Текст книги "Pascal Next – руководство программиста. Описание языка программирования с примерами"

Pascal Next – руководство программиста
Описание языка программирования с примерами
Никита Культин

© Никита Культин, 2023

ISBN 978-5-0059-6712-1

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Pascal Next

Pascal Next – компилируемый язык программирования и среда разработки для начинающих программистов, ориентированные на решение задачи обучения основам программирования.

В основе синтаксиса языка Pascal Next лежит синтаксис «классического» Pascal.

Компилятор Pascal Next создает выполняемый Win32 файл.

• Среда разработки Pascal Next работает в операционных системах от Microsoft Windows XP до Microsoft Windows 10/11.

• Язык интерфейса среды разработки Pascal Next – русский (для русской локализации операционной системы) или английский (для остальных локализаций операционной системы).

• Сообщения компилятора об ошибках – на русском/английском языке.

• Встроенный справочник по языку программирования.

• Простой процесс установки – объем дистрибутива – 1,3 Мб, никакие дополнительные компоненты не нужны.

WWW.pascal-next.ru

Pascal Next можно бесплатно загрузить с сайта разработчика www.pascal-next.ru

Также с сайта можно загрузить примеры кода и документацию.

́

Структура программы

Программа Pascal Next представляет собой совокупность процедур и функций. Главная процедура, с инструкций которой начинается выполнение программы, обозначается идентификатором program. Все остальные процедуры обозначаются идентификатором procedure, функции – идентификатором function.

Простейшая программа представляет собой одну единственную процедуру program и в общем случае выглядит так:

 
program имя ()
var
    // здесь объявления переменных
begin
    // здесь выполняемые инструкции
end.
 

Пример:

 
// пересчет веса из фунтов в килограммы
program p1 ()
var
    fnt: float; // вес в фунтах
    kg: float; // вес в килограммах
begin
    write (́ Вес в фунтах> ́);
    readln (fnt);
 
 
    kg:= fnt * 0.495; // 1 кг = 495 гр
 
 
    writeln (fnt:6:2, ́  фнт. = ́, kg:6:3, ́ кѓ);
 
 
    writeln (́ Press <Enter> ́);
    readln;
end.
 

Перед разделом var может быть раздел const (раздел именованных констант), в который программист может поместить объявления констант, используемых в программе.

Пример:

 
// пересчет веса из фунтов в килограммы
program p1 ()
const
    K = 0.495; // коэф. пересчета из фунтов в кг
var
    fnt: float; // вес в фунтах
    kg: float; // вес в килограммах
begin
    write (́ Вес в фунтах> ́);
    readln (fnt);
    kg:= fnt * K;
    writeln (fnt:6:2, ́  фнт. = ́, kg:6:3, ́ кѓ);
    writeln (́ Press <Enter> ́);
    readln;
end.
 

Типы данных

Pascal Next поддерживает целый, вещественный и строковый тип данных.

Целый

integer – целые числа в диапазоне -2 147 483 648 … 2 147 483 647

Вещественный

float – положительные и отрицательные вещественные числа в диапазоне от 1.5x10^—38 до 3.4x10³⁸

Строковый

string – строка символов длинной до 128 символов

Переменные

Все переменные программы должны быть объявлены в разделе var той процедуры или функции, в которой они используются.

Числовые

Инструкция объявления числовой переменной целого или вещественного типа в общем случае выглядит так:

 
имя: тип;
 

Где:

имя – имя переменной;

тип – тип переменной.

Примеры:

 
sum: float;
k: integer;
 

Допускается одной инструкцией объявить несколько переменных одинакового типа.

Пример:

 
a,b,c: float;
 

Строковые

Инструкция объявления строковой переменной в общем виде выглядит так:

 
имя: string [длина];
 

где:

длина – максимальное количество символов, которое может вместить переменная.

Максимальное допустимое значение параметра длина при объявлении строки – 128.

Пример:

 
name: string [25];
 

Допускается одной инструкцией объявить несколько переменных одинакового типа, например:

 
firstName, lastName: string [12];
 

При объявлении строковой переменной можно использовать целую именованную константу. Например, если в разделе const объявлена целая именованная константа LN, то объявление переменных firstName и lastName может быть таким:

 
firstName, lastName: string [LN];
 

Имя переменной

В качестве имени переменной можно использовать любую, начинающуюся с буквы и состоящую из букв и чисел последовательность символов. Помимо букв и чисел имя переменной может содержать символы «подчеркивание».

