1. Основы языка Object Pascal
1.1. Алфавит языка
Основными символами языка Object Pascal являются:
символы _ + -
26 больших и 26 малых латинских букв A,B, …Y,Z, a,b, …, y,z
10 арабских цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
специальные символы * / = ^ < > ( ) [ ] { } . , : ; ' # $ @
Буквы русского алфавита не входят в состав алфавита языка. Их использование допустимо только в строковых и символьных значениях.
Нет различий при использовании больших и малых букв в записи имен переменных, процедур, функций и меток. Их максимальная длина ограничена 126 символами.
1.2. Краткие сведения о структуре программы
Программа, написанная в среде Delphi при помощи языка Object Pascal, всегда состоит из нескольких модулей. Как минимум таких модулей должно быть два. Один модуль всегда является головной программой и имеет название program. Прочие модули играют вспомогательную и зависимую от головной программы или от других модулей роль и называются unit. Минимально структурированная программа имеет один модуль program и один модуль unit. Серьезные программы помимо модуля program могут содержать до нескольких десятков авторских модулей unit и большое количество ссылок на фирменные или разработанные как самим автором, так и другими разработчиками модули unit.
Программа всегда начинает работу с модуля program, активизируя функционирование одного или нескольких зависимых модулей unit. Те в свою очередь могут активизировать другие модули unit и т.д.
Исходный программный текст каждого модуля составляется на языке Object Pascal и помещается в отдельный файл, который всегда имеет расширение .pas. Текст модуля program имеет расширение .dpr.
Полный программный текст любого модуля также имеет свою структуру, которая может включать блоки определения констант, внутренних структур описания типов, тексты процедур, функций и др.
1.3. Лексическая структура языка
Строительным материалом для конструирования программного текста модуля являются лексемы – особые языковые конструкции, имеющие самостоятельный смысл. Лексемы строятся при помощи символов алфавита языка. В Object Pascal различают следующие основные классы лексем:
Зарезервированные (служебные) слова. Этот класс состоит из слов, построенных только с помощью букв алфавита. Служебные слова можно использовать только по прямому назначению, т. е. так, как их назначение определил разработчик языка. Ни в каком другом виде, например в качестве имен переменных, их использовать нельзя.
Ниже представлен список таких слов:
And
asm
class
destructor
do
end
file
for
if
inherited
interface
library
not
or
procedure
raise
resource
shl
then
try
until
while
with
array
begin
const
dispose
downto
except
finalization
function
implementation
initialization
in
interface
is
mod
object
out
program
record
string
shr
threadvar
type
uses
as
case
constructor
div
else
exports
finally
goto
in
line
label
nil
of
packed
property
repeat
set
string
to
unit
var
xor
Кроме того, нельзя использовать следующие слова, не принадлежащие к этому классу: private, protected, public, published, automated, directives, on, virtual.
Идентификаторы (имена). Идентификаторы или имена предназна-чены для обозначения констант, переменных, типов, процедур, функций, меток. Они формируются из букв, цифр и символа "_" (подчеркивание). Длина имени может быть произвольной, однако компилятор учитывает име-на по его первым 63 символам. Внутри имени не должно быть пробелов.
Object Pascal в именах не различает больших и малых букв. Так следующие имена будут идентичны:
SaveToFile, SAVETOFILE, savetofile, sAVEtOfILE.
Среди программистов установилось хорошее правило, в соответствии с которым имена формируются таким образом, чтобы одновременно выпол-нять роль комментария, поясняющего назначение имени. Так, в приведенном примере имя переводится с английского как "сохранить в файле". Кроме того, с учетом невозможности вставки внутрь такого имени пробелов, первые буквы слов обычно пишут заглавными, а прочие строчными. Из приведенного примера хорошо видно, что именно такой способ записи наиболее нагляден для визуального восприятия имени. Нередко в качестве заменителя пробела используют символ "_". Однако это удлиняет и без того длинные имена. Преимущества длинных имен совсем не означают, что нельзя применять короткие имена. Понятно, что проще набрать с клавиатуры и использовать оператор
a := a + 1,
чем идентичный ему оператор
Disk_C_DirctoryCounter := Disk_C_DirctoryCounter +1.
