49278 (Типы данных в Object Pascal)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Реферат

Типы данных в Object Pascal

Екатеринбург, 2008

Типы данных в языке Паскаль

В языке Паскаль любая переменная характеризуется своим типом. Под типом в данном случае понимается множество значений, которые может принимать переменная и, как следствие, множество операций, допустимых над переменной.

Паскаль является языком жесткой типизации. Это означает, что тип переменной определяется при ее описании и не может быть изменен. Переменная может участвовать только в операциях, определенных ее типом. Такой подход способствует большей аккуратности и ответственности при составлении программы, делает их поддающимися автоматической (при компиляции) проверке на корректность и в конечном итоге приводит к более высокой надежности создаваемых программ.

Паскаль имеет развитую и изощренную систему типов. На основе небольшого числа стандартных типов программист может конструировать данные произвольной структуры и сложности, адекватно отражающие информационную природу задачи.

Паскаль наследует систему типов эталонного языка, существенно расширяя ее как в смысле добавления очевидных практически полезных типов (например, строковых), так и введением принципиально новых понятий, открывающих нетрадиционные возможности в программировании (в частности, объектов).

Базовыми в системе типов являются простые типы. Составные типы по определенным правилам строятся из простых. Ссылочные типы образуются из любых других типов. Составные и ссылочные типы можно считать некоторыми правилами для построения более сложных типов из более простых. Ограниченные типы формируются из простых типов путем сужения их области допустимых значений. Первичными в иерархии типов являются стандартные скалярные типы, представляющие традиционные в языках программирования множества значений (целые, вещественные, символьные, булевские) и их модификации, учитывающие архитектурные особенности аппаратуры.

Процедурные типы в некотором отношении расширяют традиционное понятие подпрограмм, позволяя обращаться с подпрограммами как с переменными.

Несколько особняком стоят объектные типы, или объекты. Являясь, с формальной точки зрения, обобщением комбинированных типов (записей), они позволяют радикально изменить подход к разработке программ, предлагая так называемый объектно-ориентированный стиль программирования.

I. Простые типы: порядковые, вещественные, дата-время.

Порядковый тип в свою очередь делится на:

1. целые типы;

2. логический тип или булевский тип;

3. символьный тип;

4. перечисляемые типы;

5. ограниченные типы или тип-диапазон.

На основе стандартных скалярных типов имеется возможность образовывать пользовательские скалярные типы. Есть два способа порождения новых скалярных типов - ограниченные и перечислимые типы.

Любой скалярный тип характеризуется множеством его различных значений, среди которых установлен линейный порядок. Все скалярные типы, кроме вещественных, называются дискретными.

1. Целые типы

Эта группа типов обозначает множество целых чисел в различных диапазонах. Имеется пять целых типов, различающихся допустимым диапазоном значений и размером занимаемой памяти. Целые типы обозначаются идентификаторами Integer, Byte, ShortInt, Word, LongInt; их характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1

Значения целых типов могут изображаться в программе двумя способами: в десятичном виде и в шестнадцатеричном коде. В последнем случае в начале такого кода ставится символ ‘$’.

Примеры:

123

-1

$F1 (десятичное представление 241)

0$B80

2. Булевский (логический) тип

К логическим относятся типы Boolean, ByteBool, Bool, wordBool и LongBool. В стандартном Паскале определен только тип Boolean, остальные логические типы введены в Object Pascal для совместимости с Windows: типы Boolean и ByteBool занимают по одному байту каждый, Bool и WordBool - по 2 байта, LongBool - 4 байта.

Имеется два значения булевского типа, представляющие логические истинностные значения (истина/ложь). Эти значения обозначаются посредством стандартных идентификаторов:

true (истина)

false (ложь).

3. Символьный тип

Значениями символьного типа являются символы из множества ASCII (American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией). Это множество состоит из 256 различных символов, упорядоченных определенным образом, и содержит символы заглавных и строчных букв, цифр и различных других символов, включая специальные управляющие символы. Допускаются некоторые отклонения от стандарта ASCII, в частности, при наличии соответствующей системной поддержки это множество может содержать буквы русского алфавита.

Порядковые номера (кодировку) значений символьного типа можно узнать из соответствующих разделов технических описаний. Эти значения занимают один байт. Если символьное значение имеет графическое представление, то оно изображается соответствующим знаком, заключенным в одинарные кавычки (апострофы), например:

‘*’ ‘a’ ‘X’ ‘:’ ‘’’’

Для представления самого апострофа его изображение удваивается.

