Оператор безусловного перехода

Помимо операторов условного перехода существует также оператор безусловного перехода goto. Формат:

goto метка;

Оператор goto переходит при выполнении программы к определенному оператору программы, перед которым находится метка. Метка должна быть описана в разделе описания меток той программы (процедуры или функции), в которой она используется. Нельзя перейти из одной процедуры или функции в другую.

Необходимо, чтобы в программе существовал оператор, отмеченный указанной меткой. Она записывается перед оператором и отделяется от него двоеточием.

Пример:

label 1;

begin

...

goto 1;

...

1: WriteLn('Переход к метке 1');

end.

Само понятие структурного программирования и общепринятый стиль программирования на структурных языках НЕ ПРИВЕТСТВУЕТ применение меток и операторов перехода в программах. Это затрудняет понимание программы, как автором, так и потребителями, кроме того, применение меток отрицательно сказывается на эффективности генерируемого кода.

Операторы повторений

В языке Турбо Паскаль имеются три оператора, позволяющих запрограммировать повторяющиеся фрагменты программ (циклы). Это операторы while, repeat, for.

Оператор цикла while-do (цикл с предусловием)

Общий вид записи:

While <условие> do

begin

<оператор 1>;

...

< оператор n>

End;

Запись означает «пока выполняется <условие>, делать».

Инструкция while-do означает «пока выполняется <условие>, делать» и

выполняется следующим образом: сначала проверяется условие. Если оно истинно, выполняются < оператор 1>...< оператор n> и так далее. Если же условие ложно, выполнение считается законченным, и программа переходит к обработке следующих команд. Таким образом, если условие с самого начала оказалось ложным, < оператор 1>...< оператор n> не будут выполнены ни разу. В цикле while-do <условие> - это условие выполнения цикла: пока оно истинно, программа из цикла не выйдет. В том случае, если внутри цикла стоит только один оператор, пара begin - end может отсутствовать, если операторов больше одного, то пара begin - end обязательна, так как иначе будет выполняться только один оператор, стоящий сразу после слова do.

Пример: Надо вычислить сумму S=1+1/2+1/3+...+1/50

VAR S: REAL; N:INTEGER;

BEGIN

S:=0; N:=1;

WHILE N<=50 DO

BEGIN

S:=S+1/N;

N:=N+1;

END;

WRITELN(' S=',S);

END.

Оператор цикла repeat-until (цикл с постусловием)

Общий вид записи:

Repeat

< оператор 1>;

...

< оператор n>

until <условие>;

Инструкция repeat-until означает «повторять до тех пор, пока не будет выполнено <условие>» и выполняется следующим образом : сначала выполняются < оператор 1>...< оператор n>. Затем проверяется условие. Если оно ложно, происходит возврат с выполнению <оператор 1>...<оператор n>. Если условие истинно, цикл считается выполненным и программа переходит к обработке следующих команд. Таким образом, в цикле repeat-until <условие> - это условие завершения цикла: цикл повторяется, пока оно ложно.

Пример:

VAR S: REAL; N:INTEGER;

BEGIN

S:=0; N:=1;

REPEAT

S:=S+1/N;

N:=N+1;

UNTIL N>50;

WRITELN(' S=',S);

END.

Оператор цикла for (цикл с параметром)

Общий вид:

For I:=N1 toN2 do <простой или составной оператор>;

I - переменная цикла (параметр цикла),

N1- начальное значение цикла,

N2- конечное значение цикла,

I,N1,N2 должны быть одного и того же типа, но не real.

I принимает последовательные значения данного типа от N1 до N2. Если N1 и N2 - целые числа, а I - целая переменная, то шаг всегда равен единице.

Инструкция for означает «для I, изменяющегося от N1 до N2 делать» и выполняется следующим образом: вначале вычисляется значение N1 и оно присваивается I. После этого циклически повторяется:

- проверка условия I <=N2. Если условие не выполнено, оператор for завершает свою работу;

- если условие I <=N2 выполнено, то исполняется конструкция «<простой или составной оператор>»;

- наращивание переменной I на единицу.

Пример:

VAR S: REAL; N:INTEGER;

BEGIN

S:=0;

FOR I:=1 TO 50 DO

S:=S+1/I;

WRITELN(' S=',S);

END.