Следует, однако, с большой осторожностью использовать короткие имена, т. к. это нередко приводит к путанице между глобальными и локальными переменными, обозначенными одинаковыми именами, и, как следствие, к ошибкам в работе программы. Наиболее удобным, безопасным и желательным можно считать локальное использование коротких имен, когда они описаны и использованы внутри какой-нибудь сравнительно небольшой по объему текста процедуры или функции и их действие ограничено пределами только этой алгоритмической единицы. При подозрении на путаницу, действие такой переменной легко проконтролировать визуально.
Изображения. К их числу относятся константы, символьные строки и некоторые другие значения.
Знаки операций формируются из одного или нескольких символов по определению действий, связанных с преобразованием данных.
Разделители используются с целью большего структурирования модуля, с тем чтобы повысить визуальное восприятие длинных текстов. К их числу можно отнести ; := ( .
Комментарии. Эти лексемы используют для пояснения отдельных фрагментов текста программы. Они представляют собой последовательность символов, заключенную в фигурные скобки { } или в разделители (* и *), а также последовательность символов, расположенных в строке справа от двух следующих друг за другом символов /.
Примеры комментариев:
{ Функция вычисления количества дней между двумя датами }
(* Функция вычисления количества дней между двумя датами *)
// Неправильный ответ
Пробел. Этот символ не имеет видимого изображения и служит для отделения лексем друг от друга в тех случаях, когда это необходимо. Обычно использование одного или нескольких рядом стоящих пробелов не искажает смысл программы.
1.4. Некоторые важные понятия
Остановимся на этих понятиях для того, чтобы коротко определить их для понимания большинства примеров, которыми сопровождается материал. Эти компоненты языка имеют исключительную важность, в последующих разделах они будут описаны более подробно.
Ячейка. Этот несколько устаревший, но весьма удобный термин обозначает фрагмент памяти, который можно представить как некий контейнер для хранения данных определенной структуры. Ячейка всегда имеет свое уникальное имя, которое служит адресом, по которому расположены находящиеся в ней данные. Примером ячейки могут служить любые разрешенные имена, например a1, Imk12, Count и т. д. Термин "ячейка" не является языковым термином Object Pascal и используется здесь только для большей наглядности при описании основ языка.
Значение – это постоянная величина или структурный комплекс постоянных величин, выраженных в явном виде. Значение не имеет имени.
Примеры значений:
-55.455051 { обыкновенное вещественное число},
'Расчет посадки с натягом' {строка символов}.
Константа – это ячейка, в которой всегда хранится одно значение. Константы не могут быть изменены в ходе выполнения программы. В этом смысле константа отвечает общепринятому определению постоянной (неизменяемой) величины. Всякая константа должна быть описана, т. е. должно быть явно указано ее значение. Значение константы неявно определяет ее тип.
Необходимо отметить, что в языке существуют так называемые типизованные константы, которые в ходе прохождения программы могут быть изменены. Тип константы указывается в специальной языковой конструкции, начинающейся словом Type (тип).
Переменная – это ячейка, в которой в каждый момент времени хранится одно значение или не хранится ничего. Переменная в любой момент времени может быть изменена программой. Всякая переменная должна быть описана. т .е. должен быть явно указан ее тип. Тип переменной указывается в специальной языковой конструкции, начинающейся словом Var (от английского variable – постоянная).
Тип – это структура и описание множества значений, которые могут быть присвоены переменной.
Оператор присваивания – это команда, предназначенная для изменения содержимого ячейки. С его помощью происходит изменение значения переменной (или типизованной константы).
