Что такое тип в паскале. Типы переменных в Паскале: описание, свойства, примеры

Основы программирования
Каждый профессионал когда-то был чайником. Наверняка вам знакомо состояние, когда “не знаешь как начать думать, чтобы до такого додуматься”. Наверняка вы сталкивались с ситуацией, когда вы просто не знаете, с чего начать. Эта книга ориентирована как раз на таких людей, кто хотел бы стать программистом, но совершенно не знает, как начать этот путь. ...

Почти все целочисленные типы данных относятся к . Эти типы данных представляют целые числа в определённом диапазоне. Конкретные наименования целочисленных типов и диапазоны значений зависят от конкретного языка программирования, от компилятора и от режима компиляции. Подробнее об этом надо узнавать в документации на компилятор.

Например, тип данных Integer в Delphi имеет диапазон -2147483648…2147483647, в то время как в Turbo Pascal тип данных Integer представляет числа в диапазоне -35768…32767. В Free Pascal диапазон значений типа Integer определяется выбранным режимом.

Так как Lazarus использует компилятор Free Pascal, то всё сказанное о типах данных по отношению к Free Pascal справедливо и для Lazarus.

Итак, целочисленные типы данных Free Pascal перечислены в таблице 13.1.

Таблица 13.1. Целочисленные типы данных Free Pascal (Lazarus).

Тип	Размер, байт	Диапазон значений
Byte	1	0…255
Shortint	1	-128…127
Smallint	2	-35768…32767
Word	2	0…65535
Integer	2 или 4	Зависит от режима компиляции
Cardinal	4	0…4294967295
Longint	4	-2147483648…2147483647
Longword	4	0...4294967295
Int64	8	-9223372036854775808...9223372036854775807
QWord	8	0...18446744073709551615

ПРИМЕЧАНИЕ
В Free Pascal типы Int64 и QWord не являются ! Это означает, что вы не можете использовать их, например, для индексных переменных в циклах. Однако я привёл их здесь, чтобы отдельно не описывать в будущем и собрать в одном месте все целочисленные типы Free Pascal. Если какие-то слова вам не понятны - не пугайтесь. В своё время я обо всём расскажу подробнее.

А теперь несколько пояснений к таблице.

В колонке ТИП приведены идентификаторы типов данных (ключевые слова, которые указывают компилятору, к какому типу относятся те или иные данные). Как использовать эти идентификаторы, вы узнаете в следующих уроках.

В колонке РАЗМЕР указан размер, который занимает тип данных в памяти компьютера. Например, целое положительное число можно представить разными типами: Byte , Word , Cardinal и др. Однако число типа Cardinal будет занимать в памяти 4 байта, в то время как число типа Byte – всего лишь 1 байт. Поэтому, если вы точно знаете, что число, с которым вы работаете, никогда не примет значение больше 255, то лучше определять его как тип Byte , так как это позволит сэкономить место в памяти компьютера. Хотя здесь не всё так однозначно (нюансы распределения памяти и других ресурсов компьютера выходят за рамки ).

В колонке ДИАПАЗОН указан диапазон значений, которым оперирует тип данных. Например, число типа Byte может принимать значения от 0 до 255.

А теперь практика. Напишем программу, которая выводит на экран диапазоны значений всех целочисленных типов данных. Исходный код этой программы приведён ниже:

Листинг 13.1. Программа вывода на экран диапазонов целых чисел. program td; {$mode objfpc}{$H+} uses {$IFDEF UNIX}{$IFDEF UseCThreads} cthreads, {$ENDIF}{$ENDIF} Classes { you can add units after this }; begin Writeln("Byte: ", Low(Byte), "..", High(Byte)); Writeln("Shortint: ", Low(Shortint), "..", High(Shortint)); Writeln("Smallint: ", Low(Smallint), "..", High(Smallint)); Writeln("Word: ", Low(Word), "..", High(Word)); Writeln("Integer: ", Low(Integer), "..", High(Integer)); Writeln("Cardinal: ", Low(Cardinal), "..", High(Cardinal)); Writeln("Longint: ", Low(Longint), "..", High(Longint)); Writeln("Longword: ", Low(Longword), "..", High(Longword)); Writeln("Int64: ", Low(Int64), "..", High(Int64)); Writeln("QWord: ", Low(QWord), "..", High(QWord)); Readln; end.