Если символ, который нужно изобразить, не имеет графического представления, то можно воспользоваться следующей эквивалентной формой записи, состоящей из символа ‘#’ (решетка, диез) и целочисленного кода символа (от 0 до 255):

#10 #$A

4. Перечислимые типы

Скалярные типы, введенные ранее, в целом не выходят за рамки интуитивно понятной трактовки типа как множества традиционных (целых, вещественных или символьных) значений из определенного диапазона. Перечислимые типы вводят некоторое простое обобщение такой трактовки посредством абстрагирования от “физической” природы значений.

Иными словами, можно определить новый тип путем явного перечисления всех возможных его значений, причем каждое такое значение будет определяться только именем.

Например: Пусть необходимо разработать программу управления уличным светофором. Ясно, что программа будет моделировать светофор с помощью указания его текущего состояния, т.е. включенного в данный момент света. Таким образом, переменная программы, представляющая светофор, может принимать одно из трех значений, соответствующих красному, желтому и зеленому цветам. Можно было бы ввести для этого переменную целого типа и установить, что, например, значения 1, 2, 3 соответствуют указанным цветам. Однако очевидно, что числа, кодирующие цвета, не имеют прямого отношения к решаемой задаче и, следовательно, усложняют программу и затемняют ее смысл. Поэтому наиболее естественным решением в данном случае будет введение перечислимого типа из трех значений, обозначаемых именами Red, Yellow, Green, и переменной этого типа.

Синтаксис определения перечислимого типа:

(идентификатор 1, идентификатор 2,...,идентификатор N)

Примеры перечислимых типов:

(Red, Yellow, Green)

(Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday)

(On, Off)

(Left, Up, Right, Down)

Перечислимые типы считаются дискретными типами. Над значениями перечислимых типов определены операции сравнения (считается, что значения перечислимого типа указаны в списке в порядке возрастания). Кроме того, допускается образование ограниченных типов из перечислимых по обычным правилам, например:

Monday..Friday

Left..Up

Имена из списка перечислимого типа считаются константами соответствующего перечислимого типа. Эти идентификаторы должны быть уникальны в пределах блока; недопустимы описания двух и более перечислимых типов с совпадающими константами.

5. Ограниченные типы (тип-диапазон)

Стандартные скалярные типы, перечисленные ранее, являются предопределенными в языке Паскаль; их смысл в языке фиксирован и его не нужно описывать. На основе стандартных скалярных типов программист может определить новые, собственные скалярные типы, руководствуясь несколькими достаточно простыми правилами.

Самым простым способом образования новых типов из уже существующих является ограничение (а именно, сужение) допустимого диапазона значений некоторого стандартного скалярного типа. Это ограничение определяется заданием минимального и максимального значений диапазона.

Синтаксис определения такого типа:

минимальное_ значение..максимальное_значение

Например:

1..10

-100..100

‘a’..’z’

В данном примере показано определение трех новых типов значений. Первые два типа образованы ограничениями диапазона некоторого целого типа, третий тип является производным целого типа. Введенный таким образом тип можно обозначить именем и использовать для определения переменных, а также строить с его помощью другие типы.

Допускается создание ограниченных типов из дискретных типов, то есть из всех скалярных типов, кроме вещественного. Ограниченный тип наследует все свойства базового типа (в частности, набор базовых операций).

Нужно всячески приветствовать активное использование в программе ограниченных типов. Всякий раз, когда заранее известно, что значения некоторой переменной лежат внутри некоторого диапазона, следует использовать ограниченный тип. Это существенно повышает наглядность программ, а, кроме того, позволяют более надежно контролировать ошибочные выходы значений за пределы заданного диапазона (как при трансляции, так и в процессе исполнения программы).

6. Вещественные типы

Эта группа типов обозначает множества вещественных значений в различных диапазонах Паскаль поддерживает четыре различных вещественных типа. Они именуются идентификаторами Real, Single, Double, Extended и Comp и имеют характеристики, представленные в таблице 2.

Таблица 2

Примечания

1. Хотя тип Comp считается вещественным типом, он содержит только целые числа из весьма значительного диапазона, которые представляются в вычислениях как вещественные (с нулевой мантиссой).

2. Все вещественные типы, кроме Real, могут использоваться в программе, вообще говоря, только если сделаны соответствующие опции компилятора. Для корректной компиляции программы, использующей эти типы, можно также применить директиву компилятора {+N}.

Вещественные значения могут изображаться в форме с фиксированной точкой и в форме с плавающей точкой. В первом случае целая и дробная части вещественного числа отделяются друг от друга символом ‘.’ (точка). Обе эти части должны обязательно присутствовать, например:

17.384

0.5

Вещественное число в форме с плавающей точкой записывается как пара вида:

Е

Такое обозначение понимается как “мантисса, умноженная на 10 в степени, равной порядку”. Например:

7Е-2 эквивалентно 7· 10^-2

12.25 Е+6 или 12.25 Е6 эквивалентно 12.25· 10⁶

7. Дата/время