Программирование на языке Паскаль

Программирование
на языке Паскаль
Тема 1. Введение
© К.Ю. Поляков, 2006-2007

Алгоритм
Свойства алгоритма
дискретность: состоит из отдельных шагов (команд)
понятность: должен включать только команды, известные исполнителю (входящие в СКИ)
определенность: при одинаковых исходных данных всегда выдает один и тот же результат
конечность: заканчивается за конечное число шагов
массовость: может применяться многократно при различных исходных данных
корректность: дает верное решение при любых допустимых исходных данных
Алгоритм – это четко определенный план действий для исполнителя.

Программа
Программа – это
алгоритм, записанный на каком-либо языке программирования
набор команд для компьютера
Команда – это описание действий, которые должен выполнить компьютер.
откуда взять исходные данные?
что нужно с ними сделать?

Языки программирования
Машинно-ориентированные (низкого уровня) - каждая команда соответствует одной команде процессора (ассемблер)
Языки высокого уровня – приближены к естественному (английскому) языку, легче воспринимаются человеком, не зависят от конкретного компьютера
для обучения: Бейсик, ЛОГО, Паскаль
профессиональные: Си, Фортран, Паскаль
для задач искусственного интеллекта: Пролог, ЛИСП
для Интернета: JavaScript, Java, Perl, PHP, ASP

Язык Паскаль
1970 – Никлаус Вирт (Швейцария)
язык для обучения студентов
разработка программ «сверху вниз»
разнообразные структуры данных (массивы, структуры, множества)

Из чего состоит программа?
program <имя программы>;
const …;{константы}
var …; {переменные}
begin
… {основная программа}
end.
{ процедуры и функции }
комментарии в фигурных скобках не обрабатываются

Из чего состоит программа?
Константа – постоянная величина, имеющая имя.
Переменная – изменяющаяся величина, имеющая имя (ячейка памяти).
Процедура – вспомогательный алгоритм, описывающий некоторые действия (рисование окружности).
Функция – вспомогательный алгоритм для выполнения вычислений (вычисление квадратного корня, sin).

Имена программы, констант, переменных
Имена могут включать
латинские буквы (A-Z)
цифры
знак подчеркивания _
заглавные и строчные буквы не различаются
Имена НЕ могут включать
русские буквы
пробелы
скобки, знаки +, =, !, ? и др.
имя не может начинаться с цифры
Какие имена правильные??
AXby R&B 4Wheel Вася “PesBarbos” TU154 [QuQu] _ABBA A+B

Константы
const
i2 = 45; { целое число }
pi = 3.14; { вещественное число }
qq = 'Вася'; { строка символов }
L = True; { логическая величина }
целая и дробная часть отделяются точкой
можно использовать русские буквы!
может принимать два значения:
True (истина, «да»)
False (ложь, «нет»)

Переменные
Переменная – это величина, имеющая имя, тип и значение. Значение переменной можно изменять во время работы программы.
Типы переменных:
integer { целая }
real { вещественная }
char { один символ }
string { символьная строка }
boolean { логическая }
Объявление переменных (выделение памяти):
var a, b: integer;
Q: real;
s1, s2: string;

Как изменить значение переменной?
Оператор – это команда языка программирования высокого уровня.
Оператор присваивания служит для изменения значения переменной.
program qq;
var a, b: integer;
begin
a := 5;
b := a + 2;
a := (a + 2)*(b – 3);
end.
a
?
5
5
b
?
5+2
7
a
5
7*4
28
Пример:

Оператор присваивания
Общая структура:
Арифметическое выражение может включать
константы
имена переменных
знаки арифметических операций:
+ - * / div mod
вызовы функций
круглые скобки ( )
умножение
деление
деление нацело
остаток от деления
<имя переменной> := <выражение>;

program qq;
var a, b: integer;
x, y: real;
begin
a := 5;
10 := x;
y := 7,8;
b := 2.5;
x := 2*(a + y);
a := b + x;
end.
Какие операторы неправильные?
имя переменной должно быть слева от знака :=
целая и дробная часть отделяются точкой
нельзя записывать вещественное значение в целую переменную

Ручная прокрутка программы
program qq;
var a, b: integer;
begin
a := 5;
b := a + 2;
a := (a + 2)*(b – 3);
b := a div 5;
a := a mod b;
a := a + 1;
b := (a + 14) mod 7;
end.