Стандартная функция Low определяет минимальное значение типа данных. Фунцкия High определяет максимальное значение. С функциями WriteLn и ReadLn вы уже немного знакомы. Более подробно о подпрограммах (процедурах и функциях) мы будем говорить в соответствующем разделе .

Напоследок скажу, как записываются целочисленные данные в программе. Да также как и везде - просто пишите число, без кавычек и каких-либо дополнительных символов. Например, так

10
178
35278

Правда, это относится к числам в десятичной системе счисления. Наверняка вы уже знаете, что есть и другие системы. Наиболее широко распространены двоичная, десятичная и шестнадцатеричная системы счисления .

Free Pascal поддерживает четыре формата записи целого числа:

Десятичная запись . Просто число, например 10.
Шестнадцатеричная запись . Число с префиксом $. Например, шестнадцатеричное число $10 равно десятичному 16.
Восьмеричная запись . Число с префиксом &. Например, восьмеричное число &10 равно десятичному 8.
Двоичная запись . Число с префиксом %. Например, двоичное число %10 равно десятичному 2.

Домашнее задание:

Создайте программу, которая выводит на экран диапазоны значений целых чисел (листинг 13.1). Откомпилируйте программу и запустите её. Убедитесь, что эти значения соответствуют указанным в таблице 13.1.

В исходном коде программы найдите строку, которая задаёт режим компиляции:

{$mode objfpc}{$H+}

В этой строке вместо слова objfpc напишите слово tp . То есть итоговая строка должна выглядеть так:

{$mode tp}{$H+}

Запустите программу. Посмотрите диапазон значений типа Integer . Сделайте выводы.

Учитесь думать как программист, то есть логически. Никто вам до пенсии не будет всё разжёвывать, как это делаю сейчас я. Надо привыкать думать самостоятельно. Иначе вы скатитесь к “обезьяньему принципу обучения”, и тогда ваши шансы стать классным программистом приблизятся к нулю. Чтобы помочь вам не скатиться на уровень “зубрёжки”, я буду периодически оставлять пробелы в вашем обучении, чтобы вы постарались сами додуматься до каких-то вещей.

Намного лучше, если вы сами додумаетесь до неправильного решения , сами найдёте ошибку и сами её исправите, чем будете всегда использовать чужие правильные решения и тупо их копировать.

Типы данных языка Pascal: классификация и описания. Арифметические и порядковые типы данных, действия с ними. Арифметические выражения: функции, операции и порядок действий. Совместимость и преобразования типов данных.

Компиляторы языка Pascal требуют, чтобы сведения об объёме памяти, необходимой для работы программы, были предоставлены до начала её работы. Для этого в разделе описания переменных (var ) нужно перечислить все переменные, используемые в программе. Кроме того, необходимо также сообщить компилятору, сколько памяти каждая из этих переменных будет занимать. А ещё было бы неплохо заранее условиться о различных операциях, применимых к тем или иным переменным...

Всё это можно сообщить программе, просто указав тип будущей переменной. Имея информацию о типе переменной, компилятор «понимает», сколько байт необходимо отвести под неё, какие действия с ней можно производить и в каких конструкциях она может участвовать.

Для удобства программистов в языке Pascal существует множество стандартных типов данных и плюс к тому возможность создавать новые типы.

Конструируя новые типы данных на основе уже имеющихся (стандартных или опять–таки определённых самим программистом), нужно помнить, что любое здание должно строиться на хорошем фундаменте. Поэтому сейчас мы и поговорим об этом «фундаменте».

На основании базовых типов данных строятся все остальные типы языка Pascal, которые так и называются: конструируемые .

