Структурированные типы данных

Общая характеристика структурированных типов данных

Структурированные типы данных — совокупность связанных данных и множество правил, определяющих как их организацию, так и способ доступа к элементам данных.

Любой из структурированных типов данных характеризуется множеством образующих этот тип элементов. Переменная или константа структурированного типа всегда имеет несколько компонент. Каждая из этих компонент, в свою очередь, может принадлежать структурированному типу.

В Turbo Pascal 7.0 определены пять структурированных типов данных:

ь Массив (Array)— это упорядоченный набор переменных одного типа, которые адресуются с помощью некоторого индекса.

ь Строка (String) — это упакованный массив, компоненты которого имеют тип Char и тип индекса имеет нижнюю границу равную одному.

ь Множество (Set) — это совокупность элементов одного и того же перечисляемого типа.

ь Запись (Record) — это совокупности элементов разных типов, имеющих общее имя и назначение.

ь Файл (File) — это совокупность данных, имеющих общее имя и назначение, и существующая на некотором носителе.

3.4.2 Массивы (array)

Массив представляет собой последовательную упорядоченную совокупность элементов одного типа, которые адресуются с помощью некоторого индекса.

Тип элементов (компонент) может быть любым, принятым в Turbo Pascal, кроме файлового.

Каждый элемент массива имеет свой индекс.

Индекс — это число, переменная или выражение перечисляемого целого или символьного типа. Количество индексов называется размерностью массива.

По количеству индексов различают:

• — одномерные массивы (последовательность чисел, символов): х₁, x₂, x₃, …, x_n — 1 индекс;
• — многомерные массивы:
• — двумерные массивы (матрицы) вида:

— трехмерные и т. д. массивы.

Для описания массива используется служебное слово Array.

Кроме того, необходимо задать:

• 1) имя массива;
• 2) диапазон изменения каждого индекса.

Массивы описываются в разделе описания переменных (т.е. после служебного слова Var), например:

Var.

Имя_Массива: Array [Диапазоны_индексов] Of Тип_Элементов_Массива;

где Диапазоны_индексов — список границ изменения индексов.

Одномерный массив объявляется следующим образом:

Var.

Имя_Массива: ARRAY [нач_индекс.кон_индекс] OF Тип_данных;

Двумерный массив объявляется следующим образом:

Var.

Имя_массива: ARRAY [нач_индекс₁.кон_индекс₁, нач_индекс₂.кон_индекс₂] OF Тип_данных;

Например,.

Var.

mass:Array[1.100] Of Real;

A:Array[1.3,1.5] Of Integer;

B: Array ['A'.'Z'] Of Boolean.

Массивы не могут обрабатываться целиком. Для этого нужно получить доступ к каждому элементу. Доступ к элементам массива осуществляется путем указания значения индекса в квадратных скобках.

Элемент массива в программе записывают в виде Имя_Массива [индекс].

или.

Имя_Массива [список индексов].

Пример.

Line[3]: =5;

Matrix[3,5]: =10;

Massiv[1,2,3]: =0;

Ссылка на элемент матрицы А, лежащий на пересечении i-той строки и j-ого столбца выглядит следующим образом A [i, j].

Многомерные массивы имеют два и более индексов. Для их обработки организуют несколько циклов, причем один вкладывается в другой. Такие циклы называются вложенными или циклами в цикле. При этом параметром в каждом цикле будет соответствующий индекс элемента массива.

Для составления алгоритма и программы необходимо определить, как они меняются.

Последовательный доступ ко всем элементам массива осуществляется путем применения параметрического оператора цикла FOR… TO…DO с использованием в качестве индекса переменной.

3.4.3 Строковый (string) тип данных

К задачам их обработки текста (символьной информации) относятся задачи редактирования, поиска некоторых символов или строк в соответствующих текстах, подсчету количества их вхождений и корректировке некоторых мест текста.

Особое место в Turbo Pascal 7.0 занимают массивы символов.

Хранение символьных массивов осуществляется.

1. В распакованном виде массивы символов хранятся в памяти по одному символу в машинном слове.

Описание распакованного массива символов имеет вид:

var M: Array[1.20] of char;

2. В упакованном виде хранятся в памяти по одному символу в байте. При его описании используют служебное слово PACKED.

var MAS: Packed Array[1.20] of Char;

Для преобразования символьного массива из распакованной формы в упакованную и наоборот, из упакованной в распакованную, введены две стандартные функции Pack, UnPack.

Упакованный массив символов образует символьную строку.

Символьная строка может быть.

1. Строковой константой.

Строковая константа, или строка, представляет собой совокупность символов, заключенную в апострофы.

Строковые константы могут входить в состав выражений. Как и числовые константы, они могут быть описаны в разделе описания констант.

2. Строковой переменной.

Строковые переменные — это одномерные упакованные массивы символов, для описания которых введен тип String.

Var.

line: String[80];

str: String;

После слова String может указываться максимальная длина строки. Длина строки не может содержать более, чем 255 символов.

Если длина не указана, то считается, что она переменная и определяется числом символов, записанных на место переменной типа String при вводе или присваивании. Это число хранится в нулевом байте соответствующей переменной. Тип String без указания длины совместим со всеми типами строк.

Важно, что в переменной строкового типа доступен каждый отдельный символ. Обращение к нему производится путем указания его номера (индекса). При этом нижняя граница индекса равна 1. Отдельный символ строки совместим с типом Char.

