Экзамен на максимум (Экзамен "Основы программирования" Pascal Ответы на все теоретические вопросы)

1

Синтаксис и семантика языков программирования. Алфавит языка Delphi Pascal. Описание синтаксиса языка: синтаксические диаграммы.

Синтаксис языка – совокупность правил, определяющих допустимые конструкции (слова, предложения) языка, его форму.

Семантика языка – совокупность правил, определяющих смысл синтаксически корректных конструкций языка, его содержание.

Алфавит языка программирования Delphi Pascal включает:

1. Строчные, прописные буквы латинского алфавита (строчные и прописные буквы не различаются) и знак подчеркивания “_”, который во многих случаях считается буквой.

2. Цифры (0 – 9)

3. Специальные качестве), например, begin, end, and, or, then, do, if, else, while, repeat, until, var, mod, div и другие.

4. Русские символы допускаются только при определении строковых и символьных констант и в комментариях

5. Идентификатор – обозначение имен программных объектов (полей данных, процедур, функций и т.п). Представляет собой последовательность букв латинского алфавита (начинается с буквы) и цифр

Синтаксические диаграммы отображают правила построения конструкций в более наглядной форме. На такой диаграмме символы алфавита изображают блоками в овальных рамках или кружках, названия конструкций – в прямоугольных рамках, а правила построения конструкций – в виде линий со стрелками на концах. При этом если линия входит в блок, то в описываемую конструкцию должен входить соответствующий символ. Разветвление линии означает, что при построении конструкции возможны варианты.

2

Представление данных в Delphi Pascal: константы и переменные. Классификация скалярных типов данных, операции над ними, совместимость типов данных и операции преобразования типов.

Константы – данные, не изменяемые в процессе выполнения программы. Используют следующие типы констант: числовые константы (целые и вещественные десятеричные и целые 16-ичные), логические константы (true, false), символьные константы (в апострофах или в виде числовых кодов символов по ANSI перед '#'), строковые константы (в апострофах), конструкторы множеств, «нулевой» адрес – nil. Константы используются как литералы (значение константы, записанное непосредственно в программе) и как поименованные константы (константы, обращение к которым выполняется по имени, объявляются в разделе описаний const).

Переменные – поименованные значения, которые могут изменяться в процессе выполнения программы. Используются для хранения промежуточных и окончательных результатов, а также индексов и других вспомогательных значений. Объявление выполняют в разделе описаний программы var, указывается тип.

Скалярные типы описывают единственные значения из заданных наборов. Значение структурного типа образуется из некоторого количества значений скалярных типов.

Скалярные типы делятся на порядковые и вещественные. Группа порядковых типов (целый, булевский, символьный тип) объединяет типы переменных, набор значений которых конечен, группа вещественных типов – типы с условно бесконечным набором значений.

Арифметические операции – применяют к вещественным и целым константам и переменным:

+, -, *,

/ {вещественное деление},

div {целочисленное деление},

mod {остаток от деления}

Операции отношения – применяют к числам, символам, строкам – в результате получают логическое значение:

{больше}, ={равно},

<>{не равно}, ={больше или равно}

Логические операции – применяют к логическим значениям – результат логическое значение (not, and, or, xor)

Поразрядные операции – выполняются поразрядно, применяют к целым, результат – целое число (not, and, or, xor, shr {сдвиг вправо}, shl {сдвиг влево})

Корректное выполнение оператора присваивания предполагает, что результат вычисления и переменная правой части одного типа или совместимы по типу.

По правилам совместимы:

а) все целые типы между собой;

б) все вещественные типы между собой;

в) отрезок базового типа и базовый тип;

г) два отрезка одного и того же базового типа;

д) символ и строка.

Если типы результата и переменной не совпадают, но совместимы, то при выполнении присваивания выполняется неявное автоматическое преобразование.

• целого и вещественного типов – к вещественному,

• с разными интервалами представлений – к типу с большим интервалом.