Цикл по убывающим значениям параметра I от N2 до N1 имеет вид:

For I:=N2 downto N1 do <простой или составной оператор>;

Пример 1:

For I:=20 downto 1 do A:=A+1;

I изменяется от 20 до 1 с шагом -1.

Массивы

Массив – упорядоченный набор однотипных значений – компонент массива. Тип компонент называется базовым типом массива.

В Паскале массив рассматривается как переменная структурированного типа. Массиву присваивается имя, посредством которого можно ссылаться на него, как на единое целое, так и на любую из его компонент.

Переменная с индексом – идентификатор компоненты массива. Формат записи:

<имя массива> [<индекс>],

где <индекс> может быть выражением порядкового типа.

Описание массива определяет имя, размер массива и базовый тип. Формат описания в разделе переменных:

Var <имя массива> : array [<тип индекса>] of <базовый тип>

<тип индекса> – любой порядковый тип, кроме longint, чаще всего в качестве <типа индекса> используется интервальный целый тип.

<базовый тип > – любой тип Турбо Паскаля.

Линейныйодномерный массив - массив, у которого элементы – простые переменные. В одномерных массивах хранятся значения линейных таблиц.

Примеры описания одномерных массивов:

Var B: array [0 . . 5] of real;

R: array [1 . . 34] of char;

N: array [‘A’ . . ‘Z’] of integer;

Ввод и вывод массива производится поэлементно. Обычно для этого используется цикл с параметром, где в качестве параметра применяется индексная переменная.

Пример 1.

Заполнить случайными числами из диапазона [0, 1] вещественный линейный массив из N чисел. Найти максимальное значение и его индекс (первый, если таких значений несколько).

Решение.

Поскольку размер массива в программе должен быть однозначно задан, определим N в разделе констант, например, N = 20. При изменении размера массива достаточно будет отредактировать в программе лишь описание константы N.

Const N=20;

Var X : array [1 .. N] of real; k: integer;

Max : real; Kmax : integer;

Begin

For k:=1 to N do

X[k] :=random; {заполнение случайными числами}

Max :=X[1] ; Kmax := 1 ; {инициализация вычисляемых переменных}

For k:= 2 to N do {поиск максимального значения}

If X[k] > Max then begin max := X[k] ; Kmax := k end;

Writeln (‘Первое максимальное значение: X[‘, Kmax, ’]=’, max)

End.

В Турбо Паскале можно одним оператором присваивания передать все элементы одного массива другому массиву того же типа, например:

Var А, B : array [1..5] of integer;

……

A:=B;

После этого присваивания все элементы массива А получат те же значения, что и в массиве В.

Так как <базовый тип > – любой тип Турбо Паскаля, то он может быть и другим массивом, например:

Var B : array [1 . . 5] of array [1..10] of real;

Такую запись можно заменить более компактной:

Var B : array [1 . . 5, 1..10] of real;

Число вложений ограничено только объемом памяти. В приведённом примере массив двухмерный. В двумерных массивах хранятся значения двумерных таблиц (матриц), состоящих из строк и столбцов.

Пример описания двумерных массивов:

Var a: array [1..5,1..2] of integer;

Пример 2.

Дан массив из 5-ти строк и 2-х столбцов, содержащий элементы целого типа.Вычислить произведение отрицательных элементов.

Решение.

Var a: array [1..5,1..2] of integer;

i,j,P:integer;

begin

{Ввод элементов массива с клавиатуры}

For i:=1 to 5 do

For j:=1 to 2 do begin

Write(‘Ведите a[‘,i,’,’,j,’]=‘);

Readln(a[i,j]);

end;

{Печать элементов массива в виде таблицы}

Writeln(‘ Массив a’);

For i:=1 to 5 do begin

For j:=1 to 2 do

Write(a[i,j]:4);

Writeln;

end;

{Вычисление произведения отрицательных элементов}

P:=1;

For i:=1 to 5 do

For j:=1 to 2 do

if a[i,j]<0 then

P:=P*a[i,j];

Writeln(‘Произведения отрицательных элементов P=’, P);

End.

