PRACOVNÝ ZOŠIT Z PROGRAMOVANIA 2

Transcription

1 PRACOVNÝ ZOŠIT Z PROGRAMOVANIA 2 Ing. Igor Marko, 2011

2 PODPROGRAMY V PASCALE DEFINÍCIA, GLOBÁLNE A LOKÁLNE PREMENNÉ Podprogram v programovacom jazyku je postupnosť príkazov vystupujúcich pod jedným názvom, ktorý rieši určitú ucelenú, ale čiastočnú úlohu. Názov podprogramu je pridelený identifikátor, ktorý používame v ostatnej časti programu (v hlavnom programe alebo iných podprogramoch) ako náhradu za túto postupnosť príkazov. Podprogramy sprehľadňujú zápis programu a umožňujú tímovú prácu na zložitejšom algoritmickom probléme. Každý podprogram musí byť najskôr deklarovaný a definovaný (uvedené celé telo podprogramu) v definično-deklaračnej časti programu. Na obrázku je blokové zobrazenie vykonávania hlavného programu so zavolaním podprogramu s identifikátorom podprogram. Podprogram sa vykonáva postupne od po a následne sa vykonávateľ vráti do hlavného programu za identifikátor a pokračuje v ďalších príkazoch. Pascal pozná dva druhy podprogramov procedúry a funkcie. Premenná, ktorá je deklarovaná v deklaračnej časti hlavného programu sa nazýva globálna premenná. Globálna premenná existuje a zachováva si svoju hodnotu v celom programe včítane podprogramov. Premenná, ktorá je deklarovaná v deklaračnej časti podprogramu sa nazýva lokálna premenná. Lokálna premenná existuje a zachováva si svoju hodnotu len vtedy, keď sa podprogram vykonáva. Pascal používa i štandardné podprogramy, ktoré pripravili autori prekladača daného jazyka, tieto sa však nedeklarujú. Sú deklarované použitím knižnice, v ktorej je ich telo uložené. Štandardné podprogramy (procedúra a funkcie) môžeme používať v hlavnom programe ale i vo vlastných podprogramoch.

3 PROCEDÚRA BEZ PARAMETRA Štruktúra procedúry bez parametra: procedure nazov_procedury;...{deklaračná časť procedúry,}...{napr. deklarácia lokálnych premenných} prikaz 1..n; Procedúra bez parametra sa volá z hlavného programu svojim menom (identifikátorom) a navonok vystupuje ako príkaz. Medzi štandardné procedúry bez parametra definované v knižnici CRT patria napr. procedúry clrscr a nosound. Vzorový komentovaný príklad č.1: program pokus1; {volanie knižnice crt, v ktorej sa nachádza procedúra clrscr} var cislo1,cislo2,sucet:integer; {deklarácia globálnych celočíselných premenných cislo1, cislo2 a sucet} procedure UrobCiaru; {hlavička procedúry s názvom UrobCiaru} {samotné telo procedúry s 1 príkazom} writeln( - - ); {začiatok tela hlavného programu} clrscr; readln(cislo1,cislo2); writeln( Prvy scitanec:,cislo1); writeln( Druhy scitanec:,cislo2); UrobCiaru; {volanie procedúry jej menom UrobCiaru} sucet:=cislo1+cislo2; writeln( Sucet:,sucet); UrobCiaru; {opätovné volanie procedúry jej menom} readln;