Для несовместимых типов результата и переменной, в которую его необходимо занести, при выполнении присваивания необходимо явное преобразование типов, например, посредством специальных функций:

trunc() – преобразует вещественное число в целое, отбрасывая дробную часть.

round() – округляет вещественное число до целого по правилам арифметики.

ord() – преобразует значение в его номер.

chr() – преобразует номер символа в символ.

3

Основные операторы Delphi Pascal: присваивание, условный оператор, оператор выбора и операторы циклов. Синтаксис операторов, их особенности и примеры использования.

Оператор присваивания используется для изменения значений переменных. При выполнении этого оператора вычисляется выражение, записанное в правой части, и его результат заноситься в переменную, имя которой указано слева.

Оператор условной передачи управления используется при обработке вариантов вычислений и реализует конструкцию ветвления.

Оператор выбора используется для реализации нескольких альтернативных вариантов действий, каждый из которых соответствует своим значения некоторого параметра.

Для реализации циклических процессов используют операторы циклов.

Cчетный цикл – цикл, количество повторений которого известно или можно посчитать. Выход из такого цикла программируется по счетчику. Цикл выполняется, пока переменная – параметр цикла принимает значения в заданном диапазоне с единичным шагом.

Итерационный цикл – цикл, количество повторений которого неизвестно или считается неизвестным при построении цикла. Выход из цикла программируется по выполнению или нарушению условия.

Ц икл-пока. Оператор тела цикла повторяется, пока условие истинно. Проверка осуществляется на входе в цикл и при каждом повторении. Если при входе в цикл условие не выполняется, то оператор тела цикла игнорируется.

Ц икл-до. Операторы тела цикла повторяются до выполнения условия, условие проверяется на выходе каждый раз после выполнения тела цикла.

Поисковый цикл имеет два выхода – нашли и перебрали все и не нашли.

Данные циклы используются для решения задач вычислительной математики: вычисление значений функции, решения алгебраических и трансцендентных уравнений, систем уравнений, интерполяции функций, нахождение суммы ряда и т.д.

4

Структурные типы данных Delphi Pascal: массивы, строки. Описание, операции над структурами и их элементами.

Массив – это упорядоченная совокупность однотипных данных. Каждому элементу массива соответствует один или несколько индексов порядкового типа, определяющих положение элемента в массиве.

Количество типов индексов задает размерность массива.

Тип индекса – порядковый – определяет доступ к элементу.

Тип элемента – любой кроме файла, в том числе массивы, строки и т.п.

Массив в памяти не может занимать более 2 Гб.

Var a:array[1..5] of integer;

с:array[’A’..’C’,-5..-3] of byte;

b:array[byte] of char;

Операции над массивом

Операция присваивания (только для массивов одного типа):

Доступ к элементу массива. Для обращения к конкретному элементу необходимо указать имя массива и значения индексов элемента через запятую в квадратных скобках.

Ввод/вывод массивов осуществляется поэлементно

for i:=1 to 5 do Read(a[i]);

Вывод матрицы

for i:=1 to 5 do

begin

for j:=1 to 7 do Write(a[i, j]);

{ ai,1 ai,2 ai,3 ai,4 ai,5 ai,6 ai,7}

WriteLn; {переходим на следующую строку}

end; ...

Строка – последовательность символов.

Var S1,S2:string[40]; S3:string;

Операции

1. Присваивание строк:

S1:=′ABCD′;

S1:=S2;

1. Обращение к элементу:

S1[5] - прямое

S1[i] – косвенное

1. Конкатенация (сцепление) строк:

St:=St + ’A’;

St:=’A’ + ’B’;

1. Операции отношения – выполняется попарным сравнением кодов символов, результат определяется по отношению кодов первых различных символов:

b:= S1 > S2;

1. Ввод-вывод строк:

ReadLn(S1);

{Строка вводится до Enter

или указанной длины}

WriteLn(S1);

Процедуры и функции

1. Функция Length(st) – возвращает длину строки st:

2. Процедура Delete(st, index, count) – удаляет count символов строки st, начиная с символа с номером index

3. Процедура Insert(St2,St1,index) – вставляет подстроку символов St2 в строку St1, начиная с символа с номером index

4. Процедура Str(x[:w[:d]],St) – преобразует результат выражения x, в строку st, содержащую запись этого числа в виде последовательности символов (как при выводе).

