Линейные программы

Линейные программы представляют собой, как уже отмечалось, последовательность операторов, циклов и условных переходов нет. Структурная схема такой программы включает блок ввода данных, блок вычислений и блок вывода результатов.

Для ввода данных используются операторы LET, DATA, READ, RESTORE, INPUT, LINE INPUT, функция INPUT$.

Оператор LET . Служит для присвоения значений переменным. Формат оператора: LET <имя переменной> = <выражение>

Оператор LET может быть опущен, поэтому выражения

LET A=exp(x)+ sin(x) и A=exp(x)+ sin(x)

эквивалентны.

Операторы DATA и READ позволяют вводить данные из программы. Оператор DATA заносит данные в специальную область оперативной памяти компьютера, а оператор READ считывает эти данные из оперативной памяти и присваивает их переменным. Эта область данных содержит специальный указатель. При запуске программы указатель устанавливается в начале области данных. При считывании данных из области памяти он также перемещается. Если число переменных в операторе READ больше числа значений в операторе DATA , то указатель выходит за область данных и будет выдано сообщение об ошибке.

Типы данных в операторах DATA и READ должны соответствовать друг другу. Эти операторы могут располагаться в любом месте программы. Строковые переменные записываются без кавычек, если в них нет пробелов, и заключаются в кавычки, если содержат пробелы.

Форматы операторов:

DATA <список данных>

READ <список переменных>

Пример 9.4.1. Использование операторов DATA, READ

DATA 125, 34.78, 1.24E-5, БРЕСТ, “МИНСК - СТОЛИЦА”

READ A,B,D,C$,C1$

Переменным A, B и D будут присвоены, соответственно, числовые значения 125, 34.78 и 0.0000124, переменным C$ и C1$ - “БРЕСТ” и “МИНСК - СТОЛИЦА”.

Для повторного использования данных используется оператор RESTORE . Формат оператора: RESTORE [<метка>].

Если метка в операторе RESTORE не указана, то указатель устанавливается в начало области данных, иначе указатель устанавливается на соответствующую метку в области данных.

Пример 9.4.2. Использование операторов DATA, READ, RESTORE

10 REM ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПЕРАТОРОВ DATA, DEAD, RESTORE

20 DATA 136.75, 18E5,123.45,1978,.9875

25 DATA .5439,1.567,4.65,12.23,48.56

30 READ A1,A2,A3,A4,А5: REM чтение данных из строки 20

150 READ B1,B2: REM чтение данных из строки 25

250 RESTORE 25: REM перевод указателя данных на метку 25

260 INPUT "Введите размерность массива N, не более 5",N

270 FOR i=1 TO N

280 READ D2(i) : REM чтение данных из строки 25 в одномерный массив

Оператор INPUT служит для ввода данных с клавиатуры в режиме диалога с пользователем. Формат оператора:

INPUT [;] “текстовое выражение”[;/,]<список переменных>

Здесь [;] – необязательный параметр, оставляет курсор в текущей строке; [;/,] - означает, что в качестве разделителя может использоваться один из указанных знаков ";" или ",".

При выполнении оператора INPUT на экран выдается запрос на ввод данных. Если в качестве разделителя используется “;”, то запрос сопровождается выводом на экран вопросительного знака, при использовании в качестве разделителя “,” вопросительный знак на экран не выводится. Текстовое сообщение позволяет сделать запрос понятным пользователю. В списке переменных данные разделяются запятыми или пробелами (предпочтительнее разделять данные запятыми). С помощью оператора INPUT можно вводить как числовые, так и символьные переменные. Если символьная переменная не содержит пробелов и других разделителей, то при вводе данных заключать ее в кавычки не обязательно.

Не используйте оператор INPUT без текстового комментария.

Пример 9.4.3. Использование оператора Input

INPUT “Введите переменные А и B”; A,B

INPUT “Введите Ваш год рождения”, GR$

Здесь A и B - числовые переменные, GR$ - символьная переменная.

Оператор LINE INPUT служит для ввода одной символьной переменной. При вводе значение символьной переменной в кавычки не заключается, в ней допускается наличие пробелов и других разделителей. Конец строки определяется символом возврата каретки - нажатие клавиши ENTER. Формат оператора LINE INPUT аналогичен формату оператора INPUT.

Функция INPUT$ служит для ввода символов, не отображаемых на экране, например пароля. Формат функции: с1$ = INPUT$(n [,[#]nf])

Здесь n - число вводимых символов, # - номер канала при вводе данных из файла, nf - имя файла.