4 Vzorový komentovaný príklad č.2: program pokus2; {volanie knižnice crt, v ktorej sa nachádza procedúra clrscr} var z1,z2:char; {deklarácia globálnych znakových premenných z1 a z2} procedure PrehodZnaky; {hlavička procedúry s názvom PrehodZnaky} var pom:char; {deklarácia lokálnej znakovej premennej pom} {samotné telo procedúry s 3 príkazmi} pom:=z1; z1:=z2; z2:=pom; procedure VymazObraz; {hlavička procedúry s názvom PrehodZnaky} Begin {samotné telo procedúry s 1 príkazom volaním štandardnej procedúry bez parametra clrscr} clrscr; {začiatok tela hlavného programu} VymazObraz; {volanie procedúry jej menom VymazObraz} readln(z1,z2); {1} writeln(z1,z2); PrehodZnaky; writeln(z1,z2); {2} {volanie procedúry jej menom PrehodZnaky} Úlohy: 1. Ako sa zachová vyššie uvedený program (čo vypíše na obrazovku), ak na miesto v programe označené {1} a {2} dopíšeme príkaz writeln(pom)? 2. Navrhnite procedúru bez parametra s názvom okno, ktorá po zavolaní vykreslí na obrazovku na aktuálnu pozíciu kurzora rámček bielej farby vykreslený zo znaku + veľkosti 10 x 5 znakov (v x a y súradnici). 3. Vyhľadajte štandardné procedúry bez parametra a skúste ich preložiť do slovenčiny (viď procedúru VymazObraz z predchádzajúceho programu.

5 PROCEDÚRA S PARAMETROM Štruktúra procedúry s parametrom: procedure nazov_procedury(parameter:typ_prem.);...{deklaračná časť procedúry,}...{napr. deklarácia lokálnych premenných} prikaz 1..n; Parameter je v podstate akýsi vstup (prípadne i výstup viď ďalej) do procedúry, ktorým odovzdávame procedúre hodnotu potrebnú k vykonaniu algoritmu v podprograme. Procedúry s parametrom môžu mať aj viac parametrov. Parametre toho istého typu sa oddeľujú čiarkou (Príklad: procedure strana (a,b: integer);), parametre rôzneho typu sa oddeľujú bodkočiarkou. (Príklad: procedure strana (a,b: integer; c: real);). Parametre v mieste deklarácie procedúry nazývame formálne parametre, parametre v mieste volania procedúry sú skutočné parametre, ktoré priraďujú hodnoty formálnym parametrom. Programovací jazyk Pascal pozná dva druhy parametrov: Parameter nahradzovaný hodnotou (PNH) Parameter nahradzovaný odkazom (PNO) Procedúra s parametrom nahradzovaným hodnotou pracuje tak, že pri volaní procedúry z hlavného programu sa skutočný parameter (jeho hodnota) prekopíruje do formálneho parametra v tele procedúry a ich prepojenie je ukončené. To znamená, že ak sa v procedúre zmení hodnota formálneho parametra, táto zmena sa neprejaví na skutočnom parametri (premennej) v hlavnom programe. Spôsob deklarácie týchto parametrov je uvedené vyššie. Procedúra s parametrom nahradzovaným odkazom pracuje tak, že pri volaní procedúry z hlavného programu sa skutočný parameter (jeho hodnota) prepojí s formálnym parametrom v tele procedúry a toto prepojenie trvá počas vykonávania procedúry. To znamená, že každá zmena hodnoty formálneho parametra sa prejavuje aj na skutočnom parametri (premennej) v hlavnom programe. Táto zmena zostáva zachovaná i po skončení procedúry. PNO sa využívajú ako výstupy z procedúry. Deklarácia procedúry obsahujúcej PNO: procedure delenie(a,b:integer; var c:real); (a,b -> PNH, c -> PNO)