5. Процедура Val(St,x,Code) – преобразует строку St с записью числа в виде последовательности символов во внутреннее представление целого или вещественного числа и помещает его в переменную x. В целочисленной переменной Code процедура возвращает код ошибки

6. Функция Copy(St,index,count):string – возвращает фрагмент строки St, длиной count символов, начиная с символа с номером index

7. Функция Pos(St2,St1):integer – возвращает номер позиции первого вхождения подстроки St2 в строку St1. Если вхождение не найдено, то функция возвращает 0

8. Функция UpCase(ch):char – возвращает символ, соответствующий символу верхнего регистра для ch, если таковой имеется, либо сам символ ch, если для него не определен символ верхнего регистра

5

Структурные типы данных Delphi Pascal: множества, записи. Описание, операции над структурами и их элементами.

Множество – неупорядоченная совокупность неповторяющихся элементов.

Тип элементов – порядковый, кроме Word, Integer, SmallInt, LongInt. Количество элементов не должно превышать 256.

Type

Digits = set of 1..100;

Setchar = set of char;

letter = set of ′a′..′z′;

Var mychar: setchar;

mydig: Digits;

simst: letter;

Type setnum = set of byte;

Var S:setnum = [1..10];

Операции над множествами

1. Присваивание:

A:=B;

A:=[];

2. Объединение, пересечение и дополнение:

А+B (AB) – объединение множеств А и B – множество, состоящее из элементов, принадлежащих множествам А и B

А*B (AB) – пересечение множеств А и B – множество, состоящее из элементов, принадлежащих одновременно и множеству А и множеству B.

А-B (A \ B) – дополнение множества А до B – множество, состоящее из тех элементов множества А, которые не принадлежат множеству B.

[1..15]-[3,8,9,15,23,45] = [1,2,4..7,10..14];

3. Операции отношения:

А = B – проверка совпадения множеств А и B (если совпадают – true)

А <> B – проверка не совпадения множеств А и B (не совпадают – true).

А <= B – проверка нестрогого вхождения A в B (если входит – true).

А > B – проверка строгого вхождения B в A (если входит – true).

4. Проверка вхождения элемента во множество

if a in [2..6] then …

Ввод элементов множества:

Var S:set of 1..100; n:word; ...

S:=[];

Read(n);

while n<>0 do

begin

S:=S+[n];

Read(n);

end;

ReadLn;...

Вывод элементов множества:

Var S:set of ’a’..’z’; ...

for i:=’a’ to ’z’ do

if i in S then Write(i:3);

WriteLn;

Запись – это структура данных, образованная фиксированным числом разнотипных компонентов, называемых полями записи.

Type Data = record

Day:1..31;

Month: 1..12;

Year: word;

end;

Var Zap1:Data;

Вариативная часть

Операции над записями

1. Присваивание записей одного типа:

Var A,B: record Day:1..31; Month: 1..12; Year: word; end;

…

A:=B;

2. Доступ к полям записи:

A.Day:=21; {точечная нотация}

with A do Day := 21; {оператор доступа}

3. Ввод и вывод записей осуществляется по полям.

6

Процедуры и функции Delphi Pascal. Способы передачи данных в подпрограмму. Локальные и глобальные переменные, законы «видимости» идентификаторов.

Процедуры и функции – самостоятельные фрагменты программы, соответствующим образом оформленные и вызываемые по имени (программные блоки).

Процедура

Procedure RRR(a:integer;b:real);

Функция

Function F23(a:integer;b:real):boolean;

F := …

Result := …

Вызов функции можно осуществлять в составе выражения везде (оператор присваивания, вывода и т.д.)

Процедура же должна вызываться отдельным параметром, состоящим из имени процедуры и списка фактических параметров. В схеме обозначается блоком «предопределенный процесс».

Подпрограмма может получать данные из основной программы: