Как организован перечисляемый и интервальный тип данных Паскаль? Всякий структурированный тип данных в языке Pascal характеризуется множеством входящих в его состав элементов. Константа или переменная такого типа всегда содержит несколько компонент, каждая из которых также может быть структурированного типа. Это напоминает нам вложенность типов.

Язык Pascal включает следующие структурированные типы: строки, массивы, записи, множества, файлы. Но перед тем, как приступить к изучению этих типов, рассмотрим два порядковых типа данных - перечисляемый и интервальный.

Перечисляемый тип Паскаль:

Перечисляемый тип данных - это упорядоченная последовательность скалярных констант, которые составляют этот тип. В качестве значения каждой из констант мы используем ее имя. Имена разных констант разделяются запятыми, а совокупность констант, имеющих перечисляемый тип, помещается в круглые скобки.

В процессе создания программы у нас может появиться необходимость объединить в одну группу по какому-либу признаку совокупность значений перечисляемого типа. К примеру, перечисляемый тип ZnakZodiaka (Знак зодиака) включает скалярные значения Oven, Strelec, Kozerog, Bliznecy, Vesy (Овен, Стрелец, Козерог, Близнецы, Весы); перечисляемый тип Planeta (Планета) объединяет скалярные значения Mercury, Venera, Earth, Mars (Меркурий, Венера, Земля, Марс). Описание перечисляемого типа происходит в разделе описания типов:

ZnakZodiaka=(Oven,Strelec,Kozerog,Bliznecy,Vesy);

Описание переменных скалярного типа, объявленные в разделе type, производится при помощи имен типов:

Planeta = (Mercury,Venera,Earth,Mars); var Solnsystem: Planeta;

Таким образом, переменная Solnsystem может принимать следующие значения: Mercury, Venera, Earth или Mars. Также переменные, имеющие перечисляемый тип, могут быть объявлены в разделе var:

Solnsystem: Mercury,Venera,Earth,Mars;

Как мы видим, имена типов здесь уже не присутствуют, и переменные представляют собой совокупность значений перечисляемого типа. К переменным рассматриваемого типа можно применить оператор присваивания «:=»

Solnsystem:= Mercury;

Последовательность значений перечисляемого типа нумеруется автоматически, начиная с нуля:

Planeta = (Mercury,Venera,Earth,Mars);

В этом примере Mercury имеет значение 0, Venera - значение 1, Earth - значение 2, Mars - значение 3.

Интервальный тип данных Паскаль:

Диапазон значений, имеющих любой порядковый тип, определяется как интервальный тип данных. Отрезок устанавливается в диапазоне от минимального значения констант до максимального, которые отделяются друг от друга двоеточием «..». Константами могут выступать константы целого, символьного, логического или перечисляемого типа. Базовым типом называют скалярный тип, на котором задается отрезок.

В стандарте C++ нет типа данных, который можно было бы считать действительно символьным. Для представления символьной информации есть два типа данных, пригодных для этой цели, – это типы char и wchar_t .

Переменная типа char рассчитана на хранение только одного символа (например, буквы или пробела). В памяти компьютера символы хранятся в виде целых чисел. Соответствие между символами и их кодами определяется таблицей кодировки , которая зависит от компьютера и операционной системы. Почти во всех таблицах кодировки есть прописные и строчные буквы латинского алфавита, цифры 0, ..., 9, и некоторые специальные символы. Самой распространенной таблицей кодировки является таблица символов ASCII (American Standard Code for Information Interchange – Американский стандартный код для обмена информацией).

Так как в памяти компьютера символы хранятся в виде целых чисел, то тип char на самом деле является подмножеством типа int .

Под величину символьного типа отводится 1 байт .

Тип char может использоваться со спецификаторами signed и unsigned . В данных типа signed char можно хранить значения в диапазоне от –128 до 127. При использовании типа unsigned char значения могут находиться в диапазоне от 0 до 255. Для кодировки используется код ASCII . Символы с кодами от 0 до 31 относятся к служебным и имеют самостоятельное значение только в операторах ввода-вывода.