6 Vzorový komentovaný príklad: program pokus1; var cislo1,cislo2,sucet:integer; {deklarácia globálnych premenných} procedure UrobCiaru(x,y,dlzka:integer); {hlavička procedúry s troma formálnymi parametrami volanými hodnotou} var i:integer; for i:=0 to dlzka-1 do writeln; clrscr; readln(cislo1,cislo2); gotoxy(25,2); writeln( Prvy scitanec:,cislo1); gotoxy(25,3); writeln( Druhy scitanec:,cislo2); UrobCiaru(25,4,10); sucet:=cislo1+cislo2; gotoxy(25,5); writeln( Sucet:,sucet); readln; {deklarácia lokálnej premennej} {telo procedúry, ktorá nakreslí čiaru od pozície x,y s dĺžkou dlzka} gotoxy(x+i,y); write( ); {začiatok tela hlavného programu} {volanie procedúry s troma skutočnými parametrami x=25, y=4 a dlzka=10} Úlohy: 1. Navrhnite procedúru s názvom okno s nasledovnou hlavičkou: procedure okno(x,y,dx,dy,f:byte); kde x,y je ľavý horný roh rámčeka, dx, dy je veľkosť rámčeka a f je číslo farby, akou sa má rámček vykresliť. Na vykreslenie použite znak Navrhnite procedúru x_na_y s nasledovnou hlavičkou: procedure x_na_y(x,y:integer, var z:longint); ktorá počíta y-tú mocninu čísla x a výsledok vloží do parametra z. 3. Upravte procedúru PrehodZnaky z predchádzajúcej kapitoly tak, aby nebola závislá od použitia globálnych premenných Z1 a Z2.

7 FUNKCIA Funkcia je druh podprogramu, ktorého výsledkom je jediná hodnota odovzdávaná menom funkcie (analogicky ako v matematike). Deklaráciu funkcie (telo) umiestňujeme takisto v deklaračnej časti hlavného programu. Štruktúra funkcie: function nazov_f(parameter:typ_prem.):typ_f.;...{deklaračná časť funkcie,}...{napr. deklarácia lokálnych premenných} prikaz 1..n-1; nazov_f:=vyraz; Funkcia s parametrom môže mať aj viac vstupných parametrov. Parametre toho istého typu sa oddeľujú čiarkou (Príklad: function strana (a,b: integer):real;). Parametre rôzneho typu sa oddeľujú bodkočiarkou. (Príklad: function strana (a,b: integer; c: real):real;) Telo funkcie sa od tela procedúry odlišuje v tom, že funkcia musí obsahovať príkaz, kde sa do mena funkcie priradí pomocou príkazu priradenia hodnota výrazu (výsledok funkcie). Nakoľko funkcia v svojom mene vždy vracia hodnotu, musí sa v hlavnom programe volať tak, že je súčasťou výrazu, výpisu na obrazovku alebo logickej podmienky nesmie stáť samostatne na riadku ako procedúra! Napr.: vysledok:=x_na_y(x,y); writeln(x_na_y(x,y)); if x_na_y(x,y)<20 then... Vzorový komentovaný príklad: program funkcie; var obsah,polomer:real; function PI:real; {hlavička funkcie bez parametra} PI:= ; {do mena funkcie sa priradí hodnota} function nadruhu(k:real):real; {hlavička funkcie s parametrom} nadruhu:=k*k; {do mena funkcie sa priradí výraz}

8 {začiatok hlavného programu} clrscr; readln(polomer); obsah:=pi*nadruhu(polomer); {volanie oboch funkcii} writeln( Obsah kruhu je:,obsah:5:2); readln; Úlohy: 1. Navrhnite funkciu x_na_y s nasledovnou hlavičkou: function x_na_y(x,y:integer):longint; ktorá vracia y-tú mocninu čísla x. 2. Navrhnite funkciu fakt s nasledovnou hlavičkou: function fakt(n:byte):longint; ktorá vracia faktoriál čísla n. 3. Vytvorte funkciu prvocislo, ktorej ako argument pošleme celé číslo a ona rozhodne, či je zadané číslo prvočíslo alebo nie je. ZHRNUTIE PODPROGRAMOV Správne naprogramovaný podprogram má byť univerzálny, to znamená, že sa dá použiť v ľubovoľnom hlavnom programe bez nutnosti skúmania podprogramu a nutnosti čokoľvek v podprograme alebo hlavnom programe meniť. Treba dodržiavať nasledovné pravidlá: V podprogramoch by sme nemali používať globálne premenné. Všetko, čo potrebujeme do podprogramu a z podprogramu dostať, mali by sme robiť cez formálne parametre (PNH a PNO). Využívame vo veľkej miere lokálne premenné. Ak sa v podprograme a hlavnom programe vyskytuje premenná s rovnakým názvom (globálna a lokálna premenná), nedochádza ku konfliktu, ale k tzv. zatieneniu globálnej premennej lokálnou. To znamená, že v čase vykonávania podprogramu globálna premenná prestáva formálne existovať, používa sa lokálna premenná, no po ukončení podprogramu sa globálna premenná znova vynorí a zachováva si pôvodnú hodnotu.

9 ŠTRUKTUROVANÉ ÚDAJOVÉ TYPY Údajovým jednotkám vytvoreným z viacerých údajov hovoríme štruktúrované údaje. Štruktúrovaným údajovým typom nazývame taký údajový typ, ktorého množina hodnôt je vytvorená zo štruktúrovaných hodnôt. Jazyk pascal poskytuje veľmi širokú paletu údajových typov. JEDNOROZMERNÉ POLE Pole je štruktúrovaný údajový typ, v ktorom každý údaj pozostáva z pevného počtu zložiek rovnakého (homogénneho) typu, pričom každú zložku možno explicitne pomenovať pomocou indexu poľa. tvar: Deklaráciu poľa umiestňujeme v programe do definično-deklaračnej časti var a má nazov_pola:array[d_index..h_index] of typ_pr; Ako príklady deklarácií polí možno uviesť: var VEKTOR:array [1..100] of real; (Pole s názvom VEKTOR, ktoré má 100 prvkov indexovaných od 1 po 100 a každý prvok poľa je typu reálne číslo.) var RIADOK:array [10..80] of char; (Pole s názvom RIADOK, ktoré má 71 prvkov indexovaných od 10 po 80 a každý prvok poľa je typu znak.)

10 Pole sa môže indexovať ľubovoľným typom ordinárneho typu (integer, char, boolean)! To znamená, že index poľa môže byť: rozsah celých čísel (štandardne INTEGER, BYTE,...) rozsah znakov (CHAR) rozsah logických hodnôt (vtedy však pole má len dva prvky s indexom TRUE a FALSE). Príklady: Var pole1:array[1..10] of real; {1} pole2:array[ a.. j ] of real; {2} pole3:array[false..true] of real; {3} V príklade {1} a {2} sú polia rovnako veľké (10 prvkové), rovnakého typu prvkov (real), ale indexovanie prvého je pomocou celých čísel, indexovanie druhého pomocou znakov! Index poľa je v podstate adresa prvku v poli, pomocou ktorej k tomuto prvku pristupujeme. Prístup k jednotlivým prvkom v poli v programe: nazov_pola[index_prvku] Príklady: 1. Zápis do prvku poľa: pole1[1]:=3.14; pole2[ a ]:=3.14; pole3[false]:=3.14; 2. Načítanie do prvku poľa: readln(pole1[2]); readln(pole2[ b ]); 3. Výpis prvku poľa: writeln(pole1[3]);writeln(pole2[ c ]); Vzorový príklad pre načítanie celého poľa z klávesnice: program pole1; var pole:array[1..10] of integer; i: byte; clrscr; for i:=1 to 10 do write( Zadaj,i,. prvok pola: ); readln(pole[i]); readln;

11 Vzorový príklad pre výpis celého poľa na obrazovku: program pole2; var pole:array[ a.. j ] of integer; i: char; clrscr; for i:= a to j do write(pole[i], ); readln; Vzorový príklad pre priradenie hodnôt do celého poľa : program pole3; var pole:array[5..15] of char; i: byte; clrscr; for i:=5 to 15 do pole[i]:= a ; readln; Vzorový príklad pre kopírovanie jedného poľa do druhého : program pole4; var pole1,pole2:array[1..20] of real; i: byte; clrscr; for i:=1 to 20 do pole1[i]:=i; for i:=1 to 20 do pole2[i]:=pole1[i]; readln;