Примеры:

 
amount: integer;
x1: float;
month_salary: float;
annual_income: float;
first_name: string [20];
 

Компилятор Pascal Next не различает прописные и строчные буквы, т.е. нечувствителен к регистру записи идентификаторов. Таким образом, например, идентификаторы first_name, FIRST_NAME и First_Name обозначают один и тот же объект (переменную).

В качестве имен переменных (и других объектов программы) нельзя использовать зарезервированные слова языка программирования, а также имена встроенных процедур и функций.

Константы

Целые

Целые числовые константы записываются обычным образом.

Примеры целых констант:

 
123
– 45
0
 

Вещественные

При записи вещественных констант в качестве десятичного разделителя следует использовать точку.

Примеры вещественных констант:

 
5.0
25.5
– 34.05
0.0
 

Строковые

Строковая константа представляет собой заключенную в одинарные кавычки последовательность любых символов.

Примеры строковых констант:

 
́ Hello, World!́
́ Bart Simpsoń
́ (C) Nikita Kultin, 2021́
́ ́
́ ́
́ 100́
́ 99.5́
 

Именованные константы

Именованные константы должны быть объявлены в разделе const той процедуры или функции, в которой они используются.

Объявление именованной константы выглядит так:

 
Имя = Значение;
 

Где:

Имя – имя константы;

Значение – значение константы.

Пример объявления именованных констант:

 
const
    Copyright =́ (c) Nikita Kultin, 2023́; // строковая  константа
    PI = 3.1415925; // вещественная именованная константа
    HB = 7; // целая именованная константа
    NL = 25; // целая именованная константа
 

После объявления именованная константа может использоваться в программе как обычная константа, в том числе в разделе объявления переменных.

Пример использования именованных констант при объявлении переменных:

 
matrix array [1..HB, 1..HB] of float;
students array [1..HB] of string [NL];
name: string [NL];
 

Пример использования именованных констант в коде:

 
sq:= PI*r*r; // PI – именованная константа
for i:=1 to HB do // HB – именованная константа
    for j:=1 to HB do
        matrix [i, j]:=0;
    end;
end;
 

Логический тип

В Pascal Next нет логического (boolean) типа данных, однако, его легко можно смоделировать, определив в программе целые именованные константы TRUE (истина) и FALSE (ложь) со значениями 1 и 0 соответственно. После этого, вместо переменных логического типа можно использовать переменные целого типа, трактуя их как логические.

Пример

 
program p ()
const
    // «логические» константы
    TRUE = 1;
    FALSE = 0;
    HB = 10;
var
    a: array [1..HB] of integer; // массив чисел
    r: integer; // число, которое надо найти в массиве
    found: integer; // признак, что число есть в массиве (найдено)
    i: integer;
begin
    for i:= 1 to HB do
        a [i]:= Random (HB);
    end;
 
 
    write (́ Number list: ́);
    for i:= 1 to HB-1 do
        a [i]:= Random (HB);
        write (a [i]:3,́,́);
    end;
    write (a [HB]:3);
 
 
    r:= Random (HB);
    writeln (́ Search: ́,r);
    found:= FALSE; // пусть число не найдено
    i:= 1;
    repeat
        if a [i] = r then
            found:= TRUE; // число найдено
        else
            i:=i+1;
        end;
    until (found = TRUE) OR (i> HB);
 
 
    if found = TRUE then
        writeln (́ Found!́);
    else
        writeln (́ Not found!́);
    end;
 
 
    write (́ Press <Enter> ́);
    readln;
end.
 

Вывод в окно консоли

Вывод информации на экран (в окно консоли) выполняют инструкции write и writeln.

В общем виде инструкции вывода информации в окно консоли записываются так:

 
write (список_вывода);
writeln (список_вывода);
 

где:

список_вывода – разделенные запятыми имена переменных, строковые константы или выражения.

Примеры:

 
write (sum);
write (́ Press <Enter> ́);
writeln (́ x1=́, x1, ́ x2=́, x2);
writeln (pound,́ фунтов =́, pound*0.453, ́ кг.́);
 

Форматированный вывод

В строке вывода после имени переменной или выражения через двоеточие можно задать формат вывода значения.

Для целых и строковых значений формат задает ширину поля вывода – количество позиций на экране, которое резервируется для вывода значения переменной.

В общем виде форматированный вывод целых и строковых значений задается так:

 
имя: n
 

где:

имя – имя переменной, значение которой надо вывести на экран;

n – ширина поля вывода (целая константа).

