Операторы и типы данных Pascal OTUS

Pascal – известный язык программирования, который изучается преимущественно в школьных программах. Он используется для обучения навыкам разработки. Заложен в основу большинства других языков программирования. Имеет несколько диалектов. В «чистом» (первоначальном) виде практически не встречается.

Далее предстоит изучить операторы Pascal, которые пригодятся программисту при создании исходного кода. Также выясним, для чего именно используется Паскаль, какие плюсы и минусы имеет. Соответствующие сведения пригодятся преимущественно новичкам, но и опытные разработчики найдут в них что-нибудь полезное для себя.

Описание языка

Язык программирования Паскаль – универсальное средство создания программных кодов. Отличается строгой структурой, а также типизацией переменных. Обладает простым и понятным на интуитивном уровне синтаксисом.

Pascal появился в 1970 году. Его создал Никлаус Вирт на основе Алгол-68. Изначально соответствующий язык предназначался для обучения студентов основам структурной разработки.

Имеет несколько диалектов:

UCSD;
Object;
Turbo;
MidletPascal;
Free;
GNU;
TMT.

Это императивное средство разработки. Программа, написанная на Pascal, представляет собой некий набор последовательных команд или операторов.

Особенности

Паскаль – язык со строгой (сильной) типизацией. Это значит, что различным компонентам приложения (модулям, функциям и переменным) присваиваются конкретные свойства. Они строго определяются перед началом работы программного обеспечения.

Такой прием позволяет согласовать работу имеющихся операторов и отдельно взятых фрагментов кола, свести вероятность ошибок к минимуму.

Pascal выделяется своей процедурностью и структурированностью. Программное обеспечение будет состоять из отдельных блоков. Каждый фрагмент находится в строгой подчиненности – как во всем приложении, так и по отноше нию друг к другу.

Операторы (команды) здесь обладают определенными особенностями. К ним относят следующие моменты:

Строгая последовательность. Операторы обрабатываются по очереди. Пока один из них не завершится, следующий не начнется.
Результат реализации оператора записывается непосредственно в память устройства.
Каждый последующий оператор будет использовать для работы информацию, полученную от предыдущей команды.

Далее операторы и их особенности предстоит изучить более подробно. Только сначала необходимо понять, насколько целесообразно разработчику изучать основы Pascal.

Преимущества и недостатки

Pascal – это язык, у которого есть как плюсы, так и минусы. Зная о них, разработчики будут понимать, стоит ли изучать соответствующий ЯП.

Сильные стороны

К преимуществам Пас каль относят:

Простой и понятный синтаксис, который базируется на ABC. Он напоминает английский язык. Подойдет для изучения новичками. Присвоить переменной значение того или иного типа удается без большого и сложного кода.
Компилируемость. Приложение, написанное на Паскале, легко переводится в машинный код, а также передается между клиентами. Никаких интерпретаторов и виртуальных машин для этого не потребуется.
Наличие строгой типизации и структурированности. Pascal дружелюбен к новичкам. За счет строго определенных типов и понятной структуры удается свести к минимуму вероятность возникновения ошибок. В случае их появления поддерживается быстрые способы устранения еще на стадии компиляции исходного кода.

Информатика в старших классах предлагает изучать Pascal для освоения разработки. Это неплохой базовый ЯП. Чаще он используется непосредственно для «старта» в программировании. Более опытные разработчики Паскаль изучают редко.

Слабые стороны

Недостатки у соответствующего языка программирова ния тоже есть. К ним относят:

Ограниченность в плане взаимодействия с компонентами, написанными на других ЯП.
Подходит для решения далеко не всех задач. Это связано с универсальностью ЯП. Для ряда проблем необходимо пользоваться узкоспециализированными языками, а не Паскалем.
Ограниченность при работе с динамической памятью, а также массивами переменного размера.
Отсутствие раздельной компиляции.

Базовые навыки разработки Паскаль даст, но для того, чтобы создавать продвинутое программное обеспечение и игры он не подходит.