12 DVOJROZMERNÉ POLE Dvojrozmerné pole môžeme chápať ako jednorozmerné pole, kde každým prvkom v tomto poli je znova jednorozmerné pole: tvar: Deklaráciu poľa umiestňujeme v programe do definično-deklaračnej časti var a má nazov_pola:array[d_i_stĺpca..h_i_stlpca]of array[d_i_riadku..h_i_riadku]of typ_pr; Prístup k jednotlivým prvkom v dvojrozmernom poli v programe: nazov_pola[index_stĺpca,index_riadku]

13 ZÁZNAM (REKORD) ŠTRUKTUROVANÉ ÚDAJOVÉ TYPY Dátový typ záznam môžeme chápať ako jednorozmerné (prípadne viacrozmerné) nehomogénne pole. Záznam má tieto vlastnosti: 1. Pevne daný zoznam položiek záznamu. 2. Položky záznamu môžu byť rôzneho dátového typu. 3. K položkám záznamu sa pristupuje cez ich identifikátor. Deklaráciu záznamu umiestňujeme v programe do definično-deklaračnej časti var a má tvar: zaznam : RECORD položka1 : typ_položky; položka2 : typ_položky;... END;

14 Ako príklady deklarácií záznamu možno uviesť: var zamestnanec : record priezvisko:string[20]; meno:string[10]; plat:real; vek:byte; priplatok:boolean; (Záznam s názvom zamestnanec, ktorý má 5 položiek rôznych typov.) Prístup k jednotlivým položkám záznamu v programe: 1. Klasický spôsob: zamestnanec.meno:= hodnota_položky; 2. Skrátený spôsob - použitie kľúčového slova with: with zamestnanec do meno:=hodnota1; plat:=hodnota2; vek:=hodnota3; Jeden záznam môže obsahovať iný záznam. Napríklad človek má okrem mena, priezviska aj adresu, ktorá obsahuje ulicu a mesto (dá sa využiť definovanie nového typu): type Tadresa = record ulica:string[30]; mesto:string; Tclovek = record meno,priezvisko:string; {môžu byť aj v jednom riadku} narodenie: ; adresa:tadresa; var clovek:tcovek; Potom prístup k jednotlivým položkám v druhej úrovni záznamu v programe: clovek.adresa.ulica:= hodnota_položky;

15 SÚBORY V PASCALE Súbor označuje časť diskového priestoru, ktorý obsahuje určité dáta. Súbory môžeme rozdeliť: Súbory textové Súbory netextové s udaným typom TEXTOVÉ SÚBORY Textový súbor je časť diskového priestoru, ktorý obsahuje určité dáta textového typu (znaky). Znaky, ktoré majú ordinálnu hodnotu menšiu ako 32, sú znaky riadiace, ktoré sa nezobrazujú na výstupe. Štruktúra textového súboru: Na konci každého riadku súboru sa nachádza špeciálny znak EOLN (End Of LiNe) a na konci súboru znak EOF (End Of File). Procedúry a funkcie na prácu s textovým súborom: assign(subor, C:\pokus.dat ) priradenie názvu súboru v programe skutočného názvu súboru na disku rewrite(subor) otvorenie súboru pre zápis a nastavenie ukazovateľa na začiatok súboru reset(subor) - otvorenie súboru na čítanie, nastavenie ukazovateľa na začiatok súboru close(subor) zatvorenie súboru eoln(subor) vracia hodnotu true, ak narazí v súbore na značku EOLN eof(subor) vracia hodnotu true, ak narazí v súbore na značku EOF append(subor) otvorenie súboru pre zápis a nastavenie ukazovateľa na koniec súboru Zápis do textového súboru: write (subor,p) zápis premennej p do súboru bez značky EOLN writeln (subor,p) zápis premennej p do súboru so značkou EOLN