Синтаксис оператора присваивания:
x := y; { читается "x присвоить y" }
Здесь x – переменная, y – выражение. Выражением могут быть, в частности, переменная, константа или значение. Последовательность символов ":=" обозначает операцию присваивания, в соответствии с которой сначала вычисляется выражение y, затем получившийся результат в виде значения записывается в переменную x (см. подробнее гл. 9).
Примеры:
d := 5; { значение 5 записывается в переменную D },
h := d + 12.5; { выч. 5+12.5, рез. 17.5 записывается в переменную h }.
2. Система типов
В языке Object Pascal все переменные, т. е. ячейки памяти, предназначенные для записи, чтения и хранения значений, должны быть предварительно описаны. Это означает, что всякая переменная должна быть явно отнесена к какому-либо типу.
Тип – это одновременно структура и описание множества значений, которые могут быть присвоены такой переменной.
Язык Object Pascal имеет множество разнообразных типов. Более того он позволяет самому пользователю конструировать самые разнообразные типы, которые могут быть ему необходимы. Конструирование таких типов производится из сравнительно ограниченного количества стандартных типов.
Типы имеют свою иерархию. На верхнем этаже иерархии расположены следующие типы: простые, составные, ссылочные и процедурные.
3. Стандартные простые типы
Основными типами языка являются стандартные простые типы и стандартные структурные типы.
Простые типы делятся на скалярные и ограниченные типы. Cкалярные типы делятся на стандартные и перечислимые. Стандартные скалярные типы делятся на пять видов:
целые [Integer],
вещественные [Real],
логический (булевский) [Boolean],
символьные [Char],
строковые [String].
К ним примыкает особый вариантный тип [Variant].
3.1. Целые типы
Эта группа типов охватывает множество целочисленных значений. Они отличаются друг от друга диапазоном допустимых значений и количеством занимаемой памяти.
Целыми типами являются ShortInt, SmallInt, LongInt, Int64, Byte, Word и LongWord, характеристики которых приведены в табл. 1.
Таблица 1
№
Тип
Диапазон значений
Размер памяти
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ShortInt
SmallInt
LongInt
Int64
Byte
Word
LongWord
–128 .. 127
–32768 .. 32767
–2147483648 .. 2147483647
–2^63 .. 2^63–1
0...255
0...65535
0 .. 4294967295
1 байт
2 байта
4 байта
8 байтов
1 байт
2 байта
4 байта
При назначении типа переменной следует исходить из оценки диапазона возможных значений, которые она может принимать в ходе выполнения программы.
Так если значения переменной будут только положительными, то можно ее отнести к одному из типов Byte, Word, LongWord. Если известно также, что ее значения никогда не выйдут за 255 (например, если переменная предназначена для хранения номера месяца текущего года), то лучше использовать тип Byte. При этом память будет расходоваться наиболее экономно.
Не следует, однако, стремиться к излишней экономии памяти на переменных. Нередко экономно описанная переменная может привести к ситуации, когда программа попытается записать в нее такую константу, которая превышает допустимый диапазон значений. Это приведет к немедленному аварийному завершению программы с сообщением "Range check error" (выход за допустимые границы диапазона). Сообщения такого рода могут генерироваться самыми разными операциями и в самых разных местах программы. По этой причине поиск ошибки в программе, особенно если она многомодульна и сложна, может надолго затянуться.
Не следует также злоупотреблять многообъемными типами, т.к. это может привести к излишнему перерасходу, а иногда и нехватке памяти, с одной стороны, и замедлению работы программы – с другой.
Примеры:
Var
A, A_Par: Integer;
T1, T2, T3: LongInt;
CircleCounter: byte;
Значения целых типов изображаются в обычном десятичном или в шестнадцатеричном видах. Они отличаются тем, что при изображении шестнадцатеричных значений в его начале ставится символ $ и сами значения формируются из шестнадцатеричных цифр 0 .. 9, A ... F.
Максимально допустимый диапазон значений определяется их типом.
