := LongInt (a)+2; {Переполнения нет после приведения переменной к более

мощному типу}

Writeln (x:10:0, y:10:0);

End.

В результате прогона программы получим

-32767 32769

Логический тип. Значениями логического типа может быть одна из предварительно объявленных констант FALSE (ложь) или TRUE (истина). Для них справедливы правила:

Ord (False) = 0;

Ord (True) = 1;

False

Succ(False)=True;

Pred(True) =False.

Поскольку логический тип относится к порядковым типам, его можно использовать в операторе счётного типа, например:

Var

L: Boolean;

Begin

For l := False to true do…

Символьный тип. Значением символьного типа является множество всех символов ПК. Каждому символу приписывается целое число в диапазоне 0...255. Это число служит кодом внутреннего представления символа, его возвращает функция ORD.

Перечисляемый тип. Перечисляемый тип задаётся перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамлённом круглыми скобками, например:

type

colors = (red, while, blue);

Применение перечисляемых типов делает программы нагляднее. Если, например, в программе используются данные, связанные с месяцами года, то такой фрагмент программы:

Tуре

TуреMonth=(jan, feb, mar, may, jun, jul, aug, sep, okt, nov, dec);

Var

Month: TуреMonth;

Begin

…….

If Month = aug then writeln(′Хорошо бы поехать к морю′);

…….

End.

Соответствие между значениями перечисляемого типа и порядковыми номерами этих значений устанавливается порядком перечисления: первое значение в списке получает порядковый номер 0, второе - 1 и т.д. Максимальная мощность перечисляемого типа составляет 65536 значений, поэтому фактически перечисляемый тип задаёт некоторое подмножество целого типа WORD и может рассматриваться как компактное объявление сразу группы целочисленных констант со значениями 0, 1 и т.д.

Использование перечисляемых типов повышает надежность программ благодаря возможности контроля тех значений, которые получают соответствующие переменные. Пусть, например, заданы такие перечисляемые типы:

tуре

соlоrs = (blасk, red, white);

оrdеnal = (оnе, twо, thrее);

Days = (mоndау, tuesdау, wеdnesdау);

С точки зрения мощности и внутреннего представления все три типа эквивалентны:

Оrd (blасk)=0, …, оrd(white)=2;

Оrd (one)=0, …, оrd (thrее)=2;

Оrd (mоndау), …, оrd (wеdnesdау)=2.

Однако, если определены переменные

Var

Col : colors;

Num: ordenal;

Day : days;

то допустимы операторы

Col := black;

Num:= succ (two);

Day := pred (tuesday);

но недопустимы

Col:=one;

Day:=black;

Как уже упоминалось, между значениями перечисляемого типа и множеством целых чисел существует однозначное соответствие, задаваемое функцией ORD(X). В Турбо Паскале допускается и обратное преобразование: любое выражение типа WORD можно преобразовать в значение перечисляемого типа, если только значение целочисленного выражения не превышает мощности перечисляемого типа. Такое преобразование достигается применением автоматически объявляемой функции с именем перечисляемого типа. Например, для рассмотренного выше объявления типов эквивалентны следующие присваивания:

Col:=one;

Col:=colors(0);

Разумеется присваивание

Col:= 0;

будет недопустимым.

Переменные любого перечисляемого типа можно объявлять без предварительного описания этого типа, например:

var

соl = (blасk, white, green);

Тип-диапазон. Тип-диапазон есть подмножество своего базового типа, в качестве которого может выступать любой порядковый тип, кроме типа-диапазона.

Тип-диапазон задается границами своих значений внутри базового типа:

. знач.... знач.

Здесь . знач. - минимальное значение типа-диапазона;

. знач. - максимальное его значение.

Например:

Type

Digit = ′0′..′9′;

Dig2 = 48..57;

Тип-диапазон необязательно описывать в разделе ТУРЕ, а можно указывать непосредственно при объявлении переменной, например:

Var

Date:1..31;

Month:1..12;

Lshr:′A′..′Z′;

При определении типа-диапазона нужно руководствоваться следующими правилами:

• два символа «..» рассматриваются как один символ, поэтому между ними недопустимы пробелы;

• левая граница диапазона не должна превышать его правую границу.

Тип-диапазон наследует все свойства своего базового типа, но с ограничениями связанными с его меньшей мощностью. В частности, если определена переменнная

tуре

Days = (mо, tu, wе, th, fr, sa,su);

WeekEnd = sa..su;

Var

W: WeekEnd;

Begin

……….