Величины типа char также применяются для хранения чисел из указанных диапазонов.

Тип wchar_t предназначен для работы с набором символов, для кодировки которых недостаточно 1 байта, например в кодировке Unicode . Размер типа wchar_t равен 2 байтам. Если в программе необходимо использовать строковые константы типа wchar_t , то их записывают с префиксом L , например, L " Слово ".

Например:

char c="c"; char a,b; char r={"A","B","C","D","E","F","\0"}; char s = "ABCDEF";

Логический (булевый) тип данных (тип bool)

В языке С++ используется двоичная логика ( истина , ложь ). Лжи соответствует нулевое значение , истине – единица . Величины данного типа могут также принимать значения true и false .

Внутренняя форма представления значения false соответствует 0, любое другое значение интерпретируется как true . В некоторых компиляторах языка С++ нет данного типа, в этом случае используют тип int , который при истинных значениях выдает 1, а при ложных – 0. Под данные логического типа отводится 1 байт .

Перечисляемый тип (тип enum)

Данный тип определяется как набор идентификаторов, являющихся обычными именованными целыми константами, которым приписаны уникальные и удобные для использования обозначения. Таким образом, перечисления представляют собой упорядоченные наборы целых значений. Они имеют своеобразный синтаксис и достаточно специфическую область использования.

Переменная , которая может принимать значение из некоторого списка определенных констант, называется переменной перечисляемого типа или перечислением . Данная переменная может принимать значение только из именованных констант списка. Именованные константы списка имеют тип int . Следовательно, память , соответствующая переменной перечисления, – это память , необходимая для размещения значения типа int .

Например:

enum year {winter, spring, summer, autumn}; enum week {Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday};

Тип void

Множество значений этого типа пусто. Тип void имеет три назначения:

1. указание о невозвращении функцией значения;
2. указание о неполучении параметров функцией ;
3. создание нетипизированных указателей .

Тип void в основном используется для определения функций , которые не возвращают значения, для указания пустого списка аргументов функции, как базовый тип для указателей и в операции приведения типов.

Преобразования типов

При вычислении выражений некоторые операции требуют, чтобы операнды имели соответствующий тип, в противном же случае на этапе компиляции выдается сообщение об ошибке . Например, операция взятия остатка от деления (%) требует целочисленных операндов . Поэтому в языке С++ есть возможность приведения значений одного типа к другому.

Преобразование типов – это приведение значения переменной одного типа в значение другого типа.

Выделяют явное и неявное приведения типов . При явном приведении указывается тип переменной , к которому необходимо преобразовать исходную переменную. При неявном приведении преобразование происходит автоматически, по правилам, заложенным в языке программирования С++.

Формат операции явного преобразования типов:

имя_типа (операнд)

Например, int(x), float(2/5), long(x+y/0.5) .

Пример 1 .

//Взятие цифры разряда сотых в дробном числе #include "stdafx.h" #include using namespace std; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv){ float s,t; long int a,b; printf("Введите вещественное число\n"); scanf("%f", &s); t=s*100; a=(int)t; //переменная t приводится к типу int в переменную a b=a%10; printf("\nЦифра разряда сотых числа %f равна %d.", s, b); system("pause"); return 0; }

Преобразования типов нужно применять с осторожностью, так как данная операция может приводить к потере информации . Например, после приведения длинного типа к более короткому происходит усечение информации из старших битов.

Пример 2. Временной интервал

Заданы моменты начала и конца некоторого промежутка времени в часах, минутах и секундах (в пределах одних суток). Найти продолжительность этого промежутка в тех же единицах.

Исходными данными для этой задачи являются шесть целых величин, задающих моменты начала и конца интервала, результатами – три целых величины (тип int ).

Обозначим переменные для хранения начала интервала hour1 , min1 и sec1 , для хранения конца интервала – hour2 , min2 и sec2 , а результирующие величины – hour , min и sec .

