3. Limbajul Pascal : elementele limbajului, structura programelor, tipuri simple de date.

Transcription

1 3. Limbajul Pascal : elementele limbajului, structura programelor, tipuri simple de date. Cu toate c limbajul Pascal a fost conceput pentru înv area program rii, el este folosit ast zi la rezolvarea celor mai diverse probleme, de orice nivel Vocabularul i sintaxa limbajului. Limbajul Pascal este construit folosind un alfabet ce con ine caracterele întâlnite în scrierea obi nuit i cea matematic (cu ajutorul c rora se vor scrie toate instruc iunile limbajului) : - literele (mari i mici) ale alfabetului latin: A, B, C,..., X, Y, Z, a, b, c,..., x y z - cifrele zecimale: 0, 1,..., 9 - caractere speciale: + * /., ; : ( ) [ ] { } = < >!? # $ % \ _.... În aceste lec ii vom utiliza nota ia BNF prezentat în continuare. Prin scrierea unei construc ii între acolade {... } se indic faptul c acea construc ie poate s se repete de ori câte ori (inclusiv de zero ori). Parantezele drepte [, ] sunt folosite pentru scrierea construc iilor op ionale (ceea ce se afl închis între aceste paranteze poate lipsi). Se observ c în sintaxa de mai sus se folosesc metasimbolurile [, ], { i }, având alt semnifica ie fa de caracterele [, ], { i } permise i folosite în anumite construc ii Pascal. Ca în toate limbajele de programare i în Pascal se folosesc frecvent identificatorii. Prin identificator, notat în defini iile sintactice care urmeaz prin <id>, se în elege o secven a de litere (mari sau mici) i cifre, primul caracter fiind obligatoriu o liter. De asemenea, în construc ia identificatorilor este permis i caracterul _. Acesta se recomand s se foloseasc în scrierea identificatorilor compu i din dou cuvinte unite prin acest caracter. 19

2 O parte dintre identificatori au un rol special în definirea instruc iunilor limbajului Pascal, (fiind Cuvinte rezervate). Ace tia sunt: And Div File In Of Record Type Array Do For Label Or Repeat Until Begin DownTo Function Mod Packed Set Var Case Else GoTo Nil Procedure Then While Const End If Not Program To With Cuvintele rezervate nu pot fi folosite în program în alt scop decât cel fixat, acela de a defini sintaxa instruc iunilor Pascal. Pentru a fi mai u or descoperite într-un program acestea vor fi scrise în exemplele ce urmeaz înclinat, iar primul caracter va fi litera mare (ca i în lista de mai sus) Structura unui program Pascal. Un program Pascal const dintr-un antet, o parte de declara ii i instruc iunile care formeaz programul principal. El are urmatoarea structur : unde iar <program> ::= <antet_program> ; <bloc>. <antet_program> ::= Program <id> [ ( <lista_id> ) ] <bloc> ::= <lista_decl> ; <ins_compus > Construc iile <lista_decl> i <ins_compus > vor fi complet întelese pu in mai târziu, dup ce se vor prezenta declara iile i instruc iunile limbajului Pascal. În general prin <lista_el> se în elege un simplu element <el>, sau o succesiune de elemente <lista_el> ::= <el> {, <el> } 20

3 În defini ia blocului elementul <decl> este metasimbolul folosit pentru declara ia Pascal care va fi definit în lec ia urm toare (4), iar <ins> este metasimbolul folosit pentru a nota o instruc iune Pascal i va fi definit în lec ia 5. A a cum se va vedea mai târziu, în defini ia declara iilor de procedur se folose te metasimbolul < bloc >. Deci un bloc care con ine o procedur con ine un alt bloc care, la rândul lui, poate con ine alt bloc. Oriunde în textul programului pot fi incluse comentarii. Acestea sunt folosite de c tre utilizatori în scopul îmbun t irii clarit ii programului i a explic rii semnifica iei unor nota ii sau par i de program. Ele nu sunt luate în seam de calculator, singurul lor scop fiind acela de a oferi programatorului posibilitatea de a insera în program explica ii utile omului. Un comentariu este orice text închis între acolade <comentariu> ::= { text } (* text *) Un exemplu de program Pascal este urm torul : $ Program Suma; { Tipare te suma a dou numere reale,} Var a,b : Real; { a i b, citite de la tastatur.} Begin Write ( Dati doua numere separate prin spatiu, apoi Enter : ); Readln(a,b); Write ( Suma este,a+b); Readln End. 21