W:=sa;

……….

End;

то ORD(W) вернет значение 5 , в то время как PRED(W) приведет к ошибке.

В стандартную библиотеку Турбо Паскаля включены две функции, поддерживающие работу с типами-диапазонами:

HIGH(Х) - возвращает максимальное значение типа-диапазона, к которому принадлежит переменная х;

LOW(Х) -возвращает минимальное значение типа-диапазона.

Следующая короткая программа выведет на экран строку

-32768….32767

Var k: integer;

Begin

Writeln(Low(k),′…′,High(k));

End;

Вещественные типы

В отличие от порядковых типов, значения которых всегда сопоставляются с рядом целых чисел и, следовательно, представляются в ПК абсолютно точно, значения вещественных типов определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа.

СТРУКТУРИРОВАННЫЕ ТИПЫ

Любой из структурированных типов (а в Турбо Паскале их четыре: массивы, записи, множества и файлы) характеризуется множественностью образующих этот тип элементов, т.е. переменная или константа структурированного типа всегда имеет несколько компонентов. Каждый компонент, в свою очередь, может принадлежать структурированному типу, что позволяет говорить о возможной вложенности типов. В Турбо Паскале допускается произвольная глубина вложенности типов, однако суммарная длина любого из них во внутреннем представлении не должна превышать 65520 байт.

Массивы

Массивы в Турбо Паскале во многом схожи с аналогичными типами данных в других языках программирования. Отличительная особенность массивов заключается в том, что все их компоненты суть данные одного типа (возможно, структурированного). Эти компоненты можно легко упорядочить и обеспечить доступ к любому из них простым указанием его порядкового номера.

Описание типа массива задастся следующим образом:

= ARRAY [] ОF

Здесь - правильный идентификатор;

ARRAY, ОF - зарезервированные слова (массив, из);

- список из одного или нескольких индексных типов разделенных запятыми; квадратные скобки, обрамляющие список требование синтаксиса;

- любой тип Турбо Паскаля.

В качестве индексных типов в Турбо Паскале можно использовать любые порядковые типы, кроме LONGINT и типов-диапазонов с базовым типом LONGINT.

Определить переменную как массив можно и непосредственно при описании этой переменной, без предварительного описания типа массива, например:

Var

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

Обычно в качестве индексного типа используется тип-диапазон, в котором задаются границы изменения индексов. Так как тип , идущий за словом ОF, любой тип Турбо Паскаля, то он может быть, в частности, и другим массивом, например:

Tуре

Mat = array [0..5] of array [-2..2] of array [char] of byte;

Такую запись можно заменить более компактной:

Tуре

Mat = array [0..5, -2..2, char] of byte;

Записи

Запись-это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонентов, называемых полями записи. В отличие от массива, компоненты (поля) записи могут быть различного типа. Чтобы можно было ссылаться на тот или иной компонент записи, поля именуются.

Структура объявления типа записи такова:

= RECORD END

Здесь - правильный идентификатор;

RECORD, END - зарезервированные слова (запись, конец);

- список полей; представляет собой последовательность разделов записи, между которыми ставится точка с запятой.

Каждый раздел записи состоит из одного или нескольких идентификаторов полей, отделяемых друг от друга запятыми. За идентификатором (идентификаторами) ставится двоеточие и описание типа поля (полей), например:

Tуре

BirthDay = record

Day, month: byte;

Year : word

End;

Var

a, b: BirthDay;

…..

В этом примере тип BIRTHDAY (день рождения) есть запись с полями DAY, MANTH и УЕАR (день, месяц и год); переменные А и В содержат записи типа BIRTHDAY.

Как и в массиве, значения переменных типа записи можно присваивать другим переменным того же типа, например

а := b;

К каждому из компонентов записи можно получить доступ, если использовать составное имя, т.е. указать имя переменной, затем точку и имя поля:

a.day:=27;

b.year:=1939;

Множества

Это наборы однотипных логически связанных друг с другом объектов. Характер связей между объектами лишь подразумевается программистом и никак не контролируется Турбо Паскалем. Количество – элементов, входящих в множество, может меняться в пределах от 0 до 256 (множество, не содержащее элементов, называется пустым).

Описание типа множества имеет вид:

= SЕТ ОF

Здесь - правильный идентификатор;

SЕТ, ОF - зарезервированные слова (множество, из);

- базовый тип элементов множества, в качестве которого может использоваться любой порядковый тип, кроме WORD, INTEGER, LONGINT.

