Лекция 29 Тема №6

типы. Вариантный тип. Виды динамических структур. Совместимость и преобразование типов.

Структура и состав модуля. Стандартные модули Pascal. Стандартные процедуры и функции Pascal. Директивы компилятора Pascal.

указывают на динамические переменные определенного типа, называемого базовым типом.
Если

базовый тип является еще не описанным идентификатором, то он должен быть описан в той же самой части описания типов, что и тип-указатель.
Переменная ссылочного типа содержит адрес динамической переменной в памяти.
Основное свойство динамических переменных заключается в том, что они создаются, и память для них выделяется во время выполнения программы.

обозначает константу со значением указателя, которая ни на что не

указывает.
Встроенный тип Pointer обозначает нетипизированный указатель, т. е. указатель, который не указывает ни на какой определенный тип.

на равенство и неравенство:
if p1 = p2 then

…

Правила присваивания указателей
Любому указателю можно присвоить стандартную константу nil, которая означает, что указатель не ссылается на какую-либо конкретную ячейку памяти: p1 := nil;
Указатели стандартного типа pointer совместимы с указателями любого типа.
Указателю на конкретный тип данных можно присвоить только значение указателя того же или стандартного типа.

хранится в указателе:

var p1: ^integer;
…
p1^ := 2; inc(p1^);

writeln(p1^);

С величинами, адрес которых хранится в указателе, можно выполнять любые действия, допустимые для значений этого типа.

к появлению так называемого мусора (обозначен овалом), когда доступа к

участку динамической памяти нет, а сам он помечен как занятый.

new(p1); new(p2);
p1 := p2;

сплошной массив байтов, который называется кучей.
Память под любую динамически размещаемую

переменную выделяется процедурой NEW. Параметром обращения к этой процедуре является типизированный указатель. В результате обращения указатель приобретает значение, соответствующее динамическому адресу, начиная с которого можно разместить данные, например:
var i,j : ^Integer;
r : ^Real;
begin
New(i);
…
end.

место в динамической области памяти для размещения динамической переменной, и

ее адрес присваивает указателю р.
2. Процедура Dispose(var p: Pointer).
Освобождает участок памяти, выделенный для размещения динамической переменной процедурой New, и значение указателя р становится неопределенным.
3. Процедура GetMem(var p: Pointer; size: Word).
Выделяет участок памяти, присваивает адрес его начала указателю р, размер участка в байтах задается параметром size.
4. Процедура FreeMem(var p: Pointer; size: Word).
Освобождает участок памяти, адрес начала которого определен указателем р, а размер – параметром size. Значение указателя р становится неопределенным.

свободной динамической памяти на момент ее вызова.
6. Процедура Release(var p: Pointer)
Освобождает

участок динамической памяти, начиная с адреса, записанного в указатель р процедурой Mark, т. е. очищает ту динамическую память, которая была занята после вызова процедуры Mark.
7. Функция MaxAvaikLongint
Возвращает длину в байтах самого длинного свободного участка динамической памяти.
8. Функция MemAvaikLongint
Возвращает полный объем свободной динамической памяти в байтах.
9. Вспомогательная функция SizeOf(X):Word
Возвращает объем в байтах, занимаемый X.

Другая возможность состоит в освобождении целого фрагмента кучи. С этой

целью перед началом выделения динамической памяти текущее значение указателя запоминается в переменной-указателе с помощью процедуры MARK.
Теперь можно в любой момент освободить фрагмент кучи, начиная от того адреса, который запомнила процедура MARK, и до конца динамической памяти. Для этого используется процедура RELEASE.

- резервирование памяти; FREEMEM(P, SIZE) - освобождение памяти.
Здесь Р

- нетипизированный указатель;
SLZE - размер в байтах требуемой или освобождаемой части кучи.

Использование процедур GETMEM-FREEMEM как и вообще вся работа с динамической памятью, требует особой осторожности и тщательного соблюдения простого правила: освобождать нужно ровно столько памяти, сколько ее было зарезервировано, и именно с того адреса, с которого она была зарезервирована.

Обращение: MAXAVAIL
Результат имеет тип LONGINT.
За один вызов процедуры

NEW или GETMEM нельзя зарезервировать памяти больше, чем значение, возвращаемое этой функцией.
Функция MEMAVAIL. Возвращает размер в байтах общего свободного пространства кучи.
Обращение: MEMAVAIL
Результат имеет тип LONGINT.