Разделение на базовые и конструируемые типы данных в языке Pascal показано в таблице:

Типы данных, конструируемые программистом, описываются в разделе type по следующему шаблону:

type <имя_типа> = <описание_типа>;

Например:

type Lat_Bukvy = "a" .. "z", "A" .. "Z";

Базовые типы данных являются стандартными, поэтому нет нужды описывать их в разделе type . Однако при желании это тоже можно сделать, например, дав длинным определениям короткие имена . Скажем, введя новый тип данных

type Int = Integer;

можно немного сократить текст программы.

Стандартные конструируемые типы также можно не описывать в разделе type . Однако в некоторых случаях это всё равно приходится делать из–за требований синтаксиса. Например, в списке параметров процедур или функций конструкторы типов использовать нельзя (см. лекцию 8 ).

Порядковые типы данных

Среди базовых типов данных особо выделяются порядковые типы . Такое название можно обосновать двояко:

Стандартные подпрограммы, обрабатывающие порядковые типы данных

Только для величин порядковых типов определены следующие функции и процедуры:

Функция Ord (x) возвращает порядковый номер значения переменной x (относительно того типа, к которому принадлежит переменная х).
Функция Pred (x) возвращает значение, предшествующее х (к первому элементу типа неприменима).
Функция Succ (x) возвращает значение, следующее за х (к последнему элементу типа неприменима).
Процедура Inc (x) возвращает значение, следующее за х (для арифметических типов данных это эквивалентно оператору x:= x + 1).
Процедура Inc (x, k) возвращает k–е значение, следующее за х (для арифметических типов данных это эквивалентно оператору x:= x + k).
Процедура Dec (x) возвращает значение, предшествующее х (для арифметических типов данных это эквивалентно оператору x:= x - 1).
Процедура Dec (x, k) возвращает k–e значение, предшествующее х (для арифметических типов данных это эквивалентно оператору x:= x - k).

На первый взгляд кажется, будто результат применения процедуры Inc (x) полностью совпадает с результатом применения функции Succ (x) . Однако разница между ними проявляется на границах допустимого диапазона. Функция Succ (x) не применима к максимальному элементу типа, а вот процедура Inc (x) не выдаст никакой ошибки, но, действуя по правилам машинного сложения, прибавит очередную единицу к номеру элемента. Номер, конечно же, выйдет за пределы диапазона и за счёт усечения превратится в номер минимального значения диапазона. Получается, что процедуры Inc () и Dec () воспринимают любой порядковый тип словно бы «замкнутым в кольцо»: сразу после последнего вновь идёт первое значение.

Поясним всё сказанное на примере. Для типа данных

type Sixteen = 0 .. 15 ;

попытка прибавить 1 к числу 15 приведёт к следующему результату:

1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

Начальная единица будет отсечена, и потому получится, что Inc (15)=0 .

Аналогичная ситуация на нижней границе допустимого диапазона произвольного порядкового типа данных наблюдается для процедуры Dec (x) и функции Pred (x) :

Типы данных, относящиеся к порядковым

Опишем теперь порядковые типы данных более подробно.

Логический тип Boolean имеет два значения: False и True , и для них выполняются следующие равенства:
В символьный тип Char входит 256 символов расширенной таблицы ASCII (например, "a", "b", "я", "7", "#"). Номер символа, возвращаемый функцией Ord () , совпадает с номером этого символа в таблице ASCII .
Целочисленные типы данных сведём в таблицу:
Перечисляемые типы данных задаются в разделе type явным перечислением их элементов. Например:
type Week = (sun, mon, tue, wed, thu, fri, sat); 0 1 2 3 4 5 6
Напомним, что для этого типа данных:
Интервальные типы данных задаются только границами своего диапазона. Например:
type Month = 1 .. 12 ;
Budni = Mon .. Fri;
Программист может создавать и собственные типы данных, являющиеся комбинацией нескольких стандартных типов. Например:
type Valid_For_Identifiers = "a" .. "z" , "A" .. "Z" , "_" , "0" .. "9" ;

Этот тип состоит из объединения нескольких интервалов, причём в данном случае изменён порядок латинских букв: если в стандартном типе

Для того чтобы машина смогла обработать какие бы то ни было входные данные, она должна «понимать», к какому типу принадлежат переменные, в которые занесены значения. При отсутствии информации о формате данных компьютер не сможет определить, допустима ли в конкретном случае та или иная операция: например, интуитивно понятно, что нельзя возвести букву в степень или взять интеграл от строки. Таким образом, пользователь должен определить, какие действия позволительно осуществлять с каждой переменной.