16 Vzorový komentovaný príklad na vytvorenie textového súboru: program text_sub; var subor:text; {zvláštny typ premennej text} riadok:string; assign(subor, C:\pokus.txt ); {pripojenie pokus.dat na subor} rewrite(subor); {otvorenie suboru pokus.txt} repeat readln(riadok); {načítanie textu z klávesnice} writeln(subor,riadok); {zápis textu do súboru pokus.txt} until (riadok= ); {koniec zápisu, ak sa stlačí prázdny ENTER} close(subor); {uzatvorenie súboru pokus.txt} Čítanie z textového súboru: readln(subor,p) - načítanie jedného riadku z textového súboru do premennej p až po znak EOLN (premenná p je typu string) read(subor,p)- načítanie jednej lexikálnej jednotky z textového súboru do premennej p (premenná p je typu char) Vzorový komentovaný príklad na načítanie textového súboru verzia 1: program citanie; var subor:text; {zvláštny typ premennej text} riadok:string; clrscr; assign(subor, c:\pokus.txt );{pripojenie pokus.dat na subor} reset(subor); {otvorenie suboru pokus.txt pre čítanie} while not(eof(subor)) do {opakuj, pokiaľ nie je koniec súboru} readln(subor,riadok);{načítaj jeden riadok z textového súboru do premennej riadok} writeln(riadok);{vypíš riadok na obrazovku} readln; close(subor);

17 Vzorový komentovaný príklad na načítanie textového súboru verzia 2: program citanie; var subor:text; ch:char; clrscr; assign(subor,'pokus.txt'); reset(subor); while not(eof(subor)) do {opakuj, pokiaľ nie je koniec súboru} repeat read(subor,ch); write(ch); until eoln(subor);{opakuj, pokiaľ nie je koniec riadku} readln; close(subor); NETEXTOVÉ SÚBORY S UDANÝM TYPOM Deklarácia súborov: type Tsubor = file of typ; var subor:tsubor; Príklad: type SuborRealnychCisel = file of real; SuborZnakov = file of char; var subor:suborrealnychcisel; Procedúry a funkcie na prácu so súborom: assign(subor, C:\pokus.dat ) priradenie názvu súboru v programe skutočného názvu súboru na disku rewrite(subor) otvorenie súboru pre zápis a nastavenie ukazovateľa na začiatok súboru reset(subor) - otvorenie súboru na čítanie, nastavenie ukazovateľa na začiatok súboru close(subor) zatvorenie súboru

18 Zápis a čítanie do/zo súboru : write (subor,p) zápis parametra p do súboru read(subor,p) - načítanie jedného záznamu do parametra p Vzorový komentovaný príklad: program sub; type Tclovek = record {definovanie vlastného typu záznam} meno,priezvisko:string[20]; vek:byte; var subor: file of Tclovek; {subor je súbor záznamov vlastného typu} clovek:tclovek; {premenná vlastného typu} assign(subor, C:\pokus.dat ); {pripojenie pokus.dat na subor} rewrite(subor); {otvorenie suboru pokus.dat} readln(clovek.meno); {načítanie mena z klávesnice} readln(clovek.priezvisko); {načítanie priezviska z klávesnice} readln(clovek.vek); {načítanie veku z klávesnice} write(subor,clovek);{zápis 1 celého záznamu do súboru} close(subor); {uzatvorenie súboru pokus.dat} Niektoré preddefinované procedúry a funkcie pre prácu so súborom: procedure ERASE(subor:file); Vymaže existujúci súbor z pamäťového miesta (napr. pevného disku). procedure SEEK(var F:file; N:longint); Nastaví ukazovateľ v súbore F na pozíciu hodnoty parametra N. function FILEPOS(var F:file):longint; Vracia aktuálnu hodnotu ukazovateľa v súbore F. function FILESIZE(var F:file):longint; Vracia veľkosť súboru F v komponentoch. procedure TRUNCATE(var F:file); Vymaže zo súboru F aktuálny komponent, na ktorý ukazuje ukazovateľ a všetky nasledujúce.