памяти, в которой хранится строка.
Если длина строки равно нулю, то

указатель также равен nil и память под строку не выделяется.
Если же строка не пустая, то в выделенной для нее области памяти хранится сама строка, терминальный нуль и число ссылок на данную строку (счетчик ссылок – 4 байта).

shortString (string) или string [n], где n

строка AnsiString (string);
широкая строка WideString;
нуль-терминальная строка pchar.

тип-функция.
ПРИМЕР:
type Proc1 = Procedure (a,b,c : integer; x:real);

Proc2 = Procedure (var a,b);
Proc3 = Procedure;
Func1 = Function : real;
Func2 = Function (n:integer) : boolean;
var p1,p2:Proc1; f1,f2:Func2;

подпрограмм. При этом нельзя использовать стандартные процедуры и функции.
После

такого присваивания имя переменной становится синонимом имени подпрограммы.
Переменные процедурного типа можно, также передавать в подпрограммы в виде параметров. Благодаря этому, имеется возможность создания более гибких вспомогательных алгоритмов.

различными способами.
Переменная вариантного типа может содержать значения различных типов

и обычно применяется в случаях, когда тип ее значения при компиляции неизвестен или может изменяться в процессе выполнения программы.
Для описания переменной вариантного типа служит ключевое слово variant.
Пример использования вариантного типа
var v1, v2: Variant;
К: integer;

при ее описании и не может быть изменен. (Только в

современных версиях Pascal-Delphi стало возможным динамическое – во время выполнения – определение типа). Переменная может участвовать только в операциях допустимых ее типом. Выполнение операций в выражениях, а также операции сравнения требуют, чтобы операнды имели совместимые типы.
Два типа считаются совместимыми, если выполняется хотя бы одно из следующих условий:
1) оба они есть один и тот же тип;
2) оба они вещественные;
3) оба они целые;
4) один тип есть тип - диапазон второго типа;
5) оба они являются типами - диапазонами одного и того же базового типа;
6) оба они являются множествами, составленными из элементов одного и того же базового типа.

Совместимость типов

присваивания или при передаче значений в подпрограмму. Значение типа Т1

является совместимым по присваиванию с типом Т2 (то есть допустим оператор Т1 :=Т2), если выполняется одно из следующих условий.
Т1 и Т2 — тождественные типы (кроме файловых или типов, содержащих элементы файлового типа).
Т1 и Т2 — совместимые порядковые типы, при этом значения типа Т2 попадают в диапазон возможных значений Т1.
Т1 и Т2 — вещественные типы, при этом значения типа Т2 попадают в диапазон возможных значений Т1.
Т1 — вещественный тип, а Т2 — целочисленный.
Т1 и Т2 — строковые типы.
Т1 — строковый тип, а Т2 — символьный (char).
Т1 и Т2 — совместимые множественные типы, при этом все значения типа Т2 попадают в диапазон возможных значений Т1.
Т1 и Т2 — совместимые типы указателей.

Совместимость по присваиванию

преобразования более длинных целых типов в более короткие: в этом

случае лишние биты просто отбрасываются.

В программах чаще всего используются:

линейные списки
стеки
очереди
бинарные деревья

направлении — от начала к концу — при просмотре списка.

Линейный двусвязный список дает возможность двигаться в одном из двух направлений. Содержит два логических указателя, один из которых (прямой указатель) адресует, как и в односвязном списке, следующий элемент, а другой указатель (обратный) адресует предыдущий элемент списка.

Каждый элемент списка содержит ключ, идентифицирующий этот элемент.

type
pnode = ^node;
node = record
d : word;{ информационная }
s : string;{ часть}
p : pnode; { указатель на следующий элемент }
end;

конец списка;
чтение элемента с заданным ключом;
вставка элемента в заданное место

списка (до или после элемента с заданным ключом);
удаление элемента с заданным ключом;
упорядочивание списка по ключу.

Двусвязный линейный список

TYPE
ptr=^Node;
Node=record
x:<базовый тип>;
next:ptr;
prev:ptr;
end;
var b, e:ptr;

исключение компоненты из которой производится из одного конца, называемого вершиной

стека. Стек работает по принципу LIFO(Last-In, First-Out) – «Поступивший последним, обслуживается первым».
Обычно над стеками выполняется три операции:
1) начальное формирование стека (запись первой компоненты);
2) добавление компоненты в стек;
3) выборка компоненты (удаление).
Для формирования стека и работы с ним необходимо иметь две переменные типа «указатель», первая из которых определяет вершину стека, а вторая – вспомогательная.