Сферы применения

Описание преимуществ и недостатков рассматриваемого ЯП понятно. Он используется в следующих сферах:

Школьная программа. Урок «Информатика» для старших классов. Во время занятий рассматриваются основные принципы разработки ПО, особенно в классах с углубленным изучением IT и математики.
Бизнес. Программировать на Pascal для бизнес-идей старались в 90-е и 2000-е годы. Тогда на этом ЯП велась разработка автоматизированных систем производственных процессов. Отдельные компании пользуются соответствующим ПО до сих пор.
Промышленность. Диалекты Паскаля часто используются для программирования устройств с микропроцессорами.

Некоторые современные диалекты встречаются в бытовой технике и электронике – на них пишутся специализированные для оборудования приложения.

Термины для программиста

Перед тем как изучать основные типы данных Паскаля, а также его операторы, предстоит запомнить несколько ключевых понятий разработки. Они пригодятся как новичкам, так и опытным программистам. Помогут быстрее разобраться с принципами работы имеющегося исходного кода с любой концепцией:

Алгоритм – набор инструкций (команд), необходимых для решения той или иной задачи.
Аргумент – значение, которое придается в команду или функцию.
Символ – простейшая единица информации. Выражается одной букве или символьным элементом.
Объект – комбинация связанных переменных, структур данных и констант. Они выбираются и совместно обрабатываются.
Константа – объект или значение, которое не меняется на протяжении всего жизненного цикла приложения. Остается в заданном первоначальном виде. Не может быть изменена в процессе обработки исходного кода.
Тип данных – классификация данных того или иного вида.
Массив – группы схожих видов значений, которые были предварительно сгруппированы. Могут быть представлены в виде списка похожих между собой элементов.
Исключение – аномальное или неожиданное состояние, которое возникает в программе при выполнении. Иногда называется ошибкой или условием, изменяющим путь приложения или микропроцессора.
Выражение – это группа букв, цифр и символов. Соответствующий элемент используется для представления значения одной или нескольких переменных.
Петля – это цикл. Последовательность команд (инструкций), которые повторяют один и тот же процесс до выполнения установленного условия или получения команды на остановку.
Итерация – один проход через написанный набор операций.
Ключевое слово – слово, зарезервированное языком разработки. Используется для выполнения определенных задач. Могут быть параметрами, а также командами.
Нуль – отсутствие ценности. Нулевой символ – это программный код, представляющий собой символ без значения.
Операнд – объект, которым разрешено управлять, используя так называемые операторы.
Оператор – компонент кода, умеющий через специальные инструкции управлять операндами.
Переменная – место хранения временных данных заданного вида в программе.
Указатель – переменная с адресом места в памяти.

Далее предстоит изучить операции и операторы Pascal, принципы и смысл их обработки в программном коде.

Структура приложения

Pascal – это алгоритмический язык, в котором приложения имеют определенную структуру. Программы делятся на несколько условных блоков:

Название раздела	Характеристика
Program	Это имя приложения. Отвечает за ввод имени проекта.
Uses crt, graph	Подключение дополнительных модулей. Graph отвечает за возможности рисования. Ctr – модуль, используемый для очистки экрана операций. Для этого используется команда вида clrscr.
Label	Раздел, отвечающий за метки. При обработке оператора goto программа перейдет к «закладкам», отмеченным в рабочей области кода.
Const	Блок постоянных величин – констант. Это «фиксированный» тип данных. В соответствующем разделе записываются имена констант, а также их значения. Тип будет определен системой автоматически.
Var	Раздел, отвечающий за переменные. Указанный идентификатор получит тип хранимой информации.
Produce или Function	После соответствующего ключевого слова необходимо указать вспомогательные подпрограммы или функции. Они предназначаются для более быстрой разработки программного обеспечения.
Begin	Тело приложения. Это – описание самой программы. Последовательность операторов и команд. Они включают в себя значения, а также величины для выполнения поставленных задач и целей.
End	Часть тела исходного кода приложения. Означает конец программы. Begin указывает на начало. После end программный код работать не будет.

Предложенная таблица поможет лучше разобраться в структуре приложения. Для того, чтобы программное обеспечение работало, достаточно использовать всего несколько разделов. Это – begin и end. Это основные компоненты, без которых не будет функционировать ни один написанный код.

Типы данных

Паскаль – это строго типизированный язык разработки. Это значит, что переменные, в которых хранится информация, имеет определенный тип. Приложению придется напрямую указать, какой именно вариант использовать для хранения значений. Данный прием позволяет компьютеру понимать, какие операции выполнять с теми или иными материалами.

Типы данных в рассматриваемом языке бывают:

простыми;
структурированными;
целыми;
символьными;
логическими;
перечисляемыми;
интервальными;
вещественными;
массивами;
строками;
множествами;
файлами;
записями;
указателями.

Перед более детальным изучением опе раторов в Pascal необходимо рассмотреть указанные типы данных и их синтаксис. В противном случае программа не сможет понять, как обрабатывать исходных код. Акцент необходимо сделать на простых видах. С ними предстоит работать как новичку, так и опытному разработчику.

Простые

Простые типы переменных в рассматриваемом языке условно делятся на стандартные (порядковые), а также перечисляемые (ограниченные).

Целочисленные

Целочисленный – это основной встроенный тип переменных. Целое число, которое может быть представлено в нескольких формах. Pascal поддерживает 5 его типов:

Название типа	Диапазон значений	Формат записи
Short int	-128…+127	8 бит
Integer	-32 768…32 767	16 бит
longint	-2 147 483 648…+2 147 483 647	32 бит
Byte	0…255	8 бит без знака
Word	0 …65 535	16 бит без знака

Данная таблица поможет понять, сколько места в памяти и какой именно тип данных занимает в том или ином случае.

Над операндами целочисленного типа можно осуществлять арифметические действия. Необходимо соблюдать следующие правила:

Тип целой константы – это встроенный целочисленный тип с наименьшим диапазоном, включающим значение соответствующей целой константы.
При бинарной операции (когда используются для операнда), оба операнда будут преобразованы к общему типу. Только после этого совершаются необходимые арифметические действия.
Выражение, написанное в операторе присваивания справа, вычисляется независимо от переменной, находящейся слева.

Для описания целочисленной переменной необходимо использовать ключевое слово var. Форма представления: var <список переменных> <тип> (без угловых скобок).

Вещественные

Паскаль – алгоритмический язык, поддерживающий работу с вещественными переменными. Сюда относят числа с плавающей запятой с фиксированным количеством цифр.

Таблица выше укажет на диапазон десятичных цифр и диапазон вещественных переменных. Для его использования необходимо указать ключевое слово real. Форма записи: var <переменные:> real.

Символьные

Char используется для работы в коде с символьными значениями. У каждого символа имеются такие составляющие как:

номер;
код.

Задается по форме: <тип><имя_переменной(‘значения’)> . Чтобы апостроф был символом, его необходимо тоже заключить в такие кавычки.

Перечисляемые

Предстает в виде перечисления констант в строго определенном порядке и количестве. Состоит из списка констант. Такие переменные принимают значения любой из заданных const. Описание выглядит так:

<список констант> – это специальный вид констант, которые задаются через запятую. Они имеют свой собственный порядковый номер. Отсчет начинается с 0.

Ограниченные

Ограниченные переменные – это переменные, которые принимают не все значения своего типа. Они определены в некотором диапазоне. Каждый ограниченный вид переменной задается путем накладывания ограничений на базовые (основные).

Форма записи:

Главное запомнить следующие правила:

Обе ограниченные константы должны быть одного и того же вида.
В качестве базового типа используется любой простой. Исключение – это действительные переменные (real).
Начальные значения при определении ограниченного типа не могут быть больше итоговых.

Выше – пример кода, при помощи которого можно задать ограниченный тип.