Пример 9.4.4. Использование оператора LINE INPUT и функции INPUT$

LINE INPUT "Введите фамилию, имя и отчество ",FIO$

Символьной переменной B$ присваивается код из пяти символов, при выдаче запроса вводимые символы отображаться на экране не будут. Когда в программе встречается оператор INPUT$(n), программа останавливается и ожидает ввода данных. Поэтому данный оператор в формате B$= Input$(1) может быть использован для остановки программы до нажатия любой клавиши.

Функция Input$(1) может быть использована для остановки программы до нажатия любой клавиши.

Как организован ввод-вывод данных с терминального устройства? Для начала (кто не знает), определим терминальное устройство. Терминальное устройство - это клавиатура, дисплей, т.е. то, с чем пользователь обычно работает. Какие существуют операторы ввода вывода Паскаль ?

Ввод данных Паскаль:

Как ввести данные в Паскале? Очень легко и просто! Ввод исходных данных в Паскале осуществляется процедурой readln:

readln(b1,b2,…,bk)

В этом примере процедура readln осуществляет чтение k значений исходных данных и присваивает эти значения переменным b1, b2,…, bk с переходом на новую строку (похожая процедура read отличается от readln отсутствием перехода на следующую строку). Когда мы вводим данные в Паскале, происходит своеобразное преобразование внешней формы во внутреннюю, которую определяет тип переменных.

Переменные, входящие в состав списка ввода, могут относиться к разным типам: целому, действительному, символьному. Однако чтение логических данных не допускается в Паскале. Исходные данные (т.е. их значения) отделяются друг от друга нажатием клавиши Enter и Tab, пробелами (при вводе данных недопустимо разделять числа запятыми).

Вывод данных Паскаль:

Теперь расскажем о выводе данных в Паскале. Чтобы вывести на экран результат работы вашей программы, обычно пользуются двумя процедурами:

write(b1,b2,…bk) — осуществляет вывод значений переменных b1, b2,…, bk в строку экрана.

writeln(b1,b2,…, bk) - производит как вывод данных на экран, так и переход к началу следующей строки.

Процедура writeln может использоваться без параметров, тогда просто производится пропуск исходной строки и переход к началу следующей. В списке вывода переменные могут иметь нескольких типов: целый, действительный, символьный или булевский. К элементам списка вывода относятся еще выражения и строки. Форма представления значений в поле вывода соответствует типу переменных и выражений:

• целочисленные величины выводятся как целые десятичные числа,
• величины действительного типа представляются как действительные десятичные числа с десятичным порядком,
• величины символьного типа и строки выводятся в виде символов,
• величины логического типа - в виде true и false (логические константы).

Оператор вывода создает возможность задать ширину поля вывода для каждого элемента списка вывода, которые будут иметь вид: А:К, где А - строка или выражение, К - выражение либо целочисленная константа. Возникают две ситуации при этом:

1. В случае, когда выводимое значение занимает в поле вывода меньше позиций, чем К, перед ним устанавливаются пробелы.
2. Когда же значение не помещается в рамках поля К, то этому значению отводится нужное количество позиций.

Элемент списка вывода для величин действительного типа может иметь вид: А:К:М, где А - выражение действительного типа или переменная, К - ширина поля вывода (выражение или константа), М - число цифр дробной части выводимого значения(выражение или константа). В данной ситуации действительные значения будут выведены как десятичное число с фиксированной точкой. Представим пример записи операторов вывода:

Любая программа при вводе исходной информации и выводе результатов взаимодействует с внешними устройствами. Частным случаем обмена данными с внешними устройствами является обмен с консолью. Консоль представляет собой совокупность клавиатуры и экрана монитора.

Рассмотрим способы организации ввода и вывода информации, предоставляемые языком программирования Паскаль .

Процедура ввода

Ввод данных - это процесс передачи исходных данных от внешнего устройства в оперативную память.

В качестве внешнего устройства ввода, как правило, является клавиатура или файл с данными.

Для ввода данных с клавиатуры в языке Паскаль используются процедуры read и readln , имеющие следующий формат:

• read(список);
• readln(список);

Процедура readln аналогична процедуре read , единственное отличие заключается в том, что после считывания последнего значения переменной из списка, происходит перевод следующего ввода данных в начало новой строки.

Элементом «список» является список имен переменных через запятую, значения которых будут вводится с клавиатуры (заметим, что список может быть пустым), например:

• read(a, b, c);
• readln;

Вводимые значения должны разделяться пробельными символами (пробел, табуляция, перевод строки), причем их количество не ограничено. Ввод данных для одной процедуру завершается нажатием клавиши Enter . Если процедура readln используется без параметров, то происходит ожидание нажатия клавиши Enter .

