Материал для подготовки к олимпиаде

Система Pascal ABC

Система Pascal ABC предназначена для обучения программированию на языке Паскаль и ориентирована на школьников и студентов младших курсов. 

Язык Паскаль признан многими российскими преподавателями как один из лучших именно для начального обучения. Однако, среда Borland Pascal, ориентированная на MS DOS, устарела, а среда Borland Delphi с ее богатыми возможностями сложна для начинающего программиста. Так, попытка начинать обучение с написания событийной программы в Borland Delphi вызывает у обучаемого массу сложностей и приводит к ряду неправильно сформированных навыков.

Система Pascal ABC основана на языке Delphi Pascal и призвана осуществить постепенный переход от простейших программ к модульному, объектно-ориентированному, событийному и компонентному программированию. Некоторые языковые конструкции в Pascal ABC допускают, наряду с основным, упрощенное использование, что позволяет использовать их на ранних этапах обучения. Например, в модулях может отсутствовать разделение на секцию интерфейса и секцию реализации. В этом случае модули устроены практически так же, как и основная программа, что позволяет приступить к их изучению параллельно с темой «Процедуры и функции». Тела методов можно определять непосредственно внутри классов (в стиле Java и C#), что позволяет создавать классы практически сразу после изучения записей, процедур и функций.

Ряд модулей системы программирования Pascal ABC специально создавался для учебных целей:

  • Модуль растровой графики GraphABC обходится без объектов, хотя его возможности практически совпадают с графическими возможностями Borland Delphi. Он доступен в несобытийных программах и позволяет легко создавать анимацию без мерцания.
  • Модуль Events позволяет создавать простейшие событийные программы без использования объектов (события представляют собой обычные процедурные переменные).
  • Модули Timers и Sounds позволяют создавать таймеры и звуки, которые также реализованы в процедурном стиле. Эти модули можно использовать даже в консольных программах.
  • Модуль контейнерных классов Containers позволяет работать с основными структурами данных (динамические массивы, стеки, очереди, множества), реализованными в виде классов.
  • Модуль векторной графики ABCObjects предназначен для быстрого изучения основ объектно-ориентированного программирования, а также позволяет создавать достаточно сложные игровые и обучающие программы.
  • Модуль визуальных компонентов VCL позволяет создавать событийные приложения с главной формой в стиле Delphi. Классы VCL немного упрощены по сравнению с аналогичными классами Delphi. Имеется редактор форм и инспектор объектов. Технология восстановления формы по коду программы позволяет обойтись для приложения с главной формой одним файлом (!).

В языке Pascal ABC имеются арифметические операции с типизированными указателями (в стиле языка C), а также тип complex, предназначенный для работы с комплексными числами.

Компилятор Pascal ABC является компилятором переднего плана (front-end). Это означает, что он не генерирует исполняемый код в виде .exe-файла, а создает в результате компиляции дерево программы в памяти, которое затем выполняется с помощью встроенного интерпретатора. В итоге скорость работы программы примерно в 20 раз медленнее скорости работы этой же программы, откомпилированной в среде Borland Pascal, и в 50 раз медленнее этой программы, откомпилированной в среде Borland Delphi.

В системе Pascal ABC ученик может выполнять так называемые проверяемые задания, обеспечивающие постановку задачи со случайными исходными данными, контроль операций ввода-вывода, проверку правильности решения, а также ведение протокола решения задач.

Проверяемые задания реализованы в виде электронного задачника по программированию Programming Taskbook, содержащего 1000 задач по программированию разного уровня сложности (от простейших задач до задач на файлы, указатели и рекурсию) а также в виде исполнителей Робот и Чертежник, предназначенных для быстрого обучения основам программирования школьников младших и средних классов.

В свободно распространяемую версию Pascal ABC & Programming Taskbook Mini Edition входит мини-версия электронного задачника (200 задач) и урезанный комплект задач для исполнителей Робот и Чертежник. ВерсияPascal ABC & Programming Taskbook Complete Editionсодержитполныйкомплектзадач.

Структура программы

Программа на языке Pascal ABC имеет следующий вид:

programимя программы;
uses раздел подключения модулей;
var раздел описаний;
begin
  операторы;
end.

Первая строка называется заголовком программы.

Раздел подключения модулей начинается со служебного слова uses, за которым следует список имен модулей, перечисляемых через запятую.

Раздел описаний может включать разделы описания переменных, констант, типов, процедур и функций, которые следуют друг за другом в произвольном порядке.

Раздел подключения модулей и раздел описаний могут отсутствовать.

Операторы отделяются один от другого символом «точка с запятой».

Оператор присваивания

Оператор присваивания имеет вид:

переменная:= выражение

В качестве переменной может быть простая переменная, разыменованный указатель, переменная с индексами или компонент переменной типа запись. Выражение должно иметь тип, либо совпадающий с типом переменной, либо неявно к нему приводящийся

Ввод и вывод. Форматы вывода

Для вывода в окно вывода используются стандартные процедуры write и writeln. Они могут вызываться как без параметров, так и со списком параметров. Параметры в списке перечисляются через запятую и должны иметь простой тип (кроме перечислимого типа и интервального типа, построенного на базе перечислимого), либо тип string, либо тип указателя. Процедура writeln после вывода своих параметров осуществляет переход на следующую строку.