в один конец, а выборка осуществляется с другого конца. Очередь

работает по принципу FIFO (First-In, First-Out) – «Поступивший первым, обслуживается первым».
Для формирования очереди и работы с ней необходимо иметь три переменные типа указатель, первая из которых определяет начало очереди, вторая – конец очереди, третья – вспомогательная.

из которых содержит кроме данных не более двух ссылок на

различные бинарные деревья.
На каждый узел имеется ровно одна ссылка.
Начальный узел называется корнем дерева.

дерево;
поиска по дереву;
обхода дерева;
удаления узла.

Элемент дерева:

type pnode = ^node;
node = record

data : word; { ключ }
left : pnode; { указатель на левое поддерево }
right : pnode { указатель на правое поддерево }
end;

}
{ описание глобальных элементов}
{модуля (видимых извне)

}

implementation
{ секция реализации модуля }
{ описание локальных (внутренних)}
{ элементов модуля }

begin
{ секция инициализации }
{ может отсутствовать }
end.

В интерфейсной секции модуля определяют константы, типы данных, переменные, а также заголовки процедур и функций.

В секции реализации описываются подпрограммы, заголовки которых приведены в интерфейсной части. Кроме того, в этой секции можно определять константы, типы данных, переменные и внутренние подпрограммы.

Секция инициализации предназначена для присваивания начальных значений переменным, которые используются в модуле.

= array[1 .. n] of real;
procedure aver_mas(x :

mas;
var av : real);
implementation
procedure aver_mas(x : mas;
var av : real);
var i : integer;
begin
av := 0;
for i := 1 to n do
av := av + x[i];
av := av / n;
end;
end.

Пример модуля

Использование модуля в программе:

program dif_average;
uses Average;
var a, b : mas;
i : integer;
dif, av_a, av_b : real;
begin
for i := 1 to n do read(a[i]);
for i := 1 to n do read(b[i]);
aver_mas(a, av_a);
aver_mas(b, av_b);
dif := av_a – av_b;
writeln('Разность:', dif:6:2);
end.

со строками, операции с плавающей точкой и динамическое распределение памяти

содержит все стандартные и встроенные процедуры, функции, константы и переменные Паскаля
автоматически используется во всех программах, его не требуется указывать в операторе uses

Pointer
Указывает на начало динамической памяти.
var InOutRes: Integer
Содержит код последней операции

ввода-вывода. Его можно получить с помощью вызова функции IOResult.
var Input: Text
Назначает стандартный файл ввода.
var RandSeed: Longint
Содержит начальное значение встроенного генератора случайных чисел.

Indx: Integer; Count: Integer): String
procedure Dec(var x: [;

n: Longint])
function Eof[ (var f) ]: Boolean
procedure Exit
function Exp(x: Real): Real
procedure Моvе(var Src, Dst; Count: Word)
procedure MkDir(s: String)
procedure Randomize
procedure Writeln([var f: Text;] v1, [,v2, ..., vn] )

Примеры подпрограмм System

символа и фона;
открывать на экране окна прямоугольной формы и выполнять

вывод в пределах этих окон;
очищать экран, окно, строку и ее часть;
обрабатывать ввод с клавиатуры;
управлять встроенным динамиком.

KeyPressed: Boolean
procedure NoSound
function ReadKey: Char
function Sound(Herz: Word)
procedure TextBackGroud(Color: byte)
procedure TextColor(Color:

Byte)
function WhereX: Byte
function WhereY: Byte
procedure Window(X1, Y1, X2, Y2: Byte)…

MS-DOS — например, переименование, поиск и удаление файлов, получение и

установку системного времени, выполнение программных прерываний.
Для поддержки этих подпрограмм в модулях определены константы и типы данных.

стилем;
закрашивание областей заданным цветом и шаблоном;
вывод текста различным шрифтом, заданного

размера и направления;
определение окон и отсечение по их границе;
использование графических спрайтов и работу с графическими страницами.

Спрайты (от англ. Sprite – «дух, привидение») представляют собой небольшие графические изображения, перемещаемые по экрану для имитации движущихся фигур или предметов.

изображения;
вывод изображения;
возврат в текстовый режим.