ВНИМАНИЕ: вводимые значения должны соответствовать типам переменных, в противном случае возникает ошибка (например, переменная b имеет тип integer , а вводится вещественное число).

Процедура вывода

Вывод – это процесс передачи данных после обработки из оперативной памяти на внешнее устройство.

Для вывода данных на экран в языке Паскаль используются процедуры write и writeln , которые имеют следующий вид:

• write(список);
• writeln(список);

В случае использования процедуры write , после выведения последнего элемента списка на экран, курсор останется в той же строке. Процедура writeln , после завершения вывода, переводит курсор на следующую строку. Если процедуре writeln не передавать параметры, то курсор просто переводится на следующую строку.

Правила записи параметров процедуры вывода

1. Список вывода разделяется запятыми
2. Список вывода может содержать переменные, константы и выражения
3. Под вывод любого значения можно задать формат поля вывода - количество позиций, в которых будет размещаться величина (указывается сразу после выводимого значения через двоеточие):
   • если значение выводимой величины оказывается короче, то оно «прижимается» к правому краю отведенного поля, в противном случае - поле «раздвигается» до необходимых размеров;
   • для вещественных чисел в формате поля вывода предусматривается возможность указания количество выводимых позиций и отводимых под дробную часть числа (десятичная точка также занимает одну позицию).

Например:

• writeln("a = ", a:2, " ", 10 + sqrt(a):2:4, " ", pi:4:2);

Взаимодействие программы с внешней средой (пользователем, другими программами, хранимыми данными) является совершенно необходимым. За такой интерфейс в языках программирования отвечают операторы ввода-вывода информации. Эти инструкции позволяют ввести в программу данные во время выполнения программы (а не на этапе ее написания) и осуществить вывод рассчитанных данных в понятном человеку виде.

Эти команды позволяют вводить данные в одиночные переменные или в несколько переменных сразу во время выполнения программы с клавиатуры. Элементами списка ввода могут быть имена переменных, которые должны быть заполнены значениями, введенными с клавиатуры.

Выполнение операторов ввода происходит так: ход программы приостанавливается, на экран выводится курсор, компьютер ожидает от пользователя набора данных для переменных, имена которых указаны в списке ввода. Пользователь с клавиатуры вводит необходимые знамения в том порядке, в котором они требуются списком ввода, нажимает Enter . После этого набранные данные попадают в соответствующие им переменные и выполнение программы продолжается. Данные при вводе разделяются пробелами.

При вводе исходных данных происходит преобразование из внешней формы представления во внутреннюю, определяемую типом переменных. Переменные, образующие список ввода, могут принадлежать либо к целому, либо к действительному, либо к символьному типам. Чтение исходных данных логического типа недопустимо.

Разница между работой оператора Read и Readln в Паскале состоит в следующем: после выполнения Read значение следующего данного считывается с этой же строчки, а после выполнения Readln — с новой строки.

Эти операторы позволяют выводить на экран монитора данные из списка вывода. Элементами списка вывода могут являться имена переменных, выражения, константы. Прежде чем вывести на экран значения выражений, компьютер сначала их вычислит. Элементы списка, также как и в операторах ввода, разделяются запятыми.

Различие между двумя операторами вывода в Паскале таково: после выполнения оператора Writeln (от Write line) происходит переход па новую строчку, а после выполнения инструкции Write переход на новую строчку не происходит и печать по последующим командам вывода Write или Writeln будет происходить на той же строчке. При вызове оператора Writeln без параметров просто происходит переход па новую строчку.

В Бейсике каждый новый оператор PRINT выводит значения в новую строку.

Переменные, составляющие список вывода, могут относиться к целому, действительному, символьному или булевскому типам. В качестве элемента списка вывода кроме имен переменных могут использоваться выражения и строки.

Вывод каждого значения в строку экрана происходит в соответствии с шириной поля вывода, определяемой конкретной реализацией языка.

Форма представления значений в поле вывода соответствует типу переменных и выражений: величины целого типа выводятся как целые десятичные числа, действительного типа - как действительные десятичные числа с десятичным порядком, символьного типа и строки - в виде символов, логического типа — в виде логических констант TRUE и FALSE.

Рассмотри процедуру чтения информации из файла на Паскале.

Для начала необходимо объявить файловую переменную. Файловые переменные имеют специфическое применение. Над ними нельзя выполнять никаких операций (присваивать значение, сравнивать и т. д.). Их можно использовать лишь для выполнения операций с файлами (чтение, запись и т. д.).

