Переменная порядкового типа. Pascal. Типы данных

Наиболее важными элементами программы являются переменные. Именно они влияют на ход событий в программе во время ее выполнения. Например, если бы мы не указали значение переменной Name в , кому было бы адресовано приветствие, выведенное программой?

Переменные могут содержать совершенно различные данные. Например, в одной переменной может храниться чье-то имя, в другой – год рождения, в – третьей – рост и т.д. Такие разные данные и представляются компьютером по-разному. Имя – это строка символов, год рождения – целое число, рост – вещественное число (например, рост равен 1.72 м).

Способ представления данных компьютером определяется их типом . Кроме того, тип данных определяет, какие действия разрешается выполнять над этими данными.

Ниже перечислены основные стандартные типы данных языка Турбо-Паскаль:

1. INTEGER – целочисленные данные в диапазоне от –32768 до 32767, в памяти занимают два байта;
2. REAL – вещественные числа в диапазоне от 2.9´10 -39 (2.9E-39) до 1.7´10 38 (1.7E38), занимают шесть байт;
3. CHAR – отдельный символ, один байт;
4. STRING – строка символов, количество символов в строке (длина строки) ограничивается числом N в квадратных скобках, занимает N+1 байт (если число N не указано, то максимальная длина строки равна 255 символов);
5. BOOLEAN – логический тип, имеет два значения: FALSE (ложь) и TRUE (истина), один байт.

Заметим, что типы INTEGER, CHAR, и BOOLEAN относятся к порядковым типам (ordinal types).

Как Вы, наверное, помните, при описании переменной после ее имени ставится двоеточие, а затем указывается тип. Если несколько переменных имеют одинаковый тип, их имена можно перечислить через запятую.

Пример описания переменных различных типов:

Delphi/Pascal

var a, b, c: integer; sum: real; Alpha, Beta: char; S: string; S_1: string; t: boolean;

Заметьте, что переменная S_1 является строкой символов, но при ее описании не указывается длина. В таком случае компилятор сам устанавливает максимально возможную длину – 255 символов.

Для хранения целых и вещественных чисел существуют и другие предопределенные типы данных. Их характеристики приведены в таблицах ниже. Сравните эти типы с типами INTEGER и REAL, также приведенными в таблицах.

Вещественные типы данных

Какой тип данных использовать

Столько разных типов, скажете Вы, и какой же из них использовать?
Это зависит от поставленной перед Вами задачи. Например, Вам нужна переменная, в которой Вы будете хранить рост некоторого человека (вещественное значение): в этом случае достаточно использовать тип SINGLE. Если какая-то переменная используется у Вас для подсчета количества определенных объектов (целое положительное значение), то прикиньте, может ли быть это число больше 255, если нет – используйте BYTE, если же может – Вам не обойтись без WORD, а в некоторых случаях может понадобиться и LONGINT.

Чтобы узнать о различных типах побольше, нажмите Shift+F1 в среде Турбо-Паскаль (появится окно индекса помощи), а затем выбирайте интересующий Вас объект (например, наберите ‘type’ или ‘real’).

Простейшим числовым типом данных в Паскале являются целые типы, предназначенные для хранения целых чисел. Целые числа в Паскале принято делить на два типа: со знаком и без знака. Числа со знаком – это целочисленный тип, в который входят как положительные, так и отрицательные числа, без знака – только положительные.

Ниже приведены две таблицы с целочисленными типами. Сначала выпишем типы целых чисел со знаком :

А это целочисленные типы без знака :

Как видно, в первой колонке стоит название типа, во второй – количество байт, занимаемое в памяти числами этого типа, в третьей – соответственно диапазон возможных значений. В числах со знаком есть два типа – integer и longint (буквально «целый» и «длинный целый»), которые являются синонимами. То есть вы можете в разделе описаний использовать как одно название, так и другое.

Аналогично во второй таблице (неотрицательные целые числа в Паскале) есть также два целочисленных типа-синонима размером 4 байта – longword и cardinal , поэтому используйте либо одно, либо другое.