4 3.3. Constante i variabile Pascal. Datele dintr-un program pot fi constante sau variabile. Constantele se caracterizeaz prin aceea c nu- i modific valoarea în timpul execu iei unui program. Orice constant este precizat prin sintaxa ei i are o valoare bine definit. Constantele pot fi: numerice, ir de caractere i booleene. La rândul lor constantele numerice pot fi întregi sau reale. Constantele întregi sunt cele care reprezint numerele întregi din matematic i au sintaxa obisnuit. De exemplu, 15, 1989, -314 sunt constante întregi. Constantele reale sunt cele care reprezint numerele reale. Scrierea unui num r real poate fi în forma normal sau în forma exponential. În forma normal este obligatoriu atât punctul zecimal "." cât i partea întreag i partea frac ionar a num rului real. De exemplu $ sunt constante reale, în timp ce scrierile sunt gre ite. În forma exponential, un num r întreg sau un num r real în forma normal este urmat de litera E sau e i de un num r întreg numit exponent. Valoarea num rului real scris în aceast form este egal cu num rul scris în fa a literei E înmul ita cu 10 la puterea egal cu exponentul scris dup litera E. De exemplu: 12345E-6 este egal cu ; $ E5 este egal cu

5 Constanta ir de caractere este o secven de caractere (un text) închis între apostrofuri. Valoarea constantei este chiar textul închis între apostrofuri. Dac este necesar ca în text s apar i apostroful el trebuie dublat. De exemplu: 22 Decembrie 1989 $ Domnu Trandafir În cazul în care un singur caracter este închis între apostrofuri avem o constant de tip caracter. O constant ir de caractere este considerat ca fiind rezultatul concaten rii mai multor constante de tip caracter. De i s-a afirmat la început c literele mari se consider identice cu cele mici, singura excep ie este folosirea lor în constanta ir de caractere. Constanta booleana reprezint o valoare logic i se reprezint prin identificatorii True pentru valoarea logic "adev rat", respectiv False pentru valoarea logic "fals". Variabila corespunde m rimii care î i poate schimba valoarea în timpul execu iei programului. Ea are un nume i poate primi o valoare dintr-un domeniu bine precizat de valori. Numele unei variabile este un identificator. Pe timpul execu iei programului în limbajul Pascal fiecare variabil are un tip care trebuie s fie declarat în program Tipuri de date. Prin tip de dat se în elege o mul ime de valori (domeniul tipului) i o mul ime de opera ii ce pot fi efectuate cu aceste valori. Unele tipuri de date sunt predefinite, iar altele sunt definite de c tre programator în timpul scrierii programului. Dup elementele care formeaz domeniul tipului deosebim tipuri de date simple, respectiv compuse cu ajutorul altor tipuri. <tip> ::= <tip_simplu> <tip_structurat> <tip_referin > 23

6 Tipul de date <tip_simplu> se define te în continuare, iar celelalte tipuri vor fi definite în lec iile urm toare. Tipurile simple de date con in tipurile numerice Integer i Real, tipul Boolean, tipul Char, tipul enumerare i tipul subdomeniu. Avem: unde <tip_simplu> ::= <tip_real> <tip_ordinal> <tip_ordinal>::=<tip_întreg> <tip_boolean> <tip_caracter> <tip_enumerare> <tip_subdomeniu> Tipurile întreg, real, boolean i caracter sunt predefinite i sunt marcate prin cuvintele Integer, Real, Boolean, respectiv Char. Deci <tip_real> ::= Real <tip_întreg> ::= Integer <tip_boolean> ::= Boolean <tip_caracter> ::= Char Tipurile Integer i Real se refer la mul imile Z i R, dar mul imea valorilor fiec rui tip este finit i depinde de calculatorul folosit. De i func iile Pascal vor fi indicate în sec iunea urm toare prezent m aici câteva func ii definite asupra valorilor de tip ordinal sau de tip caracter. Pentru fiecare tip ordinal, deci i pentru tipul caracter, mul imea valorilor este finit i ordonat. Pentru ob inerea rangului elementului x în aceast mul ime ordonat se poate folosi func ia Ord(x). Pentru primul element p din aceast mul ime avem Ord(p) = 0. Func ia Succ furnizeaz succesorul unui element în aceast mul ime, deci Succ(x) reprezint succesorul elementului x în domeniul valorilor i este nedefinit pentru ultimul element din domeniu. Prin Pred(x) se noteaz predecesorul elementului x în domeniul tipului i este nedefinit pentru primul element din domeniu. Din defini iile de mai sus se deduc u or urm toarele propriet i: Ord( Succ(x) ) = Ord(x) + 1; 24