Структурированные

Структурированный тип данных – это типы, которые определяют наборы однотипных или разнотипных компонентов. Они образуются из других типов. Могут быть представлены:

Массивами (array). Заранее определенное и известное количество однотипных компонентов, которые проиндексированы. Массивы в Паскале бывают одномерными и многомерными.
Записями (record). Включают в себя несколько полей, тип которых отличается друг от друга. Пример – описание товара на складе. Оно включает в себя наименование, количество, стоимость, а также наличие сертификатов качества. Здесь название – это величина string, количество – int, цена – real, сертификат – boolean (логический). Запись – наиболее общий и гибкий структурированный тип данных. Связано это с тем, что она может быть образована из неоднотипных элементов, а также в ней связи задаются явным образом.
Строками (string). Так называют последовательности символов кодовых таблиц оборудования (компьютера). Могут включать в себя от 0 до 255 символьных записей.
Множествами (set). Набор взаимосвязанных по тем или иным признакам (их группам) компонентов. Множества включают в себя порядковые элементы, количество которых не превышает 255.
Файлами (files). Файл – это последовательность однотипных элементов, записанных на внешнем носителе под определенным заранее именем. Тип соответствующих компонентов может быть совершенно любым, исключая сам тип file. Размер подобного «документа» не объявляется разработчиком.

Теперь можно более подробно рассмотреть операторы и их смысл в Pascal.

Операторы языка

Оператор – средство описания действий (команд и операций), предусматриваемых заданным алгоритмом решения задачи. В программном коде подобные компоненты могут быть как помеченными, так и нет. Условно делятся на две большие группы:

простые;
структурные.

Оператор в Паскале используется только для описания действий. Отделяются они друг от друга символом «точка с запятой». Если оператор ставится перед end, else или until, то соответствующий характерный разделитель не ставится.

Простые операторы включают в себя:

оператор присваивания;
вызова процедуры;
перехода.

Структурные операторы – это условный оператор, составной и цикла.

Оператор присваивания

Оператор, использующийся для вычисления значения выражения, написанной в правой части, а также присваивания полученного значения переменной слева. Тип переменной должен быть совместим с типом выражения.

Два типа являются совместимыми, если соблюдаются следующие пункты:

они записаны при помощи одного и того же описателя;
вещественные переменные типа real, single и double могут получать значения целого типа;
порядковый тип поддерживает значения типа-диапазона.

Синтаксис присваивания выглядит так:

или <имя_переменной>:= <выражение>.

Здесь := – это оператор присваивания. Выражение a может состоять из констант, переменных, а также названий функций, знаков операций и скобок.

Действия в операторе присваивания выполняются слева-направо. Приоритет обработки команд будет следующим:

not;
*, /, mod, and, div;
+, or, -;
=, <, >, <>, <=, =>, in.

Выражения, написанные в скобках, будут вычисляться раньше. Оператор присваивания актуален для всех типов. Исключение – файл.

Оператор вызова

Смысл соответствующей команды – это непосредственное обращение к заданному алгоритму. Оператор вызова включает в себя:

имя процедуры;
список аргументов (в круглых скобках).

Аргументы при записи могут отсутствовать. Выполнение соответствующего «запроса» приводит к активации действий, написанные в теле процедуры или в ее непосредственном описании.

Переход

Перед включает в себя goto, а также метку. Выполнение соответствующей команды приводит к передаче управления оператору, помеченному указанной меткой.

Использовать метки можно только после их описания в разделе Label. Goto противоречит принципам структурного программирования. Использовать его необходимо с осторожностью. Безусловный переход может осуществляться не из любого места приложения и не в любую область исходного кода. При помощи Goto нельзя перейти в подпрограмму или выйти из нее.

Пустые

Он не выполняет никаких действий. В приложении при реализации заданного программного кода никак себя не проявляет. Исключение – печать меток, точек с запятыми. Используется для безусловного перехода на него. Встречается на практике достаточно редко.

Составные

Pascal – это алгоритмический язык, работа в котором происходит при помощи четко установленных команд. Их перечень определяется разработчиком и прописывается в теле. Для выполнения команд используются различные operators.

Составные operators позволяют выполнять определенные последовательности команд. Они начинаются ключевым словом begin, а заканчиваются end. Между соответствующими элементами вставляются команды, которые необходимо исполнять.