В процедурах вывода write и writeln после каждого выводимого значения типа может указываться форматвывода, представляющий собой двоеточие, после которого следует целое число или выражение. Это число или выражение задает ширину поля вывода, то есть количество позиций, отводимых под выводимое значение. Если длина выводимого значения меньше ширины поля вывода, то выводимый текст дополняется слева пробелами до нужной ширины; в результате выводимое значение выравнивается по правому краю. Если длина выводимого значения больше ширины поля вывода, то формат вывода игнорируется. Вещественные и комплексные значения с форматом вывода вида :m всегда выводятся в экспоненциальной форме.

Например, если a, b — целые переменные, то при выполнении операторов

a:=-2437; b:=13555;
writeln(a:6,'
Привет!':9);
writeln(b:1);

в окно вывода будет выведен следующий текст:

 -2437  Привет!
13555

Для вещественных и комплексных значений можно также использовать формат :m:n, где m и n — целые значения. Значение m задает ширину поля вывода, а значение n  количество знаков после десятичной точки. Например:

writeln(-14.859:10:3); // ___-14.859
writeln(-14.859:10:5); // _-14.85900
writeln(-14.859:10:2); // ____-14.86
writeln(-14.859:10:0); // _______-15
writeln(-14.859:10:7); // -14.8590000
writeln((0,1):10:1);   // _(0.0,1.0)

(здесь символом _ изображены пробелы).

Для ввода с клавиатуры используются стандартные процедуры read и readln. Они могут вызываться как без параметров, так и со списком параметров. Параметры в списке перечисляются через запятую и должны быть переменными простого типа (кроме перечислимого типа и интервального типа, построенного на базе перечислимого), либо типа string. Процедура readln после ввода пропускает данные до конца текущей строки ввода.

Процедуры write, writeln, read, readln — единственные, для которых можно указывать список параметров произвольной длины.

Для ввода-вывода в текстовый файл используются те же процедуры, но в качестве первого параметра указывается файловая переменная:

writeln(f,'abc',1,True,2.4);

Порядковые типы

Тип integer (целый). Значения этого типа занимают 4 байта и находятся в диапазоне от -2147483648 до 2147483647. Константа MaxInt хранит значение 2147483647.

Тип byte (беззнаковый целый). Значения этого типа занимают 1 байт и находятся в диапазоне от 0 до 255.

Тип word (беззнаковый целый). Значения этого типа занимают 2 байта и находятся в диапазоне от 0 до 65535.

Тип char (символьный). Значения этого типа занимают 1 байт и представляют собой символы в кодировке Windows. Стандартная функция Chr(x) возвращает символ с кодом x. Константы этого типа могут быть записаны в виде #x, где x — целое число от 0 до 255.

Перечислимый тип определяется упорядоченным набором идентификаторов:

type
 
Season = (Winter,Spring,Summer,Autumn);
  DayOfWeek = (Mon,Tue,Wed,Thi,Thr,Sat,Sun);

Значения перечислимого типа занимают 4 байта.

Интервальный тип представляет собой подмножество значений целого, символьного или перечислимого типа и описывается в виде a..b, где a — нижняя, b — верхняя граница интервального типа:

var
 
a: 0..10;
  c: 'a'..'z';
  d: Mon..Thr; 

Тип, на основе которого строится интервальный тип, называется базовым для этого интервального типа. Значения интервального типа занимают 4 байта.

Строковый тип

Строки в Pascal ABC имеют тип string и состоят из не более чем 255 символов. При описании

var s: string;

под переменную s отводится 256 байт, при этом в нулевом байте хранится длина строки.

Для экономии памяти предусмотрено описание вида

var s1: string[40];

В этом случае под строку отводится 41 байт (нулевой байт — под длину строки). В случае присваивания переменной s1 строки из более чем 40 символов лишние символы отсекаются, и длина строки s1 полагается равной 40.

При выполнении операции конкатенации вида s1+s1 результат считается строкой типа string, т.е.занимает 256 байт. Однако, если при конкатенации результат будет занимать более 255 символов, то программа завершится с ошибкой.

К символам в строке можно обращаться, используя индекс: s[i] обозначает i-тый символ в строке. Обращение к нулевому символу s[0] считается ошибочным. Чтобы изменить длину строки, следует воспользоваться процедурой SetLength. Если индекс i выходит за пределы памяти, отводимой под строку, то выдается сообщение об ошибке. Однако, если индекс i выходит лишь за пределы длины строки, то сообщение об ошибке не выдается.

