Лекция 11: Структурный тип - Строка.
1. Строка, как специальная форма массива.
2. Основы обработки строк.
3. Примеры элементарных программ обработки строк.
1. Строка, как специальная форма массива.
В Турбо Паскале имеется семейство строковых типов, рассматриваемых как специальная форма массива, а именно одномерный массив символов. Это семейство соответствует по умолчанию следующему описанию:
type string[ <m >]= array [0..m] ofchar;
где: <m >- максимальная длина строки (число диапазона 0 .. 255).
string- стандартное имя строкового типа, являющееся ключевым словом.
Строки длины до 255 соответствуют типу string(без указания длины строки).
Нулевая позиция строки является специальной позицией, в которой хранится текущая длина строки (код ASCII, представляющий длину строки). Эта позиция автоматически корректируется при операциях над строками.
Доступ к компоненту строки (символу строки) осуществляется также как к элементу массива, т.е. по индексу (индексному выражению).
Например: st[J+1] {Cимвол в позиции J+1 строки st}
Разрешен доступ, в том числе и к нулевой позиции строки, так что, например ord(st[0]) - длина строки st .
| Замечание | Изменение содержимого нулевой позиции строки оператором присваивания эквивалентно изменению текущей длины строки и может привести к отсечению части строки или присоединению к строке дополнительных пробелов. |
2. Основы обработки строк.
Строки относятся к важным средствам представления нечисловой информации, и обработка строк имеет широкие приложения во многих областях использования нечисловой информации (редактирование текстов, логический анализ, автоматизация перевода, распознавание текстов и др.).
Поскольку строки указанного типа являются разновидностями массива, для них можно применять всё, что применимо к массивам. Кроме того, для обработки строк в Турбо Паскале предусмотрен ряд достаточно удобных и эффективных средств:
· Для строк допустим оператор присваивания вида:
< переменная типа string > := < выражение типа string или типа char >;
· Над строками допустимы отношения сравнения <,<=,>,>=, =, <>, причём длины сравниваемых строк могут быть различными (меньшая строка при сравнении дополняется справа до выравнивания длин символами chr(0)). Сравнение выполняется посимвольно слева направо по кодам символов таблицы ASCII. Например: 'A' >'1', 'Turbo' < 'TURBO PASCAL'.
· К строкам применима операция сцепления строк (конкатенация), обозначаемая символом '+'. Например: 'Это -' + 'строка' {соответствует 'Это - строка' }.
· Стандартные процедуры обработки строк:
Delete(st, Npos, count) -удаление из строки st, начиная с позиции Npos под- строки длины count .
Insert(subst, st, Npos) -вставка в строку st подстроки subst с позиции Npos.
· Стандартные функции обработки строк:
Length(st) -длина строки st (без учёта нулевой позиции строки).
Copy(st, Npos, count) -выделение из строки st подстроки длиной count, на чиная с позиции Npos.
Pos(subst, st) -позиция начала первого вхождения подстроки subst в строку st (если подстрока не найдена, то pos=0).
Основными элементарными задачами обработки строк являются: управление пробелами в строке (удаление лишних пробелов, удаление пробелов в начале или в конце строки, выравнивание длин строк вставкой пробелов и др.), анализ частот символов, либо подстрок, поиск подстрок по заданным критериям (первого вхождения, всех вхождений, по образцу, по шаблону и др.), подстановка подстрок и другие.
3. Примеры элементарных программ обработки строк.
Приведём две такие программы на Турбо Паскале:
program bin_dec; {Перевод двоичного числа в десятичное}
uses CRT;
var bin:string; {строка-двоичное число}
dec:integer; {эквивалентное десятичное число}
r,j:integer;
begin TextBackground(cyan);TextColor(white);ClrScr; window(10,10,50,20);
TextBackground(green); ClrScr; write(' Введите двоичное число: ');read(bin);
dec:=0;r:=1;for j:=length(bin) downto 1 do
begin if (bin[j] <>'0') and (bin[j] <>'1') then
begin writeln('Ошибка ввода');halt end; if bin[j]='1' then dec:=dec + r;r:=r*2
end; writeln('Десятичное число: ', dec)
end{bin_dec}.
program del_blank;{Удаление лишних пробелов между словами в строке}
uses CRT;
var str:string; {Вводимая строка}
c:string;j:byte;
beginTextBackground(cyan);TextColor(white);ClrScr;
repeat writeln('Введите строку:');readln(str);
if str='' then writeln('Строка пустая') else
begin j:=1; if length(str)>1 then while j<length(str) do
if (str[j]=' ') and (str[j+1]=' ') then delete(str,j+1,1) else j:=j+1;
writeln('Результирующая строка:'); writeln(str);
end;readln(c);
until c=' ';
end{ del_blank}.
Лекции 12-14: Процедуры и функции.
1. Концепция подпрограммы в Турбо Паскале.
2. Процедуры: описания и вызовы.
3. Функции: описания и вызовы .
4. Особенности использования параметров в процедурах и функциях.
5. Области действия имён в программах.
6. Особенности разработки программ с подпрограммами на Турбо Паскале.
1. Концепция подпрограммы в Турбо Паскале.
Понятие подпрограммы - одно из фундаментальных понятий в программировании, возникшее фактически вместе с понятием программы. При разработке больших программ весьма важно иметь возможность разбивать программу на более мелкие составные части так, чтобы каждая такая часть имела структуру, подобную программе, а, следовательно, бы обладала некоторой степенью автономии. Такая часть программы называется подпрограммой. Одна подпрограмма может включать в себя другие подпрограммы и т.д., создавая иерархическую структуру подпрограмм любого уровня вложенности. Подпрограммы определяют декомпозицию основной программы, направленную на преодоление сложности разработки и понимания текста программы. Практически все языки программирования включают механизм подпрограмм в той или иной форме. Рассмотрим этот механизм применительно к языку Паскаль.
Ключевой идеей механизма подпрограмм является следующая идея: подпрограмма должна описываться один раз и иметь возможность многократных её вызовов из разных точек основной программы. В этом случае мы экономно записываем текст программы (без многократного дублирования одних и тех же фрагментов). Таким образом, в механизме подпрограмм следует различать
· определение (описание) подпрограммы;
· вызов подпрограммы для её выполнения.
Важным понятием в механизме подпрограмм является понятие параметра подпрограммы. Параметры подпрограммы позволяют получать большую гибкость при использовании одной подпрограммы, предоставляя возможность иметь вызовы подпрограммы не только в различных точках основной программы, но и с различными значениями параметров. В качестве значений параметров могут быть переменные, константы, другие процедуры или функции, объекты, а также значения выражений любых типов. Возможны, как частный случай, и подпрограммы без параметров.
Механизм подпрограмм использует две категории параметров: формальные параметры и фактические параметры. Формальные параметры используются при описании подпрограмм, а фактические - указываются при вызовах подпрограмм. Фактические параметры должны соответствовать формальным параметрам по типу используемых конструкций.
Формальным параметром называется имя, которое может использоваться в операторной части описания подпрограммы для выполнения действий подпрограммы и через которое осуществляется связь подпрограммы с "внешней средой", т.е. с основной программой. Формальные параметры могут быть переменными соответствующих типов, либо именами процедур, функций, объектов.
Формальные параметры условно можно разделить на три вида:
· входные параметры, через которые подпрограмма воспринимает исходную информацию для вычислений,
· выходные параметры, через которые подпрограмма выдает свои результаты в основную программу, и
· смешанные параметры - используемые и как входные и как выходные.
Различают формальные параметры-значения и формальные параметры-переменные. Различие между ними состоит в том, что параметры-значения при вызове представляют копии соответствующих значений выражений, а параметры-переменные не копируются, а непосредственно связываются с подпрограммой, т.е. в подпрограмму передаются адреса соответствующих фактических параметров. Выходные и смешанные параметры всегда являются параметрами-переменными, а входные параметры в большинстве своем являются параметрами-значениями, хотя в некоторых случаях это может быть неэкономно с точки зрения потребляемой оперативной памяти (например, для параметров-массивов). Однако заметим, что этот способ передачи входных параметров в подпрограмму позволяют избежать несанкционированного изменения значения переменных в вызывающей программе, т.е. избежать побочного эффекта.
| Замечание | Для экономной передачи данных через параметры-массивы лучше использовать формальные параметры-константы, отличающиеся от параметров-значений тем, что они не создают копий значений. |
Фактический параметр - это выражение соответствующего типа (в том числе, возможно, переменная или константа), значение которого должно быть вычислено в момент вызова и подставлено при вызове на место формального параметра.
Формальные и фактические параметры указываются списком параметров.
В списке формальных параметров параметры описываются с указанием имени параметра и типа, причём параметры-переменные описываются с ключевым словом var, а параметры-константы - с ключевым словом const. Одна группа параметров отделяется от другой точкой с запятой. В группе параметров одного типа имена параметров отделяются запятой.
| Замечание | Поскольку описание одной подпрограммы может быть вложено в описание другой подпрограммы, следует различать вызывающую подпрограмму и вызываемую подпрограмму. Вызываемая подпрограмма вложена в вызывающую подпрограмму. Роль вызывающей подпрограммы может выполнять и основная программа. |
Между списком формальных параметров и списком фактических параметров должно быть взаимно однозначное соответствие (при просмотре списка), причем тип фактического параметра должен точно совпадать с типом формального параметра.
| Замечание | В описании одной подпрограммы может содержаться вызов другой подпрограммы, а та в свою очередь может содержать вызов первой подпрограммы. Для возможности корректного описания таких подпрограмм используются опережающие описания с помощью директивы forward. Вначале записывается заголовок первой подпрограммы с директивой forwardвместо тела подпрограммы. Затем дается полное описание второй подпрограммы и первой подпрограммы . |
2. Процедуры: описание и вызовы процедур.
Структура описания процедуры во многом сходна со структурой программы. По существу отличие только в заголовке процедуры. Описание процедуры может быть помещено на любое место в разделе описания вызывающей подпрограммы.
Синтаксическая форма описания процедуры имеет вид:
procedure <имя процедуры>(< список формальных параметров >);
<описание локальных имен процедуры >