Как и в других языках программирования высокого уровня, типы переменных в Паскале оптимизированы для выполнения задач различной направленности, имеют различный диапазон значений и длину в байтах.

Подразделение типов переменных

Типы переменных в Паскале делятся на простые и структурированные. Простые включают в себя вещественные и порядковые типы. К структурированным относятся массивы, записи, множества и файлы. Отдельно выделяются указатели, объекты и процедурные типы.

Рассмотрим порядковые и вещественные типы. К порядковым относятся 5 целых типов, перечисляемый и тип-диапазон.

Порядковые типы

Существует 5 целых типов, различающихся длиной в байтах и диапазоном значений.

Длина Byte и ShortInt - 1 байт. Различие между ними состоит в том, что Byte хранит только неотрицательные значения, а ShortInt позволяет хранить и отрицательные (от -128 до +127). Аналогично соотносятся друг с другом типы Word и Integer, с тем лишь различием, что их размер - 2 байта.

Наконец, LongInt позволяет хранить и отрицательные, и положительные значения, используя 4 байта - в числовом измерении 16-й степени в обе стороны от нуля. Различные виды переменных в Паскале способствуют эффективному решению пользовательских задач, поскольку в каждом конкретном случае может требоваться как малый, так и большой диапазон значений, а также не исключено наличие ограничений по объему выделяемой памяти.

Важно понимать, что нуль занимает столько же места в памяти, сколько и любое другое число. Таким образом, при формировании диапазона значений минимальное отрицательное число по модулю будет на единицу больше, чем положительное: например, от -128 до +127.

Переменные, принадлежащие к могут принимать значение TRUE (истина) или FALSE (ложь) и требуют 1 байт памяти.

Тип CHAR позволяет хранить любой из множества символов, существующих в памяти компьютера. При этом в символьных переменных в Паскале реально хранится лишь код знака, в соответствии с которым отображается его графическая форма.

Вещественные типы

Среди типов переменных в Паскале выделяется несколько числовых с возможностью записи дробной части. Различие между типами Single, Real, Double и Extended сводится к диапазону принимаемых значений, количеству значащих цифр после запятой и размеру в байтах.

В соответствии с порядком, представленным выше, переменная каждого типа будет занимать 4, 6, 8 или 10 байт.

Массивы

Структурированные типы данных являются сложными и позволяют объединять в рамках одной переменной ряд простых значений. Яркий пример представляет собой массив, который можно задать следующим образом:

String=array of char;

Таким образом, мы получили тип под названием String, позволяющий задавать переменные длиной в 100 символов. В последней строке задан непосредственно одномерный массив Y, имеющий тип String. Описание переменных в Паскале осуществляется путём размещения с левой стороны идентификатора, а справа, после знака равенства, значения переменной.

Диапазон индексов, записанный в позволяет обращаться к каждому конкретному элементу массива:

В данном случае мы произвели чтение второго элемента созданного ранее массива Y.

Частным случаем одномерного массива являются и строковые переменные в Паскале, ведь строка - это последовательность символов, т. е. элементов типа char.

Записи

Запись состоит из нескольких полей, заполненных данными любых типов кроме файлового. В целом переменная такого типа похожа на элемент базы данных. Например, можно занести в неё имя человека и номер его телефона:

type NTel = Record

В первой строке слева указывается имя типа, а справа - служебное слово record. Во второй строке задано поле с именем, в третьей - номер телефона. Слово «end» говорит о том, что мы ввели все поля, которые хотели, и на этом процесс создания записи завершается.