7 Ord( Pred(x) ) = Ord(x) Tipul întreg. Domeniul tipului întreg este submul imea numerelor întregi cuprinse în intervalul [-Maxint-1, Maxint], unde Maxint este o constant întreag predefinit a c rei valoare depinde de calculatorul folosit i este determinat de m rimea loca iei pe care se reprezint un num r întreg în calculatorul respectiv (de exemplu Maxint = 32767). Opera iile definite între valori de tip întreg sunt +,,*, DIV, MOD i /, iar semnifica ia lor se d în tabelul urm tor: Œ Semnifica ia lui x Œ y + * DIV / MOD adunare sc dere înmul ire împ r irea întreag (11 DIV 4 este 2) împ r irea real (11/4 este 2.75) restul împ r irii întregi a lui x la y ( 11 MOD 4 = 3 ) De asemenea, prin se noteaz i o opera ie unar ( x fiind opusul lui x fa a de opera ia de adunare) Tipul real. Tipul real reprezint o submul ime finit de numere reale aflate în intervalul [-vmax, vmax], submul ime care depinde de modul de reprezentare a numerelor reale în calculatorul folosit. Deci vmax este o constant real care 25

8 difer de la un calculator la altul, dar nu e o constant predefinit ca Maxint în cazul tipului Integer. Opera iile definite între valori de tip real sunt adunarea, sc derea, înmul irea si împ r irea, notate prin +, -, *, respectiv /. De remarcat c aceste opera ii sunt definite i când un operand este întreg,iar cel lalt real, rezultatul fiind real, datorit conversiei implicite a tipului întreg la real. Men ionam c în reprezentarea oric rui num r real în calculator se re in un num r finit de cifre semnificative. Din aceast cauz rezultatul unei opera ii cu numere reale este aproximativ. Pentru a în elege exact aceste afirma ii este necesar cunoa terea reprezent rii numerelor în calculator Tipul boolean. Domeniul tipului boolean const din mul imea valorilor logice "fals" i "adev rat", marcate prin constantele False respectiv True. Ordinea este False < True. Opera iile logice binare sunt marcate prin And (conjunc ia logic ) i Or (disjunc ia logic ), iar nega ia (opera ie logic unar ) prin Not. Operatorii rela ionali au în acest caz semnifica ii logice. Deci prin =, <>, <=, >=, sunt notate echivalen a, neechivalen a (Sau exclusiv), implica ia, respectiv implica ia invers Tipul caracter. Tipul caracter se define te prin cuvântul Char i are ca domeniu de valori mul imea tuturor caracterelor (litere mari i mici, cifre i caractere afi abile). Nu exist opera ii definite asupra valorilor de tip Char. Pe lânga func iile definite pentru argument de orice tip ordinal, pentru tipul caracter mai întâlnim i func ia 26

9 Chr. Pentru i întreg, Chr(i) furnizeaz caracterul de rang i din domeniul tipului Char. Se observ c Ord( Chr(i) ) = i i Chr( Ord(c) ) = c Tipul enumerare. Tipul enumerare se specific prin scrierea valorilor acestui tip între paranteze: <Tip_enumerare> ::= ( <Lista_id> ) identificatorii din paranteze constituind valorile tipului enumerare definit. Ordinea lor este cea dat de ordinea identificatorilor în lista. Nu este permis ca o valoare a acestui tip (deci un identificator) sa fie reutilizat în defini ia altui tip. Exemplu : $ (Luni, Mar i, Miercuri, Joi, Vineri, Sâmbata, Duminic ) (Prim var, Var, Toamn, Iarn ) Pentru aceste exemple avem : Pred(Toamn ) = Var Succ(Joi) = Vineri Ord(Luni) = 0 Ord(Iarn ) = 3. Men ion m c valorile variabilelor de tip enumerare nu pot fi citite si nici tip rite Tipul subdomeniu. Tipul subdomeniu poate fi definit din orice tip ordinal prin precizarea limitelor inferioar i superioar care definesc valorile subdomeniului. Tipul ordinal pentru care se define te subdomeniul se nume te tip de baz al subdomeniului. Avem: <tip-subdomeniu> ::= constanta 1.. constanta 2 unde constanta 1 si constanta 2 sunt valori ale tipului ordinal de baz care satisfac inegalitatea : Ord(constanta 1 ) Ord(constanta 2 ). 27

10 De exemplu: $ - subdomeniul întregilor de la 1 pân la 20: subdomeniul zilelor lucr toare: Luni.. Vineri - caracterele cifre zecimale: Alte tipuri predefinite în Turbo Pascal. Pe lânga tipurile prezentate mai sus, existente în limbajul Pascal standard, în Turbo Pascal exist câteva extensii importante. În primul rând exist extinderi ale tipului Integer, prezentate în tabelul urm tor împreun cu domeniile acestora. Tipul Domeniul Byte [0, 255] ShortInt [-128, 127] LongInt [-2 31, ] Word [ 0, 65535] Comp [-2* , 2* ] Opera iile sunt cele precizate pentru tipul Integer, doar c domeniile difer. Ele sunt bine definite dac rezultatul face parte din domeniul men ionat. 28