Форматированный вывод вещественных значений в общем виде задается так:

 
имя: n:m
 

где:

имя – имя переменной;

n – ширина поля вывода (целая константа);

m – количество цифр дробной части (целая константа).

Примеры:

 
// переменные x1 и x2 – вещественного типа
writeln (́ x1=́, x1:9:3, ́ x2=́, x2:9:3);
 
 
// переменная name строковая, salary – вещественная
writeln (name:15, salary:12:3);
 
 
// выражение pound*0.453 вещественного типа
writeln (pound:5:2,́ фунтов =́, pound*0.453:6:3, ́ кг.́);
 

Ввод данных с клавиатуры

Ввод данных с клавиатуры обеспечивает инструкция readln, которая в общем виде записывается так:

 
readln (имя);
 

где:

имя – имя переменной, значение которой надо получить от пользователя во время работы программы.

Примеры:

 
readln (name);
readln (salary);
 

ВНИМАНИЕ! При вводе вещественных значений в качестве десятичного разделителя следует использовать точку. Если при вводе вещественного значения вместо точки будет введена запятая, ошибка ввода (исключение) не возникает, но дробная часть будет отброшена.

Инструкция присваивания

Инструкция присваивания выглядит так:

 
имя:= выражение;
 

Где:

имя – имя переменной или элемента массива;

выражение – выражение, значение которого присваивается переменной или элементу массива.

Выражение состоит из операндов и операторов. Операнды это – объекты, над которыми выполняется действие, операторы – символы, обозначающие действия.

В качестве операнда выражения могут использоваться константы, переменные, элементы массивов, функции.

Примеры:

 
k:= 0;
x:=x1;
x:=x+dx;
x:=x+0.05;
n:= Round ((x1-x2) /dx);
m:= Random (6);
 

Тип выражения должен соответствовать типу переменной, которой присваивается значение.

Тип выражения определяется типом операндов, входящих в выражение, и действием, выполняемым над операндами.

Арифметические операторы

Арифметические операторы:

Оператор «сложение» применим к операндам строкового типа. Результат его применения к операндам строкового типа – конкатенация (объединение) строк-операндов.

Примеры:

 
name:= ́ Bart́ + ́ ́ + ́ Simpsoń;
name:= FirstName + ́ ́ + LastName;
 

В приведенных инструкциях предполагается, что переменные name, FirstName и LastName строкового типа.

Приоритет операторов

Значение выражения вычисляется слева направо, при этом следует учитывать, что операторы умножения и деления имеют более высокий приоритет, чем операторы сложения и вычитания.

Для задания нужной последовательности вычисления значения выражения следует использовать скобки.

Пример:

 
R:= R1*R2/ (r1+r2);
x1:= (-b+Sqrt (d)) / (2*a)
 

Выбор действия

Инструкция if

Выбор действия в зависимости от выполнения некоторого условия реализуется при помощи инструкции if.

Инструкция выбора одного из двух возможных вариантов действия записывается так:

 
    if условие  then
        // здесь инструкции, которые должны быть выполнены,
         // если условие выполняется (истинно)
    else
        // здесь инструкции, которые должны быть выполнены,
        // если условие НЕ выполняется (ложно)
    end;
 

Пример:

 
    if t = 1 then
      r:= r1+r2;
    else
      r:= r1*r2/ (r1+r2);
    end;
 

Если при выполнении условия надо выполнить некоторое действие, а в случае, если условие не выполняется, это действие надо пропустить и перейти к следующей инструкции программы, то инструкция if записывается так:

 
    if условие then
        // здесь инструкции, которые будут выполнены,
        // если условие выполняется (истинно)
    end;
 

Пример:

 
    if a [i] <a [i+1] then
        b:=a [i];
        a [i]:=a [i+1];
        a [i+1]:=b;
    end;
 

Множественный выбор

Множественный выбор (выбор одного действия из нескольких возможных) осуществляется при помощи вложенных инструкций if.

Приведенные ниже инструкции показывают, как можно реализовать выбор одного действия из четырех возможных вариантов.

 
if условие1 then
    // здесь инструкции, которые будут выполнены,
    // если условие1 истинно
else
    if условие2 then
        // здесь инструкции, которые будут выполнены,
        // если уловие1 ложно, а условие2 истинно
    else
        if условие3 then
            // здесь инструкции, которые будут выполнены,
            // если условия условие1 и условие2 ложны,
            // а условие3 истинно
        else
            // здесь инструкции, которые будут выполнены,
            // если ни одно из условий условие1, условие2 или
            // условие3 НЕ выполняется
        end;
    end;
end;
 

Условие

Условие это – выражение логического типа, которое может принимать одно из двух значений: Истина (True) или Ложь (False).