Для решения этой задачи необходимо преобразовать оба момента времени в секунды, вычесть первый из второго, а затем преобразовать результат обратно в часы, минуты и секунды. Следовательно, потребуется промежуточная переменная sum_sec , в которой будет храниться величина интервала в секундах. Она может иметь весьма большие значения, ведь в сутках 86400 секунд, что выходит за пределы типа short int . Следовательно, для этой переменной выберем длинный целый тип (long int , сокращенно long ).

Для перевода результата из секунд обратно в часы и минуты используется отбрасывание дробной части при делении целого числа на целое.

//Временной интервал. Форматированный ввод-вывод данных #include "stdafx.h" #include using namespace std; int _tmain(int argc, _TCHAR* argv){ int hour1, min1, sec1, hour2, min2, sec2, hour, min, sec; long int sum_sec; printf("Введите время начала интервала (час мин сек)\n"); scanf("%d%d%d", &hour1,&min1,&sec1); printf("Введите время окончания интервала (час мин сек)\n"); scanf("%d%d%d", &hour2,&min2,&sec2); sum_sec = (hour2-hour1)*3600+(min2-min1)*60+sec2-sec1; hour = sum_sec/3600; min = (sum_sec-hour*3600)/60; sec = sum_sec-hour*3600-min*60; printf("Продолжительность промежутка от %d:%d:%d до %d:%d:%d\n",hour1,min1,sec1,hour2,min2,sec2); printf(" равна %d:%d:%d\n",hour,min,sec); system("pause"); return 0; }

При выполнении математических операций производится неявное ( автоматическое) преобразование типов, чтобы привести операнды выражений к общему типу или чтобы расширить короткие величины до размера целых величин, используемых в машинных командах. Выполнение преобразования зависит от специфики операций и от типа операнда или операндов .

1. Преобразование целых типов со знаком .

• Целое со знаком преобразуется к более короткому целому со знаком , с потерей информации: пропадают все разряды числа, которые находятся выше (или, соответственно – ниже) границы, определяющей максимальный размер переменной.
• Целое со знаком преобразуется к более длинному целому со знаком . Путем размножения знака. То есть все добавленные биты двоичного числа будут заняты тем же числом, которое находилось в знаковом бите : если число было положительным, то это будет, соответственно 0, если отрицательным, то 1.
• Целое со знаком к целому без знака . Первым шагом целое со знаком преобразуется к целому со знаком, соответствующему целевому типу, если этот тип данных крупнее. У получившегося значения бит знака не отбрасывается, а рассматривается равноправным по отношению к остальным битам, то есть теперь все биты образуют числовое значение.
• При преобразовании величины с плавающей точкой к целым типам она сначала преобразуется к типу long (дробная часть плавающей величины при этом отбрасывается), а затем величина типа long преобразуется к требуемому целому типу. Если значение слишком велико для long , то результат преобразования не определен. Обычно это означает, что на усмотрение компилятора может получиться любой "мусор". В реальной практике с такими преобразованиями обычно сталкиваться не приходится.

Конструкция, задающая альтернативы для простого типа выглядит так:

<простой тип> ::= <перечисляемый тип>

<предопределенный тип>

<ограниченный тип>

Иными словами, данные простого типа в языке Паскаль могут быть описаны как данные перечисляемого типа (иногда его называют собственным типом пользователя), предопределенного или стандартного типа (этот тип не нужно описывать в разделе типов) и ограниченного типа (отрезка типа). При этом следует помнить, что все эти типы являются скалярными, т. е. их значения определенным образом упорядочены.

Перечисляемый тип

При формулировке многих алгоритмов в виде текста программ целые числа используются в том случае, когда их собственно числовое значение несущественно и число указывает только на выбор значения из небольшого множества возможных вариантов. Так, например дни недели можно закодировать таким образом: понедельник - 1, вторник - 2, и т.д. Однако над этими числами нельзя выполнять никаких операций, кроме проверки на равенство или присваивания. Попытка сложить эти числа приведет к бессмыслице. Для дальнейшего использования в программе таких данных желательно определить их тип как перечисляемый. Это позволит:

сделать текст программы удобным для чтения и избавить программиста от необходимости самому кодировать значения;

подключить контроль за выполнением операций, т.е. при попытке умножить понедельник на вторник появится сообщение об ошибке;

при условии, что кардинальное число типа меньше или равно 256, разместить эти данные в одном байте, т.е. экономить память.