Строки

Тип STRING (строка) в Турбо Паскале широко используется для обработки текстов. Он во многом похож на одномерный массив символов ARRAY[0..N] ОF СНАR, однако, в отличие от последнего, количество символов в строке-переменной может меняться от 0 до N, где N - максимальное количество символов в строке. Значение N определяется объявлением типа STRING[N] и может быть любой константой порядкового типа, но не больше 255 . Турбо Паскаль разрешает не указывать N, в этом случае длина строки принимается максимально возможной, а именно N=255

Строка в Турбо Паскале трактуется как цепочка символов. К любому символу в строке можно обратиться точно так же, как к элементу одномерного массива ARRAY[0..N] ОF СНАR, например:

Var st: string;

Begin

………

If st [5] = ′A′ then…

End;

Совместимость типов

Как уже неоднократно отмечалось, Турбо Паскаль - это типизированный язык. Он построен на основе строгого соблюдения концепции типов, в соответствии с которой все применяемые в языке операции определены только над операндами совместимых типов.

Два тика считаются совместимыми, если:

• оба они есть один и тот же тип;

• оба вещественные;

• оба целые;

• один тип есть тип-диапазон второго типа;

• оба являются типами-диапазонами одного и того же базового типа;

• оба являются множествами, составленными из элементов одного и того же базового типа;

• оба являются упакованными строками (определены с предшествующим словом РАСКЕD) одинаковой максимальной длины;

● один тип есть тип-строка, а другой - тип-строка, упакованная строка или символ

● один тип есть любой указатель, а другой - нетипизированный указатель;

● один тип есть указатель на объект, а другой - указатель на родственный ему объект;

● оба есть процедурные типы с одинаковыми типом результата (для типа-функции), количеством параметров и типом взаимно соответствующих параметров.

Совместимость типов приобретает особое значение в операторах присваивания. Пусть Т1 - тип переменной, а Т2 - тип выражения, т.е. выполняется присваивание Т1:=Т2. Это присваивание возможно в следующих случаях:

• Т1 и Т2 есть один и тот же тип и этот тип не относится к файлам или массивам; файлов, или записям, содержащим поля-файлы, ила массивам таких записей;

• Т1 и Т2 являются совместимыми порядковыми типами и значение Т2 лежит в диапазоне возможных значений Т1;

• Т1 и Т2 являются вещественными типами и значение Т2 лежит в диапазоне возможных значений Т1;

• Т1 - вещественяьтй тип и Т2 - целый тип;

• Т1 - строка и Т2 - символ;

• Т1 - строка и Т2 - упакованная строка;

• Т1 и Т2 - совместимые упакованные строки;

• Т1 и Т2 - совместимые множества и все члены Т2 принадлежат множеству возможных значений Т1;

• Т1 и Т2 - совместимые указатели;

• Т1 и Т2 - совместимые процедурные типы;

• Т1 - объект и Т2 его потомок.

Урок № 3.

Тема урока: Решение задач.

Учащимся предлагается решить четыре задачи при помощи учителя:

Задача 1.

Даны два числа. Вывести на экран их сумму, разность и произведение.

program primer1;

var a, b:integer;

s, p, r :integer;

begin

writeln ('Введите а и b:');

readln (a, b);

s := a+b;

R := a-b;

P := a*b;

Writeln ('Сумма=', S,' Разность (а-b) =', R, ' Произведение=', P);

end.

Вопрос к классу: Какие значения а и b можно вводить в этой программе? Какого типа получится результат, если а и b типа integer?

Какой тип переменных нужно указать, чтобы программа считала не только целые, но и действительные числа? Укажите этот тип переменных в программе.

Задача 2.

Вывести на экран строку: «Мама мыла раму».

program primer2;

var

s: string;

begin

s := 'Maма мыла раму';

writeln (s);

end.

Пример 3.

Записать программу вычисления значения выражения 32767+2.

program primer3;

var

a: integer;

x, y :real;

begin

a :=32767;{Максимально возможное значение типа Integer}

x :=a+2;{Переполнение при вычислении этого выражения!}

y :=longint (a)+2;{Переполнения нет после приведения переменной к более мощному типу}

writeln (x:10:0,y:10:0);

end.

Пример 4.

Вывести на экран массив с элементами 5 6 10 255.

program primer4;

var

a: array [1..4] of byte;

begin

a [1] :=5;

a [2] :=6;

a[3] :=10;

a[4] :=255;

writeln (a[1]:4, a[2]:4, a[3]:4, a[4]:4);

end.