Различают простое и сложное условия.

Простое условие

Простое условие в общем виде записывается так:

 
op1 оператор_сравнения op2
 

где:

op1 и op2 – сравниваемые операнды, в качестве которых могут выступать константы, переменные, функции или выражения.

Операторы сравнения:

Примеры простых условий:

 
a [i+1] <a [i]
d!= 0
pos (́ ́, st) = 1
name = ́ simpsoń
 

Сложное условие

Сложное условие в общем виде записывается так:

 
усл1 логический_оператор усл2
 

где:

усл1 и усл2 – выражения логического типа, в качестве которых могут выступать простые или сложные условия.

Логические операторы:

 
AND – логическое И
OR – логическое ИЛИ
NOT – логическое НЕ
 

Примеры сложных условий:

 
x> = x1 AND x <= x2
NOT ((x <x1) OR (x> x2))
sum> =1000 and sum <10000
name = ́ Bart́ OR name = ́ Homeŕ
 

Циклы

Цикл for

Инструкция цикла for в общем виде записывается так:

 
for сч:= start to finish do
    // здесь инструкции, которые надо выполнить несколько раз
end;
 

Где:

сч – счетчик циклов (переменная целого типа);

start и finish – выражения целого типа (в простейшем случае – целые константы), определяющие, соответственно, начальное и конечное значение счетчика циклов.

Примеры:

 
for i:=1 to 10 do
    writeln (i:2, ́  Hello, World!́);
end;
 
 
for i:=1 to n do
    writeln (i:2, ́  Hello, World!́);
end;
 

Цикл While

Инструкция цикла While (цикл с предусловием) в общем виде записывается так:

 
while условие do
    // здесь инструкции, которые будут выполняться до тех пор,
    // пока условие истинно
end;
 

Где:

условие – простое или сложное условие выполнения инструкций, находящихся между словами do и end.

Пример:

 
i:= 1;
while i <= 10 do
    writeln (i:2, ́  Hello, World!́);
    i:= i +1;
end;
 

Цикл Repeat

Инструкция цикла Repeat (цикл с постусловием) в общем виде записывается так:

 
repeat
    // здесь инструкции, которые будут выполняться до тех пор,
    // пока условие ложно
until условие;
 

Где:

условие – простое или сложное условие завершения цикла (прекращения выполнения инструкций, находящихся между словами repeat и until).

Пример:

 
    i:= 1;
    repeat
        writeln (i:2, ́  Hello, World!́);
        i:= i +1;
    until i> 10;
 

Инструкция Goto

Инструкция goto (безусловный переход) в общем виде записывается так:

 
goto метка;
 

Где:

метка – идентификатор инструкции, к которой необходимо выполнить переход.

Метка представляет собой любую начинающуюся буквой и состоящую из букв и цифр строку.

Метка записывается перед инструкцией, к которой надо выполнить переход, и отделяется от этой инструкции двоеточием.

Метка должна быть объявлена в разделе объявления меток в той процедуре или функции, в которой она используется. Начало раздела объявления меток помечает ключевое слово label.

Раздел объявления меток предшествует разделу объявления констант или, если раздел const отсутствует, разделу объявления переменных.

Пример:

 
// вычисление наибольшего общего делителя (НОД)
// двух целых положительных чисел
program p1 ()
label   // раздел объявления меток
       m1,m2; // метки
var
       a,b: integer; // числа
       n: integer; // НОД
begin
       a:=12;
       b:=18;
       writeln (́ a=́,a:2,́  b=́,b:2);
m1: if a = b then
            n:=a;
            goto m2;
       end;
       if a> b then
            a:= a-b;
            goto m1;
       else
            b:= b-a;
            goto m1;
       end;
m2: writeln (́ Наибольший общий делитель:́, n);
 
 
    write (́ Press <Enter> ́);
    readln;
end.
 