Строки могут быть элементами списка ввода-вывода, при этом записывается имя строки без индекса. Writeln (str);

При вводе строковых переменных количество вводимых символов может быть меньше, чем длина строки. В этом случае вводимые символы размещаются с начала строки, а оставшиеся байты заполняются пробелами. Если количество вводимых символов превышает длину строки, лишние символы отбрасываются.

Для работы со строками в TP 7.0 включены процедуры и функции, которые обеспечивают редактирование и преобразование строк.

Существуют два пути обработки переменных типа String:

• 1. Обработка всей строки, как единого целого.
• 2. Обработка элементов строки по отдельности.

Для строк определены операции.

• 1. Присваивание s1 := 'ВГТУ'; s2 := '_ЕГФ';
• 2. Слияние, объединение строк с помощью символа +.

В результате выполнения операции s3 := s1 + s2; получим строку s3, являющуюся объединением строк s1 и s2. s3 получит значение 'ВГТУ_ЕГФ'.

3. Сравнение с помощью всех операций отношения.

Сравнение строк происходит посимвольно, начиная с первого символа. Строки равны, если имеют одинаковую длину и посимвольно эквивалентны.

4. Функция Copy (исх_строка, нач_номер, длина) Выделение подстроки заданной «длины» из «исходной строки», начиная с символа, определенного «начальным_номером».

s1 := 'ВГТУ_ЕГФ';

s2 := Copy (s1,6,3);{Результат: s2 получит значение 'ЕГФ'}.

5. Процедура Insert (подстрока, исх_строка, нач_номер);

Позволяет вставить в исходную строку, начиная с указанной позиции, фрагмент другой строки.

6. Процедура Delete (исх_строка, нач_номер, длина).

Удаляет из «исходной строки» подстроку заданной «длины», начиная с заданного «номера»:

S:= 'ВГТУ_ЕГФ';

Delete (S, 1,5);{Результат: S получит значение 'ЕГФ'}.

7. Функция Length (строка).

Возвращает длину строки (количество символов в ней).

8. Функция POS (подстрока, строка).

Возвращает номер символа, начиная с которого «подстрока» встречается в «строке» (если не встречается — возвращает ноль). Прописные и строчные буквы считаются различными.

N := Pos ('ра', 'Абракадабра'); {N получит значение 3}.

9. Функция UpCase (символ строки) Преобразует символ любой литеры из строчного в прописной.

10. Процедура Str (X: арифметическое выражение; var st: string).

Преобразует численное выражение X в его строковое представление и помещает результат в st.

11. Процедура Val (st: string; x: числовая переменная; var code: integer).

Преобразует строковую запись числа, содержащуюся в st, в числовое представление, помещая результат в x (x — может быть как целой, так и действительной переменной).

3.4.4 Тип-запись (record)

Тип-запись — это совокупности элементов разных типов, имеющих общее имя и назначение. Включает ряд компонент, называемых полями, которые могут быть разных типов.

При задании типа-записи после зарезервированного слова record следует перечислить все поля типа-записи с указанием через двоеточие их типов и завершить задание типа словом end. Поля отделяются друг от друга точкой с запятой. Количество полей записи может быть любым.

Пример.

Если несколько полей типа-записи имеют один и тот же тип, то их имена можно перечислить через запятую и затем указать этот общий тип.

После введения типа-записи можно затем задать переменные или типизированные константы этого типа — записи.

При задании значений константе ее поля записываются в круглых скобках через точку с запятой. Для задания значения каждого поля сначала указывается имя поля, а затем через двоеточие — его значение.

Так, для введенных выше типов можно задать, например, следующие переменные и константы:

var.

Dat: Data;

Сonst.

Birthday: Data = (Year: 1971; Month: 12; Day: 9);

Ivanov: Person = (Name: 'Иванов'; Sex: Male; Age: 40; Married: True);

Доступ к полям записи осуществляется указанием имени переменной (константы) и имени поля, записываемого через точку, например:

Ivanov.age,.

Dat.Day и т. д.

Пример. Использование полей записей.

Ivanov.Married := True;

Для того чтобы не выписывать каждый раз имя записи при обращении к ее нолям, можно использовать оператор над записями WITH. Его структура выгляни следующим образом:

with do ;

В этом случае внутри оператора можно указывать только поле записи.

with Ivanov do.

Married := True;

Тип-запись может иметь вариантную часть, изменяющуюся при разных реализациях, например, в типе-записи параметров геометрических фигур для квадрата задается сторона, для треугольника — две стороны и угол между ними, для окружности — радиус и т. д. Вариативная часть может быть только одна и должна располагаться в конце записи.

Пример использования вариантной части.

Type.

Figure = (Square, Triangle, Circle);

Param = record.

X, Y: Real; {точка привязки}.

case Fig: Figure of {параметры фигур}.

Square: (Side: Real);

Triangle: (Side1, Side2, Angle: Real);

Circle: (Radius: Real).

End;

var MySquare, MyCircle: Param;

Вариантная часть начинается словом case, за которым следует переменная выбора варианта (в примере Fig) с указанием типа. Далее указываются константы, значения которых может принимать переменная выбора варианта (в примере — Sguare, Triangle, Circle). За каждой константой через двоеточие в круглых скобках записываются поля данного варианта записи с указанием их типов. Круглые скобки необходимы, даже если для данного варианта вариантная часть отсутствует. Следует отметить, что вариантная часть не завершается своей операторной скобкой end, как у обычной конструкции CASE, т.к. далее идет завершающая операторная скобка end всего типа.

В тип-записи допустимо не вводить переменную выбора вариантов, а перечислить лишь разные варианты, например:

Transf = record.

case Integer of.

• 1: (Word: Word);
• 2: (TwoSymb: array[1.2] of Char)

end;