Ещё можно заметить, что если числа первой таблицы условно перенести в правую часть относительно нуля (сдвинуть интервал вправо так, чтобы минимальным числом оказался 0), то мы получим интервалы целых чисел второй таблицы, лежащие в соответствующих строках. Так, если в 1-байтовом типе shortint к левой и правой границам прибавить 128, то получим тип byte (0..255); если в 2-байтовом типе smallint к границам прибавить 32768, то получим соответствующий 2-байтовый тип без знака word (0..65535) и т.д.

Всё это случается потому, что в целочисленных типах без знака числа могут быть разделены ровно надвое: половина чисел – в отрицательную часть, половина – в положительную. А почему тогда в числах со знаком левая граница по абсолютной величине на 1 больше за правую границу? – спросите вы. Например, в типе shortint минимум -128, тогда как максимум всего 127 (по модулю на 1 меньше). А это потому, что в правую часть входит также и 0, и об этом надо знать и помнить.

Так зачем же целые числа в Паскале делить на столько типов? Почему не обойтись, например, наибольшим из целочисленных типов в PascalABC.Net и Free Pascal – int64 – это почти 9 с половиной квинтиллионов (!) как с минусом, так и с плюсом? Да по простой банальной (?) причине – экономия памяти. Если вам надо сложить два небольших однобайтовых положительных числа (0..255), а вы эти числа описали как int64 (8 байт), то на это ушло в 8 раз больше памяти. А если программа большая и переменных много, то экономия памяти встает очень резко. Причем нет смысла использовать целые типы со знаком, если в задаче речь идет о таких величинах, как длина, масса, расстояние, время и т.п.

В разделе сайта Задачник Абрамяна (подраздел Integer) понаблюдайте за использованием различных целочисленных типов в Паскале.

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.

Наиболее распространенные в математике числовые типы – это целые числа, которые представляют бесконечное множество дискретных значений, и действительные числа, которые представляют неограниченный континуум значений.

Описание числовых типов данных (целые) Паскаля

В пределах одного языка могут быть реализованы различные подмножества множества целых чисел. Диапазон возможных значений целых числовых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два или четыре байта. Так, в Паскале 7.0 используются следующие целые числовые типы данных:

С целыми числовыми типами данных Паскаля можно выполнять следующие операции:

• Арифметические:
  сложение(+);
  вычитание(-);
  умножение(*);
  остаток от деления (mod);
  возведение в степень;
  унарный плюс (+);
  унарный минус (-).

• Операции отношения:
  отношение равенства (=);
  отношение неравенства (<>);
  отношение меньше (<);
  отношение больше (>);
  отношение не меньше (>=);
  отношение не больше (<=).

При действиях с целыми числовыми типами данных 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 (это важно!) , что может привести к ошибкам.

Особое внимание следует уделить операции деления целых числовых типов данных. В Паскале допускается две операции деления, которые соответственно обозначаются "/" и div . Нужно знать, что результатом деления "/" является не целое, а вещественное число (это справедливо, даже если вы делите 8 на 2, т.е. 8/2=4.0). Деление div – это целочисленное деление , т.е. тип результата целый.

Описание числовых типов данных (действительные) Паскаля

К вещественному числовому типу данных относится подмножество вещественных чисел, которые могут быть представлены в так называемом формате с плавающей запятой и фиксированным числом цифр. С плавающей точкой каждый числовой тип данных представляется в виде двух групп цифр. Первая группа цифр называется мантиссой, вторая – порядком. В общем виде числовой тип данных в форме с плавающей точкой может быть представлено так: X= {+|-}MP {+ | -} r , где M – мантисса числа; r – порядок числа (r – целое число); P – основание системы счисления. Например, для десятичного основания представление 2Е-1 (здесь Е – основание десятичной системы счисления) будет иметь вид: 2*10 -1 =0.2, а представление 1.234Е5 будет соответствовать: 1.234*10 5 =123400.0.

В Паскале используются следующие типы вещественных чисел, которые определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа:

При описании вещественной переменной типа real в памяти компьютера будет создана переменная размерностью 4 байта. При этом 3 байта будут отданы под мантиссу, а один – под порядок.