Наконец в последней строке мы задаём переменную One, имеющую тип NTel.

Обращаться можно как к записи в целом, так и к отдельным её компонентам, например: one.NAME (т. е. имя_переменной.имя_поля_записи).

Файлы

Паскаль позволяет работать с текстовыми, типизированными и нетипизированными файлами, которые представляют собой структурированную последовательность компонент, имеющих одинаковый тип.

При чтении из файла или записи в него может использоваться как полный адрес, так и краткая его форма:

‘C:\Folder\File2.txt’

Краткая форма используется в случае размещения файла в папке, где хранится сама программа, обращающаяся к нему. Полная форма может использоваться в любых обстоятельствах.

Задать переменную файлового типа можно следующим образом:

f1: file of integer;

Для работы с файлами используются различные функции и процедуры, связывающие переменную с файлом на диске, открывающие его для чтения, записи и перезаписи, закрывающие по окончании работы, позволяющие создавать новое имя и удаляющие файл с компьютера.

В заключение

Без умения использовать различные типы переменных в Паскале пользователь не сможет реализовать даже простейшую задачу. Для того чтобы программа выполняла алгоритм без ошибок, требуется выучить как служебные слова, так и синтаксис, поскольку машина умеет «понимать» команды только в том случае, если они написаны единственно верным способом.

Любая программа, написанная на любом языке программирования, по большому счету предназначена для обработки данных. В качестве данных могут выступать числа, тексты, графика, звук и др. Одни данные являются исходными, другие – результатом, который получается путем обработки исходных данных программой.

Данные хранятся в памяти компьютера. Программа обращается к ним с помощью имен переменных, связанных с участками памяти, где хранятся данные.

Переменные описываются до основного кода программы. Здесь указываются имена переменных и тип хранимых в них данных.

В языке программирования Паскаль достаточно много типов данных. Кроме того, сам пользователь может определять свои типы.

Тип переменной определяет, какие данные можно хранить в связанной с ней ячейке памяти.

Переменные типа integer могут быть связаны только с целыми значениями обычно в диапазоне от -32768 до 32767. В Pascal есть другие целочисленные типы (byte, longint).

Переменные типа real хранят вещественные (дробные) числа.

Переменная булевского (логического) типа (boolean) может принимать только два значения - true (1, правда) или false (0, ложь).

Символьный тип (char) может принимать значения из определенной упорядоченной последовательности символов.

Интервальный тип определяется пользователем и формируется только из порядковых типов. Представляет собой подмножество значений в конкретном диапазоне.

Можно создать собственный тип данных простым перечислением значений, которые может принимать переменная данного типа. Это так называемый перечисляемый тип данных .

Все вышеописанное – это простые типы данных. Но бывают и сложные, структурированные, которые базируются на простых типах.

Массив – это структура, занимающая в памяти единую область и состоящая из фиксированного числа компонентов одного типа.

Строки представляет собой последовательность символов. Причем количество этих символов не может быть больше 255 включительно. Такое ограничение является характерной чертой Pascal.

Запись – это структура, состоящая из фиксированного числа компонент, называемых полями. В разных полях записи данные могут иметь разный тип.

Множества представляют собой совокупность любого числа элементов, но одного и того же перечисляемого типа.

Файлы для Pascal представляют собой последовательности однотипных данных, которые хранятся на устройствах внешней памяти (например, жестком диске).

Понятие такого типа данных как указатель связано с динамическим хранением данных в памяти компьютера. Часто использование динамических типов данных является более эффективным в программировании, чем статических.

3.2. Простые типы данныхв Turbo Pascal 7

Простой тип определяет упорядоченное множество значений параметра. В Turbo Pascal имеются следующие группы простых типов:

целые типы;
логический тип;
символьный тип;
перечисляемый тип;
тип-диапазон;
вещественные типы.

Все простые типы, за исключением вещественных, называются порядковыми типами. Для величин порядковых типов определены стандартные процедуры и функции: Dec, Inc, Ord, Pred, Succ (см. п. 13.1).