Конструкция, определяющая правило описания перечисляемого типа имеет вид:

<перечисляемый тип> ::= (<список значений>)

<список значений> ::= <значение>

<список значений>,<значение>

<значение> ::= <идентификатор>

<целое >

Таким образом, в соответствии с правилом, описание перечисляемого типа сводится к перечислению в скобках и через запятую значений, принадлежащих специфицируемому типу.

Пример раздела типов с такими описаниями:

Day = (mo, tu, we, th, fr, sa, su); {card(day)=7}

Notation= (do_, re, mi, fa, sol, la, si); {card(notation)=7}

Тогда, при описании переменных MyDday и MyNota в разделе переменных:

MyNota: Notation;

можно, например, использовать такие операторы присваивания:

Поскольку предопределенный тип является скалярным, для него полезно определить функции, которые возвращают предшествующее и последующее значения для своего аргумента. В языке Паскаль такими функциями являются соответственно Pred(x) и Succ(x). Так, в результате выполнения оператора MyDay:=Pred(sa) переменной MyDay будет присвоено значение fr, а выполнение оператора MyNota:=Succ(do_) присвоит переменной MyNota значение re. Очевидно, что эти функции не определены на соответственно "первом" и "последнем" значениях, т.е. обращения вида Pred(do_) или Succ(si) вызовут сообщение об ошибке. Кроме того, существенным недостатком перечисляемого типа является отсутствие поддержки вывода его значений в подавляющем большинстве существующих систем программирования, что заставляет использовать для вывода, например, такой фрагмент текста программы.

На занятии будет объяснен алгоритм создания типов данных пользователя в Паскаль (Type). Будут разобраны примеры.

Типы данных в Pascal делятся на простые и сложные.

К простым типам относятся стандартные, перечисляемые и ограниченные.

К сложным типам – массивы, множества, записи, файлы. Элементами сложных типов могут быть простые и сложные типы. Мы познакомимся со сложными типами данных позже.

Одним из наиболее распространенных типов является порядковый стандартный тип.
Порядковый стандартный тип обозначает конечное линейное множество значений. К нему обычно относят целые типы, байтовые, символьные и логические .

Новые (пользовательские) типы данных нужны в первую очередь для наглядности и удобства:

Пример: Задана матрица размерностью 10 x 50. Выполнить описание матрицы, используя пользовательский тип данных

procedure p(a: array of Integer);

Зато следует создать тип данных и записать так:

type vector = array of integer; var procedure p(a: vector);

Примеры описания массивов при помощи новых типов

type vector = array of integer; matritsa = array of vector;

В следующем примере переменные c и d описаны одинаково:

type vector = array of integer; matritsa = array of vector; var a,b: vector; c:matritsa; d:array of vector;

Type 1 : Заданы массивы а, b и c. Найти среднее арифметическое минимальных элементов массива (использовать формирования массива и ).
При описании процедур использовать пользовательские типы данных

Перечисляемый тип и интервальный тип в Паскаль

Перечисляемый тип

В программе можно использовать переменные такого типа, который не совпадает ни с одним из стандартных типов.

Так, тип может задаваться перечислением значений при объявлении; переменная данного типа может принимать любое из этих значений.

Эти значения не могут являться строками, их нельзя вывести на печать и нельзя ввести в компьютер при помощи операторов Read и Write .

Рассмотрим пример создания перечисляемого типа в Паскаль:

type pt=(word1,word2, ... wordN); var w: pt;

Интервальный тип

Интервальный тип определяет конкретное подмножество значений, которые может принимать данная переменная. Создается путем задания наименьшего и наибольшего значения порядкового типа . В качестве констант (минимального и максимального значений) могут использоваться значения любых простых типов кроме вещественных типов.

Рассмотрим пример объявления интервального типа:

Совместное использование перечисляемого и интервального типов

Переменную интервального типа можно задать с основой на базовый перечисляемый тип . Рассмотрим пример:

Пример: Если переменная b может принимать одно из значений red , yellow , green , то эту переменную можно описать так: b: red..green; базовым типом для b является тип color :

type color=(red,yellow,green,blue); var b:red..green; begin b:=red; writeln(b); b:=yellow; writeln(b); b:=green; writeln(b); readln end.

В данном примере тип color — является базовым. Переменная b интервального типа определена при помощи базового перечисляемого типа.

Пример: Известно, сколько дней в каждом месяце года. Сколько дней летом?
31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31

Один из вариантов решения данной задачи выглядит так:

Показать решение:

1 2 3 4 5 6 7 8

const dni: array [ 1 .. 12 ] of byte = (31 , 28 , 31 , 30 , 31 , 30 , 31 , 31 , 30 , 31 , 30 , 31 ) ; var s, i: integer ; begin s: = 0 ; for i: = 6 to 8 do s: = s+ dni[ i] ; {летние месяцы - 6, 7, 8} writeln (s) end .

const dni: array of byte = (31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31); var s,i: integer; begin s:=0; for i:=6 to 8 do s:=s+dni[i]; {летние месяцы - 6, 7, 8} writeln(s) end.

Код данного решения обладает не самой лучшей наглядностью, к тому же приходится самому вычислять номера месяцев начала и конца лета (6 и 8).
Удобство и наглядность таких программ можно повысить следующим образом:

Показать решение:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

TYPE mes = (january, february, march, april, may, june, july, august, september, october, november, december) ; CONST dni: array [ january.. december ] of Byte = (31 , 28 , 31 , 30 , 31 , 30 , 31 , 31 , 30 , 31 , 30 , 31 ) ; VAR s: Integer ; i: mes; {переменная счетчика цикла i задана типом mes, а не Integer} BEGIN s: = 0 ; for i: = june to august do s: = s+ dni[ i] ; WriteLn (s) END .

TYPE mes = (january, february, march, april, may, june, july, august, september, october, november, december); CONST dni:array of Byte = (31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31); VAR s:Integer; i:mes; {переменная счетчика цикла i задана типом mes, а не Integer} BEGIN s:=0; for i:=june to august do s:=s+dni[i]; WriteLn(s) END.

Type 2: Определить по названию дня недели выходной ли это или рабочий день.

Type 3: В зависимости от месяца года, выдавать сообщение «холодно» — если зимний месяц, и «тепло» — если летний.

Writeln (pribitie) end .

var otpravlenie,pribitie:byte; begin otpravlenie:=22; pribitie:=otpravlenie+10; writeln(pribitie) end.

программа вместо ответа «8» напечатает ответ «32».
Введение ограниченного диапазонного типа позволит избежать неправильного результата, однако компилятор все равно выдаст ошибку:

type znak=(oven,lev,strelets,vesi,vodoley, bliznetsi,rak,skorpion,ribi,kozerog,telets,deva); var a:znak; begin a:=lev; if a<=strelets then writeln("огонь"); if (a>=vesi) and (a<=bliznetsi) then writeln ("воздух"); if (a>=rak) and (a<=ribi) then writeln ("вода"); if (a>=kozerog) and (a<=deva) then writeln ("земля"); end.

Type 5: В зависимости от названия цветка, выдавать к какому сезону года он относится:

Очень часто в программах целое число используется не в качестве арифметической величины, а как указатель некоторого элемента сравнительно небольшого множества. В таких случаях в описании программы обычно приводится список всех возможных значений вместе с указанием предполагаемой интерпретацией каждого значения. Такую величину можно рассматривать как элемент специального типа, который в языке Паскаль называется перечисляемым типом данных. Перечисляемый тип определяется как упорядоченный набор идентификаторов, заданный путем их перечисления.

Пример. Type Colour = (Red , Orange , Green) ;

Перечисляемый тип задается списком значений (объектов), которые могут принимать переменные этого типа. При этом каждый объект есть имя. Перечислимый тип задается самим программистом, в зависимости от того, какую задачу он решает.

Перечислимый тип состоит из списка констант. Переменные этого типа могут принимать значения любой из этих констант. Числа, логические и символьные константы не могут являться объектами перечислимых типов. Применение перечислимого типа повышает наглядность программы и дает возможность автоматически контролировать допустимость значений переменных.

Язык Паскаль представляет программисту широкие возможности для задания дополнительных типов, характеристики которых программист может определить самостоятельно. Новые типы описываются в специальном разделе типов или определяются непосредственно при описании переменных.

Описание перечисляемого типа имеет вид:

Type Имя типа = (Список констант);

Var: Имя переменной: имя типа;

Здесь под константой понимается особый вид констант - констант, задаваемых пользователем. Под списком понимается перечень констант, разделенных запятыми. Сам список заключается в круглые скобки.

В общем виде:

Type T = (A1, A2,...,An);

Пример. Type Year = (Winter , Spring , Summer , Autumn);

Здесь Year - имя перечисляемого типа:

Зима, Весна, Лето, Осень - константы;

A - переменная, которая может принимать значение любой из констант.

Объект, указанный в списке,может присутствовать только в одном описании.

Пример. Type T1 = (One , two , three);

T2 = (Tree , four , five);

Эти два задания типов несовместимы.

Имена объектов, указанных в описании перечисленного типа, являются константами этого типа. В языке Паскаль допускается указывать константы перечислимого типа непосредственно в разделе переменных без использования раздела Type.

Пример. Var A: (Winter , Sprihg , Summer , Autumn);

Но лучше использовать описание данных с использованием раздела Type.

Нельзя присваивать переменной одного типа значения из имени другого типа.

Пример.

Type Name =(Jon , Tom , Nick) ;

Color =(Red , Blue , Black);

Var X , Y , Z: Name ;

C1 , C2: Color ;

Каждая из констант имеет порядковый номер, счет начинается с нуля. Упорядоченность констант позволяет применять к ним операции отношения (сравнения): < ,<= ,= , <>, >, >=. Результат операции будет логического типа (Type , False). Winter < Spring < Summer < Autumn (Зима < Весна< Лето< Осень)

Свойства перечисляемого типа:

1) A i <> A j , если i >

2) A i < A j , если i < j (упорядоченность).

3) Значениями типа Т могут быть только А 1 , А 2 , ... А n .

Упорядоченность определяется той последовательностью, в которой перечислены константные идентификаторы. Наличие упорядоченности позволяет применить стандартные функции:

Ord (x) - нахождение порядкового номера,

Pred (x) - нахождение предыдущего элемента,

Succ (x) - нахождение последующего элемента.

Succ (A i) = A i +1 для i= 1,2,...n-1 - последующий член.

Pred (A i) = A i - 1 для i = 1,2,3...n - предыдущий член.

Ord (Ai) = i -1 - функция определения порядкового номера А i . Нумерация условно начинается с нуля.

Пример.

Имеется перечень зверей: лиса, волк, заяц, зубр, тигр, лев, медведь, косуля, олень, барс. Определить порядковый номер тигра (N1) и порядковый № зверя после косули (N2)

Type Zver = (lisa,volk,zaiac,zubr,tigr,lev,medved,kosulia,olen,bars);

Var P1,P2: Zver;

P2: = Succ (kosulia);

N1: = Ord(P1)+1;

N2: = Ord(P2)+1;

Writeln (‘N1 = ‘, N1:2);

writeln (‘N2 = ‘, N2: 2);

Так как счет перечислимых начинается с нуля, а не с единицы, для вычисления порядкового номера необходимо прибавить единицу.

Пример. Некто по средам и пятницам учится, в остальные будние дни работает. Составить программу, распечатывающую эти занятия последовательно по дням недели.

Type Week = (Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday);

For Day: = Monday To Sunday Do

If (Day: = (Wednesday) Or (Day = Friday)

Then Writeln (‘Study’)

Else If (Day: = (Saturday) Or (Day = Sunday)

Then Writeln (‘Nothing’)

else Writeln (‘Work’)

Результат будет такой: Work

В языке Paskal нельзя вводить и выводить данные перечислимого типа с помощью операторов Read и Write.