Урок 4.

Тема урока: Решение задач.

Учащимся предлагается решить задачи самостоятельно:

Задача 1.

Даны два числа -32800 и 5000. Вычислить их произведение.

Решение:

program zadacha1;

var

a,b,x:longint;

begin

a:=-32800;

b:=5000;

x:=a*b;

writeln(x);

end.

Задача 2.

Вывести на экран массив с элементами -5,6 66,25 10 0,255.

Решение:

Program zadacha2;

Var

a:array[1..4] of real;

Begin

a[1]:=-5.6;

a[2]:=66.25;

a[3]:=10,5;

a[4]:=0.255;

Writeln(a[1]:6:1,a[2]:6:2,a[3]:6:1,a[4]:6:3);

end.

Задача 3.

Даны два катета прямоугольного треугольника. Найти его гипотенузу.

Решение:

program zadacha3;

var a,b,gip:real;

begin

writeln('Введите два катета а и b:');

readln(a,b);

gip:=sqrt(sqr(a)+sqr(b));

writeln('гипотенуза=',gip:5:2);

end.

Урок 5.

Тема урока: Контрольная работа по теме «Turbo Pascal. Типы данных».

Вариант 1.

1. Напишите все типы данных, которые вы знаете.

Ответ: Порядковые

Вещественные

Целые

Логические

Символьные

Перечисляемые

Тип-диапазон

Структурированные

Указатели

Строки

Процедурные

Объекты

Массивы

Записи

Множества

Файлы

2. Чем отличаются порядковые типы от вещественных?

Ответ:

Порядковые типы отличаются от вещественных тем, что каждый из порядковых типов имеет конечное число возможных значений. В порядковых типах значения можно определенным образом упорядочить и с каждым из них можно сопоставитъ некоторое целое число - порядковый номер значения, а количество возможных значений вещественных типов настолько велико, что сопоставить с каждым из них целое число (его номер) не представляется возможным.

3. Выведите на экран две строчки из песни «В лесу родилась ёлочка».

Решение:

program zadacha3;

var s,s1:string;

begin

s:='В лесу родилась ёлочка';

s1:='В лесу она росла';

writeln(s);

writeln(s1);

end.

Вариант 2.

1. Напишите все типы данных, которые вы знаете.

Ответ: Порядковые

Вещественные

Целые

Логические

Символьные

Перечисляемые

Тип-диапазон

Структурированные

Указатели

Строки

Процедурные

Объекты

Массивы

Записи

Множества

Файлы

2. Укажите какой тип данных записан:

а) Var st: string;

b) Var

Date:1..31;

Ответ:

а) строковый тип;

b) тип-диапазон.

3. Вывести на экран массив с элементами 5660 -6 32810 -25555.

Решение:

Program zadacha;

Var

a:array[1..4] of longint;

Begin

a[1]:=5660;

a[2]:=-6;

a[3]:=32810;

a[4]:=-25555;

Writeln(a[1]:5,a[2]:3,a[3]:6,a[4]:7);

end.

Вариант 3.

1. Напишите все типы данных, которые вы знаете.

Ответ: Порядковые

Вещественные

Целые

Логические

Символьные

Перечисляемые

Тип-диапазон

Структурированные

Указатели

Строки

Процедурные

Объекты

Массивы

Записи

Множества

Файлы

2. Укажите какой тип данных записан:

а) a, b: array[1..10] of real;

b) tуре

соlоrs = (blасk, red, white);

Ответ:

а) массив;

b) перечисляемый.

3. Даны два числа 56089 и 20021. Вычислить их произведение.

Решение:

program primer1;

var a,b,p:longint;

begin

writeln('Введите a и b:');

readln(a,b);

p:=a*b;

writeln('Произведение=',p);

end.

Критерии оценки:

При правильном ответе на 2 вопроса и правильном решении задачи ставится оценка – «5»;

При правильном ответе на 1 вопрос и решении задачи ставится оценка– «4»;

При выполнении одного задания ставится – «3».

Литература:

1. Можаров М.С. Языки и методы программирования. Часть первая. TURBO PASCAL/Можаров М.С. Учебное пособие. 2-е издание, перераб. И доп.- Новокузнецк, Изд-во НГПИ, 2001.

2. Фаронов В.В. Турбо Паскаль 7.0. Начальный курс./Фаронов В.В. Учебное пособие. Издание 7-е, переработанное.-М.: «Нолидж», издатель Молгачева С.В., 2001.

3