Pascal: операторы и команды OTUS

Pascal – язык программирования, используемый новичками. Он подходит для изучения основ алгоритмизации. Практическое применение языка Паскаль в обыденной жизни сильно ограничено. В своем «чистом» виде он используется крайне редко, в основном, для обучения. В основном встречаются различные диалекты этого ЯП.

Pascal является достаточно простым для изучения языком. В его основе лежат операторы и функции. Далее предстоит рассмотреть их более подробно. Также необходимо изучить структуру программы, написанной на Паскале. Эта информация больше подойдет новичкам, которые ранее не имели дел с разработкой программного обеспечения.

Паскаль – это…

Pascal – универсальное средство программирования со строгой структурой программ, а также типизацией. У него интуитивно понятный синтаксис, основанный на ABC. Она напоминает английский.

Паскаль разработан в 1970-х годах. Он базируется на Algol-68. Никлаус Вирт, швейцарский ученый, решил представить Pascal студентам. С его помощью ученикам предлагалось вникнуть в суть структурного программирования.

Pascal – императивный алгоритмический язык. Имеет множество диалектов:

UCSD;
Object;
Turbo – один из самых популярных вариантов;
Midlet;
PascalABC.NET – основанный на платформе .NET.

Также можно встретить диалекты Free, TMT и GNU.

Особенности работы

Пас каль – императивный язык. Он позволяет представлять программы в качестве набора операторов (команд), которые выполняются последовательно. Здесь необходимо запомнить следующие правила:

операторы обрабатываются друг за другом;
каждая следующая команда использует данные, полученные на предыдущем этапе обработки исходного кода;
результаты выполнения операторов будут записаны программой непосредственно в память устройства.

Pascal – это язык с сильной (строгой) типизацией. За счет этого различные элементы и конструкции программы (функции, операторы, переменные, модули и так далее) получают конкретные, заранее определенные свойства. Такой прием помогает понять системе, какие операции можно выполнять с каждым записанным выражением. Это способствует избавлению от большинства ошибок компиляции. Программы, написанные на рассматриваемом ЯП, являются более устойчивыми к аварийным отказам.

Плюсы и минусы

Паскаль – язык, который изучается на уроках под названием «Информатика» в старших классах общеобразовательных учреждениях. В своем первоначальном виде он практически не встречается, но некоторые его диалекты до сих пор пользуются спросом в некоторых областях. Паскаль обладает преимуществами и недостатками, которые необходимо знать. Эта информация поможет выяснить, стоит ли изучать ЯП более подробно, или лучше отдать предпочтение другому.

Сильные стороны языка

Паскаль имеет следующие преимущества:

Простой и понятный синтаксис. За счет этого его сможет быстро освоить даже новичок.
Изучение в школьной программе на уроке «Информатика». Pascal служит базовым языком разработки, помогающий разобраться в принципах создания программного обеспечения.
Компилируемость. Программа, написанная на рассматриваемом языке, может быть переведена в машинный код без дополнительного обеспечения. Пользователю не придется устанавливать ни виртуальные машины, ни интерпретаторы. Скрипт будет работать «по умолчанию».
Строгая типизация. С ее помощью удается свести ошибки в итоговой программе к минимуму. Также это помогает оптимизировать работу с памятью устройства.
Структурированность программ. Код получается читабельным и понятным. Найти в нем даже неочевидные ошибки оказывается намного проще, чем в случае с другими языками разработки.
Множество диалектов.
Работа программ, написанных на Паскале, базируется на последовательном выполнении операторов и функций. Никаких сложных связей и объектов.

Это – неплохой вариант для тех, кто только учится программировать. Более опытным разработчикам Паскаль не нужен. А вот на уроке «Информатика» в школе или при самостоятельном погружении в азы разработки программного обеспечения, он более чем пригодится. На основе элементарных операций данный ЯП объяснит достаточно сложные процессы.

Слабые стороны

Pascal имеет такие недостатки:

Сильная ограниченность взаимодействия с компонентами, написанными на других языках программирования.
Меньшая приспособленность для решения некоторых узкоспециализированных задач.
Ограниченные возможности работы с динамической памятью, а также массивами с переменной длиной.
Относительно небольшая функциональность – для большинства современных приложений и игр встроенных возможностей Паскаля будет не хватать.