Подпрограммы

Понятие подпрограммы

Если часть программы используется более одного раза, то можно не повторять текст программы, а оформить эту часть программы в виде процедуры или функции. Они вызываются на исполнение каждый раз, когда нужно выполнить эту часть программы. При этом саму программу называют основной программой, а процедуру или функцию подпрограммой.

Отличие функции от процедуры заключается в том, что функция вычисляет одно единственное значение простого, строкового или ссылочного типа. Если результатом работы подпрограммы не может быть единственное значение, то лучше использовать процедуру.

Процедуры и функции являются самостоятельными фрагментами программы, связанными с основной программой лишь с помощью нескольких параметров. Структура подпрограммы повторяет структуру всей программы, но вместо заголовка программы содержит заголовок подпрограммы, который является обязательным. Формат заголовка:

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

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

Здесь: <имя> - имя подпрограммы (правильный идентификатор);

<тип> - тип возвращаемого функцией результата.

Например, FUNCTION F(a, b: Real): Real;

PROCEDURE SB (a: Real; b: Integer; c: Char);

Переменные, описанные в основной программе, являются глобальными для подпрограмм. Все переменные из списка формальных параметров подпрограмм могут использоваться в любых выражениях внутри подпрограммы и являются локальными.

Любой из формальных параметров подпрограммы может быть либо параметром–значением, либо параметром–переменной, либо, наконец, параметром–константой. Например,

PROCEDURE MyProcedure (var a: Real; b: Real; const c: String);

Здесь А – параметр-переменная, В – параметр-значение, а С - параметр-константа.

Так как любое имя в программе обязательно описывается перед тем, как оно появится среди исполняемых операторов, то и подпрограмма должна быть предварительно определена в разделе описаний основной программы. Описанием (определением) основной программы является её собственный текст, который содержит заголовок и тело подпрограммы.

Например,

PROGRAM A;

Var x,y: integer;

PROCEDURE REV(a,b: integer);

Begin

Writeln(b:3, a:3);

End;

Упоминание имени подпрограммы в тексте основной программы приводит к активации подпрограммы и называется её вызовом. Сразу после активации подпрограммы начинают выполняться, входящие в неё операторы. После выполнения последнего из них управление возвращается обратно в основную программу и далее выполняются операторы, стоящие непосредственно за оператором вызова подпрограммы.

Для вызова подпрограммы на исполнение используется оператор, который состоит из её имени и списка фактических параметров (если при определении подпрограммы был указан список формальных параметров). Например,

Begin

REV (x,y);

REV (4,5*SQRT(x-y));

End.

Каждый раз при вызове подпрограммы вычисляются фактические параметры, которые могут быть константами (4), переменными (x,y) или выражениями (5*Sqrt(y-x)).

При вызове подпрограммы необходимо соблюдать следующее правило: количество, тип и порядок следования фактических параметров должен строго соответствовать количеству, типу и порядку следования соответствующих формальных параметров.

Подпрограмма–функция

В теле функции должен присутствовать хотя бы один оператор присваивания с идентификатором функции в левой части.

Пример1.

Реализовать функцию с именем POWER, осуществляющую возведение любого вещественного числа в любую вещественную степень.

Решение.

.В программе вводится пара чисел X и Y и выводится на экран дисплея результат возведения X сначала в степень +Y, а затем – в степень –Y. Для выхода из программы нужно ввести Ctrl-Z и Enter.

Var

X, y: Real;

{-----------}

Function Power (a, b : Real) : Real;

Begin {Power}

If a > 0 then

Power := exp (b * ln(a))

Else if a < 0 then

Power := exp (b * ln(abs(a)))

Else if b = 0 then

Power := 1

Else

Power := 0

End {Power};

{--------------}

Begin {main}

Repeat

Readln (x, y);

Writeln (Power (x, y): 12:10, Power(x, -y):15:10);

Until EOF

End {main}.

Для вызова функции POWER мы просто указали ее в качестве параметра при обращении к встроенной процедуре WRITELN. Параметры X и Y в момент обращения к функции – это фактические параметры. Они подставляются вместо формальных параметров A и B в заголовке функции и затем над ними осуществляются нужные действия. Полученный результат присваивается идентификатору функции – именно он и будет возвращен как значение функции при выходе из нее. В программе функция POWER вызывается дважды сначала с параметрами X и Y, а затем X и –Y, поэтому будут получены два разных результата.