Word)
procedure Circlе(Х, Y: Integer; R: Word)
procedure CloseGraph
procedure FillPoly(N : Word;

var S)
function GetColor: Word
function GetMaxX: Integer
function GraphResult: Integer
procedure InitGraph(var GrDriver: Integer; var Mode: Integer; Path : String)
procedure Line(X1, Y1, X2, Y2: Integer)
procedure OutTextXY(Х, Y: Integer; S: String)
procedure PutImage(X, Y: Integer; var Mass; Oper: Word)
procedure Rectangle(X1, Y1, X2, X2: Integer)
procedure SetBkColor(Color: Word)
procedure SetColor(Color: Word)
procedure SetLineStyle(SType: Word; Pattern: Word; S: Word)
procedure SetVisualPage(Page: Word)

и содержит функции копирования, сравнения, слияния строк, преобразования их в

строки типа string, поиска подстрок и символов.
В модуле System определен тип pChar, представляющий собой указатель на символ (^Char). Этот тип можно использовать для работы с ASCIIZ-строками. Эти строки располагаются в динамической памяти, и программист должен сам заниматься ее распределением.
Кроме того, для хранения ASCIIZ-строк используются массивы символов с нулевой базой, например:
var str : array[0 .. 4000] of char;
Массивы символов с нулевой базой и указатели на символы совместимы.

реального режима. Фактически можно разрабатывать программы, превышающие общий объем доступной

памяти, поскольку в каждый момент в памяти будет находиться только часть программы.

вставляются в текст программы и модифицируют те или иные возможности

компилятора в процессе компиляции.
Все директивы оформляются фигурными скобками, а за открывающей скобкой должен без пробелов следовать знак доллара (десятичный код 36). Например, {$I-}
Как только в процессе разбора исходного текста программы компилятор встретит такого рода последовательность символов, он воспримет их как директиву и нужным образом изменит свою работу.
Директивы могут быть переключающими, условными и параметрическими

«-».
Знак «+» означает установку опции в активное состояние, знак

«-» - в пассивное состояние.
Например, директива ($I-} означает временное отключение контроля ошибок ввода-вывода, директива ($R+) - включение контроля границ диапазона
В одной директиве можно перечислить несколько опций.
Следует учесть, что директивы компилятора действуют от момента своего появления в тексте до конца текущего модуля, те локализуются в теле модуля, в то время как опции, установленные в самой среде, распространяются на все модули и основную программу.

Некоторые директивы компилятора могут действовать только на часть текста программы, такие директивы называются локальными; в отличие от этого глобальные директивы располагаются в самом начале текста программы (модуля) и действуют сразу на всю программу (модуль) в целом

вычислять логические выражения полностью (до получения результата),
($D+} - разрешить

(запретить) работу со встроенным отладчиком, {$Е+} - включить (отключить) режим программной эмуляции сопроцессора,
{$F+} - использовать дальнюю (ближнюю) модель вызова,
{$G+}* - использовать (не использовать) полный набор команд микропроцессора Intel 80286 микропроцессора Intel 8088),
{$I+}* - включить (отключить) контроль операций ввода-вывода, ($L+) - включить (не включать) локальные символы в информацию для отладчика,
{$N+} - использовать числовой сопроцессор (реализовать операции с плавающей точкой программно),
{$О+} - разрешить (не разрешать) создание оверлейной структуры,
{$R+}* - включить (отключить) контроль границ диапазона,
{$S +}* - включить (отключить) контроль возможного переполнения стека, {$V+}* - включить (отключить) контроль длины строк при обращении к процедуре или функции,
{$Х+} - использовать (не использовать) расширенный синтаксис

* - локальные директивы.

фрагменты программы.
{$DEFINE} - установить условный символ, {$IFDEF}

- проверить установку условного символа; если символ установлен, будет компилироваться вся следующая за директивой часть программы вплоть до директив {$ELSE} или {$ENDIF},в противном случае этот фрагмент программы будет пропущен компилятором,
{$IFNDEF <условный символ>} - проверить установку локального символа, обратна директиве {$IFDEF} , т.e действует только в том случае, когда условный символ не установлен,
{$ELSE} - определяет начало альтернативного фрагмента программы, этот фрагмент будет компилироваться в том случае, если условный символ, проверенный предыдущей по тексту программы директивой {$IFDEF} или ($IFNDEF} нe установлен, альтернативная часть вместе с директивой {$ELSE} может опускаться,
{$ENDIF} ограничивает область действия директив {$IFDEF}, {$IFNDEF} или {$ELSE}.

- установить требуемые размеры памяти (глобальная директива), здесь -

размер стека; <нижн> - нижняя граница динамической памяти, <верх> - верхняя граница динамической памяти,
{$I<имя файла>} - включение PAS-файла: <имя файла> - имя включаемого файла,
{$L <имя файла>} - включение ОВJ файла, <имя файла> - имя включаемого файла.