Все это приводит к тому, что упомянутый язык имеет в реальной жизни сильную ограниченность. Программ на нем, имеющих практическое применение, очень мало. Диалекты Pascal используются для некоторых узкоспециализированных задач.

Этот язык сложно назвать стремительно развивающимся и современным. Он устаревает, но не теряет своей популярности из-за структурированности и дружелюбности. Учить его рекомендуется преимущественно новичкам.

Области применения

Pascal подойдет для написания первых программ при погружении в основы разработки. Он используется в следующих сферах жизни:

Промышленность. В основном подразумевается написание программ на диалектах Object и Turbo. На них создаются программы для оборудования с микроконтроллерами.
Бизнес. В современных бизнес-приложениях используется в единичных случаях. Паскаль пользовался спросом в 2000-х годах в соответствующем направлении. Некоторые компании до сих пор используют написанные тогда программы для решения отдельных задач. Новое программное обеспечение на Паскале для бизнеса не пишется.
Разработка новых ЯП. Pascal – это язык, который залег в основу большинства современных популярных средств разработки. Некоторые производители придумывают собственные диалекты для ТВ-приставок, а также бытовой техники и электроники.
Школа. В России и других странах мира данный ЯП применяется для обучения основам разработки «с нуля».

Это – неплохой вариант, чтобы понять, как работают программы, а также обрабатываются функции и операторы. Для полноценной разработки современного ПО он не подойдет.

Терминология

Перед изучением структуры приложений, а также команд и операторов Паскаля, каждый разработчик должен запомнить несколько терминов и понятий. Они пригодятся всем, независимо от выбранного для дальнейшего применения ЯП:

Алгоритм – набор инструкций и команд. Они используются для решения поставленной задачи.
Переменная – место хранения информации и памяти. Поддерживает некоторые операции – удаление, считывание и запись, корректировку.
Указатель – переменная, которая включает в себя адрес места в памяти. С его помощью удается обращаться к конкретному элементу массива.
Массив – список или группа схожих типов значений данных, которые ранее прошли группировку. Все значения в пределах упомянутого элемента будут обладать одним и тем же типом данных. Отличаются они исключительно по положению в массиве.
Символ – элементарная единица отображения данных в программе. Равняется одной символьной или буквенной записи.
Класс – набор связанных объектов с общими свойствами. Этот термин применим к объектно-ориентированному программированию.
Константа – значение, которое всегда остается неизменным. Оно не изменяется на протяжении всего периода работы приложения.
Тип данных – классификация информации определенного типа.
Цикл – петля. Последовательность инструкций, которые будут повторять один и тот же процесс многократно. Делается это или до достижения ранее указанного в коде условия, или до получения команды на остановку.
Итерация – проход через заданный набор операций, работающих с программным кодом.
Ключевое слово – слово, зарезервированное синтаксисом языка. Используется для описания команд, функций, а также иных инструментов/возможностей ЯП.

Также стоит обратить внимание на определения «операнд» — объект, которым можно управлять через разные операторы. Оператор – это элемент кода, способный манипулировать через специальные команды имеющимися операндами. Далее этот момент будет изучен более подробно.

Структура программы

Паскаль – язык, в котором программы обладают строго определенной структурой. Они делятся на «смысловые» блоки, называемые «разделы». Каждый вариант отвечает за определенные возможности и информацию:

Как называются разделы	Особенности и описание
Program	Необязательный блок. Служит для формирования имени программы. Выводит на экран при обработке исходного кода имя проекта.
Uses crt, graph	Подключаемые модули. Ctr – блок, который используется для очистки экрана после выполнения тех или иных операций. Работает при помощи команды clrscr. Graph отвечает за внедрение в исходный код приложения возможностей работы с графикой.
Label	Метки. Раздел, в котором используется команда Goto. Он помогает перейти к элементам, помеченным в качестве «закладок». Служит безусловным переходом.
Const	Раздел, отвечающий за постоянные величины – константы. Поддерживает фиксированный тип значений. Здесь записываются имена констант и их параметры. Тип определяется автоматически.
Var	Блок переменных. Соответствующий идентификатор получает тип информации, которая будет записываться.
Function/Produce	Блок вспомогательных подпрограмм и функций. Используются для быстрой разработки приложений с минимальными трудностями.
Begin	Начало тела программы. Правила синтаксиса рассматриваемого ЯП указывают на то, что после слова begin необходимо указывать операторы, команды и функции, которые должны быть выполнены. Раздел представлен последовательностью команд. Он поддерживает значения и величины для выполнения обозначенного спектра задач.
End	Конец тела приложения. Все, что указано после end, не является часть исходной программы.

Данная таблица поможет разобраться в основах составления структуры исходного кода на Паскале. Для нормальной работы программы достаточно несколько блоков. Остальные являются необязательными. Основные разделы – это тело, включающее в себя begin и end. Без него ни один написанный код не будет обрабатываться.

Типизация данных

Правила синтаксиса Pascal поддерживают строгую типизацию данных. Это указывает на то, что все переменные исходного кода будут иметь определенный заранее тип. Приложению напрямую указывают, какой именно вид данных использовать для дальнейшего хранения значений. Это помогает устройству понять, какие операции разрешено выполнять с имеющимися элементами.

Условно типы данных можно разделить на две крупные категории: структурированные и простые. Каждый вариант имеет подтипы, зная о которых, удается создать оптимально функционирующий программный код.

Простые типы

Перед изучением операторов Паскаля, рекомендуется хорошенько разобраться с типами данных. Простые виды делятся на порядковые и ограниченные. Они являются элементарными и встречаются в программных кодах чаще остальных.

Целочисленные

К данной категории относятся целые числа. Она является наиболее популярной среди всех встроенных. Всего в Паскале поддерживаются пять его разновидностей:

Как называется	Диапазон принимаемых значений	Формат записи
Integer	-32 768…32 767	16 bit
Short int	-128…+127	8 bit
longInt	-2 147 483 648…+2 147 483 647	32 bit
Word	0…65 535	16 bit без учета знака
Byte	0…255	8bit без учета знака

Операнды целочисленного характера поддерживают выполнение арифметических действий. Для этого потребуется соблюдать такие правила:

Тип целой константы определяется как встроенный целочисленный тип с наименьшим диапазоном, включающим значение соответствующей целой константы.
Если используется бинарная операция (в выражении участвуют два операнда), оба операнда будут преобразованы к общему типу. Арифметические действия до этого момента не выполняются.
Выражения, написанные в операторах присваивания с правой стороны, будут вычисляться независимо от того, какая переменная расположена с левой.

Чтобы описать целочисленную переменную, необходимо воспользоваться ключевым словом var. Формат записи: var <перечень используемых переменных><тип>. Угловые скобки во время составления программного кода ставить не требуется.

Вещественные

Следующий вариант – это вещественный тип информации. Сюда можно отнести числа с плавающими запятыми. Они имеют фиксированной количество цифр.

Для данного вида переменных используется ключевое слово real. Форма записи: var <перечень переменных:=> real.

Символьные

Символьный тип значений и переменных используется для того, чтобы работать с различными записями. Каждый символ имеет:

собственный код;
номер.

Сформировать символьный вид переменных можно при помощи формы: <тип><название_переменной(‘значение’)>. Апостроф тоже может стать символом в программе. Для этого его необходимо заключить в соответствующие «кавычки».

Перечисляемые

Это – перечисление констант в строго определенном порядке, а также количестве. Представлен данный вид переменных списком неизменных элементов кода. Они будут принимать значения из заданного спектра констант.

Форма записи:

<список констант> – специальный вид констант. Они задаются в программном коде через запятую. Имеют собственный порядковый номер, начинающийся с 0.

Ограниченные

Ограниченные переменные – переменные, принимающие не все значения в пределах заданного типа. Они будут определяться в некотором ограниченном диапазоне. Каждый такой вариант задается при помощи наложения ограничений на базовые переменные.

Записывается в коде программы так:

Здесь необходимо запомнить такие правила составления:

Обе ограниченные константы имеют один и тот же тип.
В качестве базового типа допускается использование любого простого. Исключение всего одно – это действительные переменные (real).
Начальные значения при определении ограниченного типа не могут быть больше, чем итоговые.

А вот – пример блока кода, позволяющий составить ограниченный тип переменных в Паскале.

Структурированные

К данной категории относятся типы, определяющие наборы однотипных или разнотипных элементов. Они могут быть образованы из других видов информации. Представляются различными элементами. Могут выступать:

Массивами. Они бывают одномерными и многомерными. Так называется определенное и известное количество однотипных компонентов, прошедшие процедуру индексации.
Записями. Поддерживают несколько полей в составе разного характера. Пример – описание продукции, хранимой на складе в магазине.
Строками. Так называется последовательность символов кодовых таблиц устройства. Включают в себя от 0 до 255 компонентов.
Множествами. Это – набор взаимосвязанных по установленным признакам элементов программного кода. Во множестве не может быть более 255 составляющих.
Файлами. Файл представляет собой последовательность однотипных компонентов, которые записаны на внешнем носителе под установленным заранее именем. Их вид может быть любым, исключая непосредственно file. Размер программистом не указывается.

Далее предстоит более подробно изучить основы программирования на Паскале при помощи операторов.

Операторы в Pascal

Оператор – средство, при помощи которого в приложении описываются действия (команды) в рамках действующего алгоритма для решения изначально поставленной задачи. Элементы такого плана могут быть помеченными или нет. Их можно разделить на несколько категорий:

простые операторы;
структурные.

Оператор в Pascal используется для того, чтобы описать действия. Других целей применения он не имеет. Отделяются на письме операторы при помощи специального разделителя – символа «точка с запятой». Его можно не ставить, если оператор ставится перед until, else или end.

Простой оператор состоит из:

оператора присваивания;
оператора вызова процедуры;
оператора перехода.

Структурные операторы поддерживают условные операторы, циклы и составные.

Присваивание

Присваивание в исходном коде программы – это базовая операция. Она используется для того, чтобы вычислить значение выражения, написанного в правой части. После необходимых подсчетов записывает результат слева. Тип переменной должен быть совместимым с видом заданного выражения.

Совместимость поддерживается, если:

переменные записаны через один и тот же описатель;
порядковый тип поддерживает значения типа-диапазона;
вещественные переменные (real, single, double) могут работать с целочисленными значениями.

Оператор присваивания выглядит как «:=» (без кавычек). Форма записи будет такой:

, используемое выражение a может включать в себя скобки, знаки арифметических операций, а также константы, переменные и имена функций.

Все действия здесь выполняются в направлении «слева-направо» с учетом действующих правил приоритета:

not;
умножение, деление, mod, and, div;
сложение, вычитание, or;
сравнивание и in.

Приоритет обработки исходным кодом программы можно изменить. Для этого используются круглые скобки. То, что написано в них, будет рассчитываться в первую очередь. Присваивание работает со всеми видами переменных и информации, исключая файлы.

Вызов

Команда вызова – одна из базовых составляющих исходного кода программного обеспечения. Она приводит к непосредственному обращению к указанному разработчиком алгоритму. Состоит из:

имени процедуры;
списка аргументов, указываемых в круглых скобках.

Аргумент – необязательный элемент. Он может отсутствовать при использовании команды вызова. При ее обработке происходит активация действий, написанных в теле процедуры или в описании.

Переходы

Изучая разделы языка Паскаль, было упомянуто о метках. Они пригодятся при работе с командой перехода. Она задается служебным словом Goto. Используется для передачи управления приложением оператору, отмеченному той или иной меткой.

Метки могут быть использованы только после того, как программист опишет их в разделе Label. Goto необходимо задействовать очень осторожно из-за безусловности перехода. Эта команда противоречит всем принципам структурного программирования. Неправильное использование Goto может привести к ошибкам и выходу приложения из строя.

Пустой

Пустой оператор не выполняет никаких действий. Он никак не будет проявлять себя при запуске исходного кода программного обеспечения. Обычно в этом случае печатает метки, а также точки с запятыми. Используется для безусловного перехода на него.