Порядок выполнения операций
вычисление выражений в скобках
умножение, деление, div, mod слева направо
сложение и вычитание слева направо
z := (5*a*c+3*(c-d))/a*(b-c)/ b;
x:=(a*a+5*c*c-d*(a+b))/((c+d)*(d-2*a));
2 3 5 4 1 7 8 6 9
2 6 3 4 7 5 1 12 8 11 10 9

Сложение двух чисел
Задача. Ввести два целых числа и вывести на экран их сумму.
Простейшее решение:
program qq;
var a, b, c: integer;
begin
read ( a, b );
c := a + b;
writeln ( c );
end.

Оператор ввода
read ( a ); { ввод значения переменной a}
read ( a, b ); { ввод значений переменных a и b}
Как вводить два числа?
через пробел:
25 30
через Enter:
25
30

Оператор вывода
write ( a ); { вывод значения переменной a}
writeln ( a ); { вывод значения переменной a и переход на новую строчку}
writeln ( 'Привет!' ); { вывод текста}
writeln ( 'Ответ: ', c ); { вывод текста и значения переменной c}
writeln ( a, '+', b, '=', c );

Форматы вывода
program qq;
var i: integer;
x: real;
begin
i := 15;
writeln ( '>', i, '<' );
writeln ( '>', i:5, '<' );
x := 12.345678;
writeln ( '>', x, '<' );
writeln ( '>', x:10, '<' );
writeln ( '>', x:7:2, '<' );
end.
>15<
> 15<
>1.234568E+001<
> 1.23E+001<
> 12.35<
всего символов
всего символов
в дробной части

Полное решение
program qq;
var a, b, c: integer;
begin
writeln('Введите два целых числа');
read ( a, b );
c := a + b;
writeln ( a, '+', b, '=', c );
end.
Протокол:
Введите два целых числа
25 30
25+30=55
это выводит компьютер
это вводит пользователь

Блок-схема линейного алгоритма
начало
конец
c := a + b;
ввод a, b
вывод c
блок "начало"
блок "ввод"
блок "процесс"
блок "вывод"
блок "конец"

Задания
"4": Ввести три числа, найти их сумму и произведение.
Пример:
Введите три числа:
4 5 7
4+5+7=16
4*5*7=140
"5": Ввести три числа, найти их сумму, произведение и среднее арифметическое.
Пример:
Введите три числа:
4 5 7
4+5+7=16
4*5*7=140
(4+5+7)/3=5.33

Программирование
на языке Паскаль
Тема 2. Ветвления
© К.Ю. Поляков, 2006-2007

Разветвляющиеся алгоритмы
Задача. Ввести два целых числа и вывести на экран наибольшее из них.
Идея решения: надо вывести на экран первое число, если оно больше второго, или второе, если оно больше первого.
Особенность: действия исполнителя зависят от некоторых условий (если … иначе …).
Алгоритмы, в которых последовательность шагов зависит от выполнения некоторых условий, называются разветвляющимися.

Вариант 1. Блок-схема
полная форма ветвления
блок "решение"

Вариант 1. Программа
max := a;
max := b;
полная форма условного оператора
program qq;
var a, b, max: integer;
begin
writeln('Введите два целых числа');
read ( a, b );
if a > b then begin
end
else begin
end;
writeln ('Наибольшее число ', max);
end.