Перед тем как осуществлять ввод-вывод, файловая переменная должна быть связана с конкретным внешним файлом при помощи процедуры Assign .

Assign(<Имя файловой переменной>,<Имя файла>);

Имя файла задастся либо строковой константой, либо через переменную тина String. Имя файла должно соответствовать правилам работающей в данный момент операционной системы. Если строка имени пустая, то связь файловой переменной осуществляется со стандартным устройством ввода-вывода (как правило - с консолью).

После этого файл должен быть открыт одной из процедур:

Reset(<Имя файловой переменной>);

Открывается существующий файл для чтения, указатель текущей компоненты файла настраивается на начало файла. Если физического файла, соответствующего файловой переменной, не существует, то возникает ситуация ошибки ввода-вывода.

Rewrite(<Имя файловой переменной>);

Открывается новый пустой файл для записи, ему присваивается имя, заданное процедурой Assign . Если файл с таким именем уже существует, то он уничтожается. После работы с файлом он, как правило, должен быть закрыт процедурой Close .

Close(<Имя файловой переменной>);

Это требование обязательно должно соблюдаться для файла, в который производилась запись.

Ввод данных - это передача информации от внешних устройств в оперативную память. Вводятся, как правило, исходные данные решаемой задачи. Вывод - обратный процесс, когда данные передаются из оперативной памяти на внешние носители (принтер, дисплей, магнитные устройства и т.д.). Результаты решения всякой задачи должны быть выведены на один из этих носителей.

Основными устройствами ввода-вывода у персонального компьютера являются клавиатура и дисплей (экран монитора). Именно через эти устройства главным образом осуществляется диалог между человеком и ПК.

Оператор ввода read

Процедура ввода с клавиатуры (обращение к стандартной процедуре ввода) имеет следующий формат:

Read(<список ввода>)

где <список ввода> - это последовательность имен переменных, разделенных запятыми. При вводе исходных данных происходит преобразование из внешней формы представления во внутреннюю, определяемую типом переменных. Переменные, образующие список ввода, могут принадлежать либо к целому, либо к действительному, либо к символьному типам. Чтение исходных данных логического типа в языке Паскаль недопустимо. Значения исходных данных могут отделяться друг от друга пробелами и нажатием клавиш табуляции и Enter .

Если в программе имеется несколько операторов read , то данные для них вводятся потоком, т.е. после считывания значений переменных для одного оператора read данные для следующего оператора читаются из той же строки на экране, что и для предыдущего до окончания строки, затем происходит переход на следующую строку.

Другой вариант оператора ввода с клавиатуры имеет вид:

Readln(<список ввода>)

Этот оператор отличается от read только тем, что после считывания последнего в списке значения для одного оператора readln данные для следующего оператора будут считываться с начала новой строки.

Оператор вывода write

Оператор вывода на экран (обращение к стандартной процедуре вывода) имеет следующий формат:

Write(<список вывода>)

Переменные, составляющие список вывода, могут относиться к целому, действительному, символьному или логическому типам. В качестве элемента списка вывода кроме имен переменных могут использоваться выражения и строки. При выводе на экран нескольких чисел в строку они не отделяются друг от друга пробелами. Программист сам должен позаботиться о таком разделении.

Второй вариант процедуры вывода на экран:

Writeln(<список вывода>)

Его действие отличается от оператора write тем, что после вывода последнего в списке значения происходит перевод курсора к началу следующей строки. Оператор writeln , записанный без параметров, вызывает перевод строки.

Вывод каждого значения в строку экрана происходит в соответствии с шириной поля вывода, определяемой конкретной реализацией языка. Форма представления значений в поле вывода соответствует типу переменных и выражений: величины целого типа выводятся как целые десятичные числа, действительного типа - как действительные десятичные числа с десятичным порядком, символьного типа и строки - в виде символов, логического типа - в виде логических констант TRUE и FALSE .

Оператор вывода позволяет задать ширину поля вывода для каждого элемента списка вывода. В этом случае элемент списка вывода имеет вид А:К, где А - выражение или строка, К - выражение либо константа целого типа. Если выводимое значение занимает в поле вывода меньше позиций, чем К, то перед этим значением располагаются пробелы. Если выводимое значение не помещается в ширину поля К, то для этого значения будет отведено необходимое количество позиций. Для величин действительного типа элемент списка вывода может иметь вид А:К:М, где А - переменная или выражение действительного типа, К - ширина поля вывода, М - число цифр дробной части выводимого значения. К и М - выражения или константы целого типа. В этом случае действительные значения выводятся в форме десятичного числа с фиксированной точкой.