Над действительными числовыми типами данных можно выполнять следующие операции:

• Арифметические:
  сложение (+);
  вычитание(-);
  умножение(*);
  деление(/);
  возведение в степень;
  унарный плюс (+);
  унарный минус (-).

• Операции отношения:
  отношение неравенства (<>);
  отношение меньше (<);
  отношение больше (>);
  отношение не меньше (>=);
  отношение не больше (<=).

Как видим, Паскаль характеризуется богатой гаммой вещественных типов, однако доступ к числовым типам данных single , double и extended возможен только при особых режимах компиляции. Эти числовые типы данных рассчитаны на аппаратную поддержку арифметики с плавающей точкой и для их эффективного использования в состав ПК должен входить математический сопроцессор.

Особое положение в Паскале занимает числовой тип данных comp , который трактуется как вещественное число без экспоненциальной и дробной частей. Фактически, comp – это «большое» целое число со знаком, сохраняющее 19..20 значащих десятичных цифр. В то же время числовой тип данных comp в выражениях полностью совместим с другими вещественными типами: над ним определены все вещественные операции, он может использоваться как аргумент математических функций и т.д.

О преобразовании числовых типов данных Паскаля

В Паскале почти невозможны неявные (автоматические) преобразования числовых типов данных. Исключение сделано только для типа integer , который разрешается использовать в выражениях типа real . Например, если переменные описаны следующим образом:

Var X: integer; Y: real;

То оператор

будет синтаксически правильным, хотя справа от знака присваивания стоит целочисленное выражение, а слева – вещественная переменная, компилятор сделает преобразование числовых типов данных автоматически. Обратное же преобразование автоматически типа real в тип integer в Паскале невозможно. Вспомним, какое количество байт выделяется под переменные типа integer и real : под целочисленный тип данных integer выделяется 2 байта памяти, а под real – 6 байта. Для преобразования real в integer имеются две встроенные функции: round (x) округляет вещественное x до ближайшего целого, trunc (x) усекает вещественное число путем отбрасывания дробной части.

В языке Паскаль переменные характеризуются своим типом . Тип - это свойство переменой, по которому переменная может принимать множество значений, допустимых этим типом, и участвовать во множестве операций, допустимых над данным типом.

Тип определяет множество допустимых значений, которое принимает переменная данного типа. Определяет так же множество допустимых операций от переменной данного типа и определяет представления данных в оперативной памяти компьютера.

Например:

n:integer;

Паскаль - статический язык, из этого следует, что тип переменой определяется при ее описании и не может быть изменен. Язык Паскаль имеет развитую систему видов - все данные должны принадлежать заранее известному типу данных (либо стандартному типу, созданному при разработке языка или пользовательскому типу, который определяет программист). Программист может создавать свои типы произвольной структурой сложности на основе стандартных типов, либо уже определенных пользователем типов. Количество создаваемых типов неограниченно. Пользовательские типы в программе объявляется в разделе TYPE по формату:

[имя] = [тип]

Система стандартных типов имеет разветвленную, иерархическую структуру.

Первичными в иерархии являются простые типы . Такие типы присутствуют в большинстве языков программирования и называются простыми, однако в языке Паскаль они имеют более сложную структуру.

Структурированные типы строятся по определенным правилам из простых типов.

Указатели формируются из простых видов и используются в программах для задания адресов.

Процедурные типы являются нововведением языка Turbo Pascal, и они позволяют обращаться к подпрограммам, как к переменным.

Объекты являются также нововведением, и они предназначены для использования языка, как объектно-ориентированного языка.

В языке Паскаль целые типы бывают 5 видов. Каждый из них характеризует диапазон принимаемых значений и занимаемым местом их в памяти.

При использовании целочисленных чисел следует руководствоваться вложенностью типов, т.е. типы с меньшим диапазоном могут быть вложены в типы с большим диапазоном. Тип Byte может быть вложен во все типы занимающие 2 и 4 байта. В тоже время тип Short Int, занимающий 1 байт не может быть вложен в тип Word, поскольку не имеет отрицательных значений.