Массивы

Массив представляет собой набор элементов одного типа, каждый из которых имеет свой номер, называемый индексом (индексов может быть несколько, тогда массив называется многомерным). Тип массива конструируется следующим образом:

array [тип индекса1, ..., тип индексаN] of базовый тип

Тип индекса обязательно представляет собой интервальный тип и обязательно должен задаваться в виде a..b, где a и b — константные выражения целого, символьного или перечислимого типа. Например:

typeenum=(w1,w2,w3,w4,w5);
var
  a1,a2: array [1..10] of integer;
  b: array ['a'..'z',w2..w4] of string;
  c: array [1..10] of array [1..5] of real;

Базовый тип может быть любым (в частности, он может быть типом массива, как для переменной c).

Переменные-массивы одного типа можно присваивать друг другу, при этом будет производиться копирование содержимого одного массива в другой:

a1:=a2;

При передаче по значению параметра типа массив в подпрограмму также производится копирование содержимого массива-фактического параметра в массив-формальный параметр:

procedurep(arr: array [1..10] of integer);
...
p(a1);

Как правило, в этой ситуации копирование содержимого массива не требуется, поэтому массив рекомендуется передавать по ссылке:

procedurer(var arr: array [1..10] of integer);
...
r(a1);

К элементам массива обращаются при помощи переменных с индексами:

a1[3]:=a2[5];
b['f',w3]:='Hello';
c[3][4]:=3.14;

Наиболее часто встречающаяся ошибка при работе с массивами — выход за границы изменения индекса. В Pascal ABC возникновение этой ошибки приводит к завершению работы программы.

 

Выражения и операции

Любое выражение имеет определенный тип и после вычисления возвращает некоторое значение. Простейшими выражениями являются переменные и константы. Более сложные выражения строятся из более простых с использованием операций, скобок, вызовов функций, индексов и приведений типов. Данные, к которым применяются операции, называются операндами.

В Pascal ABC имеются следующие операции: @, not, ^, *, /, div, mod, and, shl, shr, +, -, or, xor, =, >, <, <>, <= и >=.

 

Арифметические операции

К арифметическим относятся бинарные операции + — * / для вещественных и целых чисел, бинарные операции div и mod для целых чисел и унарные операции + и — для вещественных и целых чисел. Выражение, имеющее числовой тип, называется арифметическим. Тип арифметического выражения определяется по следующему правилу: если все операнды целые и в выражении отсутствует операция деления /, то выражение имеет тип integer, в противном случае выражение имеет тип real. Например, если b имеет тип byte, c имеет тип 1..9, то b+c и -b имеют тип integer, а 2.0+b и 1/2 — тип real.

 

Логические операции

К логическим относятся бинарные операции and, or и xor, а также унарная операция not, имеющие операнды типа boolean и возвращающие значение типа boolean. Выражение, имеющее тип boolean, называется логическим.

 

Операции отношения

Операции отношения <, >, <=, >=, =, <> возвращают значение типа boolean и применяются к операндам целого, вещественного, символьного, логического и строкового типов, а также к типизированным указателям. Операции = и <> также применяются к операндам типа pointer, к операндам, являющихся объектами классов и к константе nil. При сравнении символа и строки символ преобразуется в строку длины 1.

 

 

Строковые операции

Помимо операций отношения <, >, <=, >=, =, <>, к строковым и символьным операндам применима операция конкатенации (слияния) +. Ее результат имеет строковый тип. Например, 'a'+'b'='ab'. Поскольку строки могут содержать максимум 255 символов, то если сливаются строки суммарной длины больше 255, то программа завершается сообщением об ошибке

 

 

Работа с переменными целого типа (арифметические операции).

 

Целочисленное деление (div) отличается от обычной операции деления тем, что делит число нацело с отбрасыванием остатка

  Например: 7 div 3 = 2 или 5 div 4 = 1

Деление по модулю (mod) вычисляет остаток, полученны  й при выполнении целочисленного деления

  Например:  11 mod 7 = 4 или 13 mod 6 = 1

 

Работа с переменными целого и вещественного типа. Преобразование типов числовых данных.

 

Имя и параметры 

Процедура или функция 

Типы параметров 

Тип возвращаемого значения

Действие

Abs(x)

функция

x — integer, real, complex

совпадает с типом параметра

возвращает абсолютное значение (модуль) x

Sqr(x)

функция

x — integer, real, complex

совпадает с типом параметра

возвращает квадрат x

Sqrt(x)

функция

x — real, complex

совпадает с типом параметра

возвращает квадратный корень из x

Power(x,y)

функция

x, y — real

real

возвращает x в степени y

Round(x)

функция

x — real

integer

возвращает результат округления x до ближайшего целого

Trunc(x)

функция

x — real

integer

возвращает целую часть х

Int(x)

функция

x — real

real

возвращает целую часть х

Frac(x)

функция

x — real

real

возвращает дробную часть х

 

 

Обсудить у себя 0
Комментарии (1)

Какова цель вашего визита на сайт ?

Чтобы комментировать надо зарегистрироваться или если вы уже регистрировались войти в свой аккаунт.

Войти через социальные сети:

Татьяна Владимировна
Татьяна Владимировна
Была на сайте никогда
Читателей: 13 Опыт: 0 Карма: 1
все 6 Мои друзья