Массивы

Одномерный массив

Объявление одномерного массива в общем виде выглядит так:

 
имя: array [1..HB] of тип;
 

где:

имя – имя массива

HB – верхняя граница диапазона индекса массива (количество элементов массива)

тип – тип элементов массива (тип массива)

Внимание! Максимальное допустимое количество элементов одномерного массива 255

Примеры:

 
Salary: array [1..15] of float; // массив вещественных чисел
nPacients: array [1..31] of integer; // массив целых чисел
Students: array [1..25] of strings [15]; // массив строк
 

Допускается одной инструкцией объявить несколько массивов одинакового типа и размера, например:

 
// три массива целых чисел
gold, silver, bronze: array [1..10] of integer;
 
 
// два массива строк
students_1, students_2: array [1.. 30] of string [25];
 

При объявлении одномерного массива в качестве верхней границы диапазона индекса можно использовать целую именованную константу. Например, если в разделе const объявлены целые именованные константы HB и NL, то объявление массива students может быть таким:

 
Students: array [1..HB] of strings [NL];
 

Именованные константы, использованные в инструкции объявления массива, удобно использовать в инструкциях его обработки.

Пример:

 
for i:=1 to HB do
    writeln (Students [i]);
end;
 

Внимание! При работе с большим количеством массивов или с массивами большой размерности следует учитывать, что суммарный размер данных (памяти, занимаемой переменными программы, в том числе и массивами) и кода программы не может превышать 64K.

Двумерный массив

Объявление двумерного массива в общем виде выглядит так:

 
имя: array [1..NR, 1..NC] of тип;
 

где:

имя – имя массива;

NR – количество строк (целая или целая именованная константа) – верхняя граница диапазона изменения индекса строки массива;

NC – количество столбцов (целая или целая именованная константа) – верхняя граница диапазона изменения индекса столбца массива;

тип – тип элементов массива (тип массива).

Внимание! Максимальное допустимое количество строк и количество столбцов двумерного массива 255.

Примеры объявления двумерных массивов:

 
// двумерный массив целых чисел (25 строк, 12 столбцов)
Salary: array [1..25,1..12] of integer;
 
 
// двумерный массив вещественных чисел (5 строк, 8 столбцов)
Matrix: array [1..5,1..8] of float;
 
 
// двумерный массив строк (100 строк, 2 столбца)
dictionary: array [1..100,1..2] of string [20];
 

Допускается одной инструкцией объявить несколько массивов одинакового типа и размера, например:

 
// два двумерных массива вещественных чисел
Matrix1, Matrix2: array [1..5,1..8] of float;
 

При объявлении двумерного массива в качестве верхних границ диапазонов индексов можно использовать целые именованные константы.

Например, если в разделе const объявлены целые именованные константы NR и NC, то объявление массива matrix может быть таким:

 
    Matrix: array [1..NR,1..NC] of float;
 

Именованные константы, использованные в инструкции объявления массива, удобно использовать в инструкциях его обработки.

Пример:

 
for i:=1 to NR do
   for j:=1 to NC do
        matrix [i,j]:=0;
   end;
end;
 

Внимание! При работе с большим количеством массивов или с массивами большой размерности следует учитывать, что суммарный размер данных (памяти, занимаемой переменными программы, в том числе и массивами) и кода программы не может превышать 64K.

Инициализация массива

В начале работы программы элементы числовых массивов имеют нулевое значение, элементы строковых массивов – значение «пустая строка».

Если программе нужен массив, значение элементов которого отличаются от значений «по умолчанию», необходимо выполнить инициализацию массива.

Инициализация массива это – присваивание требуемых значений всем элементам массива.

Инициализацию массива можно выполнить, указав в инструкции объявления массива список инициализации.

Инициализация одномерного массива

Инструкция объявления и инициализации одномерного массива выглядит так:

 
    name: array [1.. N] of type = list;
 

где:

name – имя массива;

N – количество элементов массива (целая или целая именованная константа);

type – тип массива (integer, float или string);

list – список констант. Тип констант должен соответствовать типу массива, а их количество – размеру массива.

Примеры:

 
    material: array [1..4] of string [10] =
                                         ́Aluminuḿ,́Coopeŕ,́Gold́,́Steeĺ;
 
 
    density: array [1..4] of float = 2.71, 8.94, 19.32, 7.86;
 

При инициализации float массива в списке инициализации допускается использовать целые константы.

При инициализации символьного массива, в случае если дина строковой константы в списке больше длины строки, указанной в инструкции объявления массива, соответствующий элемент массива будет инициализирован «обрезанной» строкой.

Например, если инструкция объявления массива выглядит так:

 
    material: array [1..4] of string [6] =
                                           ́Aluminuḿ,́Coopeŕ,́Gold́,́Steeĺ;
 

то элемент material [1] будет инициализирован строкой ́Alumiń.