3.2.1. Целые типы

В отличие от языка Паскаль, где определен единственный целый тип Integer, в Turbo Pascal имеется пять стандартных типов целых чисел: Shortint, Integer, Longint, Byte, Word. Характеристики этих типов приведены в табл. 2.

Таблица 2. Целые типы данных

Тип	Диапазон	Формат	Размер в байтах
Shortint	-128 .. 127	Знаковый	1
Integer	-32768 .. 32767	Знаковый	2
Longint	-2147483648 .. 2147483647	Знаковый	4
Byte	0 .. 255	Беззнаковый	1
Word	0 .. 65535	Беззнаковый	2

3.2.2. Логический тип

Стандартный логический тип Boolean (размер - 1 байт) представляет собой тип данных, любой элемент которого может принимать лишь два значения: True и False. При этом справедливы следующие условия:
False Ord (False) = 0
Ord (True) = 1
Succ (False) = True
Pred (True) = False

В Turbo Pascal 7.0 добавлено еще три логических типа ByteBool (размер - 1 байт), WordBool (размер - 2 байта) и LongBool (размер - 4 байта). Они введены для унификации с другими языками программирования и со средой Windows. Отличие их от стандартного типа Boolean заключается в фактической величине параметра этого типа, соответствующей значению True. Для вех логических типов значению False соответствует число 0, записанное в соответствующее количество байтов. Значению же True для типа Boolean соответствует число 1, записанное в его байт, а для других типов значению True соответствует любое число, отличное от нуля (хотя функция Ord в этом случае дает значение 1).

3.2.3. Символьный тип

Стандартный символьный тип Char определяет полный набор ASCII-символов. Функция Ord от величины типа Char дает код соответствующего символа. Сравниваются величины символьного типа по своим кодам.

3.2.4. Перечисляемый тип

Перечисляемый тип не является стандартным и определяется набором идентификаторов, с которыми могут совпадать значения параметра. Список идентификаторов указывается в круглых скобках, идентификаторы разделяются запятыми:

type
= ();)

Важно, в каком порядке перечислены идентификаторы при определении типа, т. к. первому идентификатору присваивается порядковый номер 0, второму - 1 и т. д. Один и тот же идентификатор можно использовать в определении только одного перечисляемого типа. Функция Ord от величины перечисляемого типа дает порядковый номер ее значения.

Пример. Перечисляемый тип.

type Operat = (Plus, Minus, Mult, Divide);

Логический тип является частным случаем перечисляемого типа:

type Boolean = (False, True);

3.2.5. Тип-диапазон

В любом порядковом типе можно выделить подмножество значений, определяемое минимальным и максимальным значением, в которое входят все значения исходного типа, находящиеся в этих границах, включая и сами границы. Такое подмножество определяет тип-диапазон. Тип-диапазон задается указанием минимального и максимального значений, разделенных двумя точками:

type = . . ;

Минимальное значение при определении такого типа не должно быть больше максимального.

Пример. Определение типов-диапазонов.

type
Dozen = 1..12; {числа от 1 до 12}
AddSub = Plus..Minus; {операции сложения и вычитания}

3.2.6. Вещественные типы

В отличие от стандарта языка Паскаль, где определен только один вещественный тип Real, в Turbo Pascal имеется пять стандартных вещественных типов: Real, Single, Double, Extended, Соmр. Характеристики этих типов см. в табл. 3. Таблица 3. Вещественные типы данных

Тип	Диапазон	Число значащих цифр	Размер в байтах
Real	2.910-39..1.71038	11-12	6
Single	1.510-45..3.41038	7-8	4
Double	5.010-324.-1.710308	15-16	8
Extended	3.410-4932..1.1104932	19-20	10
Comp	-263+1..263-1	19-20	8

Тип Comp фактически является типом целых чисел увеличенного диапазона, однако порядковым не считается.

Типы Single, Double, Extended и Comp можно использовать в программах только при наличии арифметического сопроцессора или при включенном эмуляторе сопроцессора (см. пп. 17.5.8 и 17.7.1).