Условный оператор
if <условие> then begin
{что делать, если условие верно}
end else begin
{что делать, если условие неверно}
end;
Особенности:
перед else НЕ ставится точка с запятой
вторая часть (else …) может отсутствовать (неполная форма)
если в блоке один оператор, можно убрать слова begin и end

Что неправильно?
if a > b then begin
a := b;
end else
b := a;
end;
if a > b then begin
a := b;
else begin
b := a;
end;
if a > b then begin
a := b;
end;
else begin
b := a;
end;
if a > b then begin
a := b;
end
else b > a begin
b := a;
end;
begin
end
begin
end

Вариант 2. Блок-схема
неполная форма ветвления

Вариант 2. Программа
program qq;
var a, b, max: integer;
begin
writeln('Введите два целых числа'); read ( a, b );
max := a;
if b > a then
max := b;
writeln ('Наибольшее число ', max);
end.
неполная форма условного оператора

Вариант 2Б. Программа
program qq;
var a, b, max: integer;
begin
writeln('Введите два целых числа'); read ( a, b );
max := b;
if ??? then
???
writeln ('Наибольшее число ', max);
end.
max := a;
a > b

Что неправильно?
if a > b then begin
a := b;
else b := a;
if a > b then begin
a := b;
end;
else b := a;
if a > b then
else begin
b := a;
end;
if a > b then
a := b;
else b := a; end;
a := b
end
a := b
if b >= a then
b := a;

Задания
"4": Ввести три числа и найти наибольшее из них.
Пример:
Введите три числа:
4 15 9
Наибольшее число 15
"5": Ввести пять чисел и найти наибольшее из них.
Пример:
Введите пять чисел:
4 15 9 56 4
Наибольшее число 56

Программирование
на языке Паскаль
Тема 3. Сложные условия
© К.Ю. Поляков, 2006-2007

Сложные условия
Задача. Фирма набирает сотрудников от 25 до 40 лет включительно. Ввести возраст человека и определить, подходит ли он фирме (вывести ответ "подходит" или "не подходит").
Особенность: надо проверить, выполняются ли два условия одновременно.

Вариант 1. Алгоритм
начало
ввод x
'подходит'
конец
да
нет
x >= 25?
да
нет
x <= 40?
'не подходит'
'не подходит'

Вариант 1. Программа
program qq;
var x: integer;
begin
writeln('Введите возраст');
read ( x ); if x >= 25 then
if x <= 40 then
writeln ('Подходит')
else writeln ('Не подходит')
else
writeln ('Не подходит');
end.

Вариант 2. Алгоритм
начало
ввод x
'подходит'
да
нет
x >= 25
и
x <= 40?
'не подходит'

Вариант 2. Программа
сложное условие
program qq;
var x: integer;
begin
writeln('Введите возраст');
read ( x );
if (x >= 25) and (x <= 40) then
writeln ('Подходит')
else writeln ('Не подходит')
end.

Сложные условия
Сложное условие – это условие, состоящее из нескольких простых условий (отношений), связанных с помощью логических операций:
not – НЕ (отрицание, инверсия)
and – И (логическое умножение, конъюнкция,
одновременное выполнение условий)
or – ИЛИ (логическое сложение, дизъюнкция,
выполнение хотя бы одного из условий)
xor – исключающее ИЛИ (выполнение только одного из двух условий, но не обоих)
Простые условия (отношения)
< <= > >= = <>
равно
не равно

Сложные условия
Порядок выполнения
выражения в скобках
not
and
or, xor
<, <=, >, >=, =, <>
Особенность – каждое из простых условий обязательно заключать в скобки.
Пример
4 1 6 2 5 3
if not (a > b) or (c <> d) and (b <> a)
then begin
...
end

Истинно или ложно при a := 2; b := 3; c := 4;
not (a > b)
(a < b) and (b < c)
not (a >= b) or (c = d)
(a < c) or (b < c) and (b < a)
(a < b) xor not (b > c)
Для каких значений x истинны условия:
(x < 6) and (x < 10)
(x < 6) and (x > 10)
(x > 6) and (x < 10)
(x > 6) and (x > 10)
(x < 6) or (x < 10)
(x < 6) or (x > 10)
(x > 6) or (x < 10)
(x > 6) or (x > 10)
Сложные условия
True
True
FALSE
(-∞, 6)
∅
(6, 10)
(10, ∞)
(-∞, 10)
(-∞, 6) ∪ (10,∞)
(-∞, ∞)
(6, ∞)
x < 6
x > 10
x < 10
x > 6
True
True