Примеры:
0 9877 -56 $F1 ( то же, что 241)
Над целыми значениями можно выполнять четыре обыкновенных арифметических действия: сложение (+), вычитание (-), умножение (*), деление (/) и два дополнительных действия: деление нацело (div) и взятие остатка от деления (mod). При выполнении деления результатом будет вещественное значение, во всех остальных операциях – целое.
3.2. Вещественные типы
Эта группа типов охватывает вещественные значения.
Вещественные типы не могут быть использованы:
в качестве индексов массивов;
в операторах For и Case;
в качестве базисного типа при определении множеств;
при определении подтипов.
При описании вместо Real48 можно указывать Real.
Ниже в табл. 2 приведен список типов и их характеристики.
Таблица 2
№
Тип
Диапазон значений
Значащих цифр в мантиссе
Размер памяти
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Real48
Single
Double
Extended
Comp
Currency
2.9 x 10^–39 ... 1.7 x 10^38
1.5 x 10^–45 ... 3.4 x 10^38
5.0 x 10^–324 ... 1.7 x 10^30
3.6 x 10^–4951 ... 1.1 x 10^4932
-2^63+1 ... 2^63 -1
-922337203685477.5808 ... 922337203685477.5807
11 – 12
7 – 8
15 – 16
19 – 20
19 – 20
19 – 20
6 байтов
4 байта
8 байтов
10 байтов
8 байтов
8 байтов
Примеры:
Var
rA, rA_Par: Real;
T: Integer;
Вещественные значения можно изобразить:
в форме с фиксированной десятичной точкой;
в форме с плавающей десятичной точкой.
Первая форма представления вещественного значения представляет привычное число, в котором целая и дробная части разделены десятичной точкой, например
12.455
-988.45
-8.0
Вторая форма предназначена для записи очень больших или очень маленьких по абсолютной величине значений, когда их представление в форме с фиксированной точкой затруднительно или невозможно. Такое значение изображают в виде
E
Примеры:
-45.2E6 ( то же, что -45,2 106)
5.245E-12 ( то же, что 5,24 10-12)
Порядок таких чисел должен быть всегда целым числом.
3.3. Логический (булевский) тип
Логические переменные имеют тип boolean. Такая переменная занимает один байт памяти и может иметь одно из двух возможных значений – True (истина) или False (ложь).
Примеры:
Var
b : boolean;
b1, Ti : boolean;
3.4. Символьный тип
Типы AnsiChar и WideChar описывают множество отдельных символов языка, включая буквы русского алфавита. AnsiChar описывает множество из 256 ASCII-кодов и занимает один байт памяти, WideChar описывает мно-жество Unicode – универсальное множество кодов и занимает два байта памя-ти. Тип AnsiChar эквивалентен базовому типу Char прежних версий языка.
Примеры:
Var
Ch, k : AnsiChar;
Char_Massivr: array[1..100] of Char;
Символьное значение представляют в виде символа, заключенного с обеих сторон в апострофы. Для изображения самого апострофа его удваивают (последний пример), например:
'h' 'X' '#' '$' ''''
3.5. Строковые типы
Этот тип во многом схож с типом Array of Char, т. е. массивом символов. Отличие состоит в том, что переменная этого типа может иметь динамическое количество символов (от нуля до верхней границы), в то время как массив символов всегда статичен и имеет одинаковое количество символов.
Таблица 3
№
Тип
Длина строки
Занимаемая память
1.
2.
3.
ShortString
AnsiString
WideString
0 – 256 символов
0 – 2 Гб символов
0 – 2 Гб символов
(Кол-во символов) х 1 байт
(Кол-во символов) х 1 байт
(Кол-во символов) х 2 байта
Максимальная длина строковой переменной должна быть указана явно. Размер строки на единицу больше ее объявленной длины, т. к. в ее нулевом байте содержится фактическая длина строки. Длину в нулевом байте можно принудительно менять.
Особо следует выделить тип String. Если длина String-строки не объявлена, то при действии директивы компилятора {$H+} или без ее указания такое объявление равносильно AnsiStrig. Если установлена директива {$H-}, то тип String равносилен типу ShortString.