Воспринимается такой operator как единое целое. Может располагаться в любой области исходного кода.

Условные

Условные operators используются для выбора одного или нескольких действий в зависимости от заданного критерия. Соответствующим условием выборки служит значение логического выражения.

Pascal имеет несколько условных operators – if и case.

IF необходим для организации процесса вычислений в зависимости от логического условия. Принимает две формы записи:

полную (с условием else);
короткую.

Задается соответственно:

Сначала происходит вычисление выражения, написанного в условии. На выходе получается булево значение. Если оно является истиной (true), выполняется <оператор1>, указанный после слова then. При значении лжи (false) обрабатывается <оператор2>. Данный алгоритм актуален для первого способа записи.

Во втором случае при значении true выполняется заданное условие. В противном случае управление переходит к команде, идущей после блока if.

IF могут быть вложенными. Тогда форма записи будет следующей:

На уроке под названием «Информатика» данный operator обязательно изучается. Без него задать условие выполнения команд не получится. Он является базовым.

При вложенных IF действует правило: else всегда связывается с ближайшим if, которое не было ранее связано с другим else.

Выбор

Выбор case…of…end дает возможность определения альтернативных действий из произвольного числа изначально имеющихся условий. Он включает в себя селектор и список постоянных параметров, каждому из которых предшествует список констант выбора.

Форма записи:

В заданном фрагменте кода <выражение-селектор> – это выражение порядкового типа. В зависимости от его значения будет приниматься решение относительно дальнейших операций.

<список1>…<списокN> – значения, с которыми сравнивается селектор, а <оператор1>…<операторN> – выражения, из которых выполняется то, с константой которого происходит первое совпадение селектора.

Здесь ветка else не является обязательной в отличие от условия IF. Перед соответствующей записью разрешено поставить символ «точка с запятой».

Если действия для нескольких селекторов совпадают, эти константы перечисляются через запятую перед двоеточием. Синтаксис языка также позволяет задать им диапазон значений по нижней и верхней границам.

Порядок выполнения

Операторы в программе Паскаль в сложных выражениях обрабатываются особым образом – с учетом распределения так называемого приоритета. Операции одного приоритетного уровня будут выполняться слева-направо.

Постоянных последовательностей обработки операций (команд) у рассматриваемого языка нет – приоритет можно в любой момент изменить. Для этого используются круглые скобки.

В сложных выражениях приоритет распределяется по умолчанию так:

унарные операции;
мультипликационные операции;
аддитивные операции;
операции отношений.

Далее остается выяснить, какие именно операции можно выполнять с каждым видом данных.

Операции и их выполнение

Циклы

В некоторых диалектах Паскаля используются циклы:

счетный оператор for, который применяется для реализации петли с параметрами;
с предусловием while;
с постусловием repeat.

Первый вариант не может быть вызван для реализации итерационного цикла. Последние два нацелены на его реализацию, а также поддерживаются в for.

For обладает следующей формой представления:

While пишется так:

А repeat будет выглядеть следующим образом:

Здесь можно увидеть больше информации о работе циклов в Паскале.

Как освоить Pascal

Паскаль – не самый распространенный, но очень известный язык разработки. Его изучают для того, чтобы разобраться с основами создания программного обеспечения. Базовые знания Паскаля будут даны школьникам в старших классах на уроках информатики.

Если же хотите изучать более современные языки программирования, рекомендуется обращаться к помощи онлайн-курсов. Они предлагают:

сжатые сроки обучения и тщательно составленные программы;
обучение с нуля основам и особенностям разработки на любом выбранном языке;
интересные практические и домашние задания;
постоянное кураторство;
помощь в формировании портфолио;
совмещение с работой, семьей и делами – все занятия можно посмотреть в записи;
возможность освоения IT-направления или профессии в срок до 12 месяцев.

Пример – курсы от образовательного центра OTUS. В конце обучения пользователю будет выдан электронный сертификат установленной формы. Он поможет подтвердить приобретенные навыки и знания.