Можно выделить 5 вещественных типов:

В компьютере абсолютно точно представляются целые типы. В отличие от целых типов значение вещественных типов определяет произвольное число лишь с некоторой конечной точность, зависящего от формата числа. Вещественные числа представляются в компьютере с фиксированной или с плавающей точкой.

2358.8395

0.23588395*10 4

0.23588395*E 4

Особое положение в Паскаль занимает тип Comp, фактически это большое целое число со знаком. Этот тип совместен со всеми вещественными типами и может быть использован для большого целого числа. При представлении вещественных чисел с плавающей запятой десятичная точка, всегда подразумевается перед левой или старшей мантиссой, но при действии с числом сдвигается влево или вправо.

Порядковые типы

Порядковые типы объединяют в себе несколько простых типов. К ним относятся:

• все целые типы;
• символьный тип;
• логический тип;
• тип-диапазон;
• перечисляемый тип.

Общими признаками для порядковых типов являются: каждый из типов имеет конечное число возможных значений; значение этих типов можно определенным образом упорядочить и с каждым числом сопоставить некоторое число, являющееся порядковым номером; соседние значения порядковых типов отличается на единицу.

К значениям порядкового типа может быть применена функция ODD(x), которая возвращает порядковый номер аргумента x.

Функция PRED(x) - возвращает предшествующее значение порядкового типа. PRED(A) = 5.

Функция SUCC (x) - возвращает следующее значение порядкового типа. SUCC(A) = 5.

Символьный тип

Значениям символьного типа является 256 символов из множества допустимых кодовой таблицей используемого компьютера. Начальная область этого множества, то есть диапазон от 0 до 127 соответствует множеству кодов ASCII, куда загружаются символы алфавита, арабских чисел и специальных символов. Символы начальной области всегда присутствуют на клавиатуре ПК. Старшая область называется альтернативной, она содержит символы национальных алфавитов и различные специальные символы, и символы псевдографики, не соответствующие коду ASCII.

Значение символьного типа занимает один байт в оперативной памяти. В программе значении заключаются в апострофы. Так же значения можно задавать в виде его ASCII-коде. В этом случае перед числом, обладающим код символа нужно поставить знак #.

C:= ’A’

Логический (булевский) тип

Имеются два значения булевского типа: Истина (True) и Ложь (False). Переменные данного типа задаются служебным словом BOOLEAN. Значение булевского типа занимают один байт в оперативной памяти. Значениям Истина и Ложь соответствуют числовые значения 1 и 0.

Тип-диапазон

Есть подмножество своего базового типа в качестве, которого может выступать любой порядковый тип. Тип-диапазон задается границами внутри базового типа.

[минимальное-значение]…[максимальное-значение]

Тип-диапазон можно задавать в разделе Type, как определенный тип, а можно непосредственно в разделе Var.

При определении тип-диапазона необходимо руководствоваться:

• левая граница не должна превышать правую границу;
• тип-диапазон наследует все свойства базового типа, но с ограничениями, связанными и с его меньшей мощностью.

Перечисляемый тип

Данный тип относится к порядковым типам и задается перечислением тех значений, которых он может перечислять. Каждое значение именуется неким идентификатором и располагается в списке обрамленным в круглых скобках. Перечисляемый тип задается в Type:

Peoples = (men, women);

Первое значение - 0, второе значение - 1 и т.д.

Максимальная мощность 65535 значений.

Строковый тип

Строковый тип относится к группе структурированных типов и состоит из базового типа Char. Строковый тип не относится к порядковым типам. Он определяет множество символьных цепочек произвольной длины до 255 символов.

В программе строковый тип объявляется, словом String. Поскольку String является базовым типом, он описан в языке и объявление переменной типа String осуществляется в Var. При объявлении переменной строкового типа за String в квадратных скобках целесообразно указывать длину строки. Для указания используется целое число от 0 до 255.

Fam: String;

Указание длины строки позволяет компилятору отвести под данную переменную указанное число байтов в ОЗУ. Если длина строки не указана, то в этом случае компилятор отведет под значение этой переменной максимальное возможное число байт (255).