Составной

Operator, который используется для выполнения некоторого спектра команд, определяемых разработчиком. Он указывается в теле приложения – между begin и end.

Составные operators помогают выполнять некоторую последовательность инструкций. Они задаются ключевым словом begin, заканчиваются end. Между этими элементами вставляются операции, необходимые для дальнейшей реализации.

Рассматривается соответствующий компонент как единое целое. Расположение допустимо в любой части исходного кода.

Условные

Поддерживают выбор одного или нескольких действий в зависимости от установленного разработчиком критерия. Условием выборки станет значение логического выражения – true или false.

Всего условных «команд» в Паскале два: if и case.

IF помогает организовывать вычисления в зависимости от логического условия. Имеет полную и краткую формы записи. Может быть вложенным. В этом случае рекомендуется пользоваться такой формой представления:

Для вложенных If действует правило – else связано с ближайшим if, которое до этого не было привязано к другим else.

Выбор

Запись case…of…end – это определение альтернативных действий из произвольного спектра изначально заданных условий. Состоит из селектора и списка постоянных параметров, каждому из которых предшествует список констант выбора.

Выглядит так:

Здесь:

<выражение-селектор> – порядковое выражение. От его значения будут приниматься решения относительно дальнейших операций.
<список1>…<списокN> – значения, с которыми будет сравниваться селектор.
<оператор1>…<операторN> – выражения, среди которых выбирается операция для дальнейшей реализации. Таким станет элемент, с константой которого впервые совпадет селектор.

Ветка с условием else – необязательный элемент. Условие If указывается всегда. Если действия для нескольких селекторов окажутся одинаковыми, разработчик сможет перечислить соответствующие константы через запятую перед двоеточием. Правила синтаксиса допускают установку диапазона значений по верхним и нижним границам.

Циклы

Цикл – это выполнение некоторых алгоритмов друг за другом несколько раз. Программирование поддерживает несколько их видов: итерационные и с параметром.

Цикл с параметром всегда требует использования операторов цикла. Иногда такой вариант называется регулярным циклом. Его характерной чертой является то, что количество повторений команд известно заранее.

Итерационный цикл таких возможностей не предусматривает. В нем количество повторений не определяется заранее. Операции будут выполнять до тех пор, пока выполняется условие продолжения «петлей».

Паскаль поддерживает несколько видов циклических структур:

Счетный operator – for. Он используется для реализации циклов с параметрами. Для итерационной петли не подходит.
С предусловием – while.
С постусловием – repeat.

While и repeat поддерживают реализацию итерационного цикла. Они также могут быть использованы для циклических структур с параметрами.

For

Как выглядит структура программы на языке Паскаль, понятно. Зная ее, можно с легкостью освоить циклы и использовать их на практике. Первый вариант – это for. Выглядит он так:

Начальные и конечные значения здесь должны быть точно такого же типа, что и имеющийся параметр.

Сначала параметр цикла принимает начальное значение. После этого происходит проверка: соответствующее значение меньше или равно итоговому. Данное условие выступает условием продолжения цикла. Если оно выполнено, петля продолжает функционирование. Выполняется необходимая команда, после чего параметр цикла уменьшается на единицу. Условие реализации заданной операции снова сравнивается – уже с новым значением.

While

Цикл с постусловием работает так:

Сначала проводится проверка результата логического условия.
Если итог – true, происходит выполнение операции. Далее система возвращается на проверку условия с новым значением параметров в логическом выражении условия.
Если результатом служит ложь (false), система завершает цикл.

Выше – форма представления соответствующей петли. Здесь необходимо запомнить следующие правила:

условия, написанные в while – это требования, при которых цикл будет продолжаться;
в теле цикла всегда меняется значение параметра входящего в выражение условия;
while может не выполниться ни разу.

Предложенный пример – это обработка записей формы. Она будет выполняться, пока не достигнуто окончания набор данных.

Repeat

Repeat работает так:

Сначала выполняются команды тела цикла.
Результат проверяется с логическим условием. Если он является ложью, то происходит возврат к выполнению операторов очередного тела цикла.
Когда результат сравнения – истина, система прекращает работу с циклической структурой.