Строковое значение изображают в виде последовательности символов, заключенной в апострофы. Пустую строку изображают двойным апострофом.
Примеры значений строковых типов:
'Иванов И.И.' '' 'Газета"ИЗВЕСТИЯ"' 'Строка символов'
Примеры описания переменных строковых типов:
Var
s1, s2 : ShortString [12];
st1, st2 : AnsiString [580];
ChMassiv: array [1..15] of String;
3.6. Строковый тип PChar
Для связи с функциями Windows в язык Object Pascal введен новый тип строк – PChar-строки с завершающим нулем. В обычной и привычной для прежних версий языка String-строке нулевой байт отведен для хранения реального количества символов этой строки, а сами символы последовательно располагаются начиная с первого байта. В PChar-строке, наоборот, символы располагаются начиная с нулевого байта, а их последовательность заканчивается завершающим нулем.
Строки PChar можно объявлять как обычные символьные массивы. Например, строку длины 3000 плюс один байт, зарезервированный под завершающий нуль, можно определить следующим образом:
Var
s: array[1 .. 3000] of Char;
П р и м е ч а н и е. Без необходимости не используйте PChar-строки. Строковые String-типы и функции для обработки таких строк хорошо отлажены, они легче в использовании, и, как правило, надежнее PChar-строк.
3.7. Динамические PString-строки
Этот тип строк так же, как PChar, введен в язык для обращения к функциям Windows. Подробнее PString-строки описаны далее.
3.8. Перечислимые типы
Этот тип переменных может быть сформирован самим пользователем. Он создается простым перечислением возможных значений переменной.
Примеры перечислимых типов:
Type
MaleNames = (Ivan, Peter, Serge);
SwithOpts = (On, Off);
SostTypes = (Active, Passive, Waiting);
Sides = (Left, Right, Top, Down);
В первом примере переменная объявленного типа может принимать значение одного из трех мужских имен. Во втором – одно из двух значений – On (включено) или Off (выключено) и т. д.
Имена из списка перечислимого типа считаются константами соответствующего перечислимого типа и в пределах блока не должны повторяться.
Например, описания вида
Type
Days1 = (Monday, Wednesday, Friday);
Days2 = (Tuesday, Wednesday, Saturday, Sunday);
содержат ошибку, т. к. константа Wednesday используется дважды.
3.9. Ограниченные типы
Этот тип формируется самим пользователем посредством сужения значений ранее определенного или стандартного типов.
Примеры:
Type
Diapason = 1 .. 30;
Letters = 'a' .. 'v';
TList = (t1, t2, t3, t4, t5, t6,t7, t8, t9, t10);
TlistSmall = (t2 .. t8);
3.10. Вариантный тип (Variant)
Тип Variant – особый тип языка Object Pascal. Значение этого типа наперед неизвестно, однако может быть определено через присваиваемое значение одним из следующих типов: все целые, вещественные, строковые, символьные и логические типы, за исключением Int64.
Следующие примеры демонстрируют использование типа Variant и механизм конверсии типов при смешивании его с другими типами. Сопроводи-тельные комментарии поясняют правила, при помощи которых операторы присваивания меняют тип Variant-переменных в зависимости от принятого ими значения.
Var
V1, V2, V3, V4, V5: Variant; {описание Variant-переменных }
I: Integer;
D: Double;
S: string;
...
begin
V1 := 1; { integer-значение }
V2 := 1234.5678; { real-значение }
V3 := 'Иванов'; { string-значение }
V4 := '1000'; { string-значение }
V5 := V1 + V2 + V4; { real-значение 2235.5678}
I := V1; { I = 1 (integer-значение) }
D := V2; { D = 1234.5678 (real-значение) }
S := V3; { S = ' Иванов' (string-значение) }
I := V4; { I = 1000 (integer-значение) }
S := V5; { S = '2235.5678' (string-значение) }
end;
3.11. Тип "дата – время"
В языке имеется несколько типов, предназначенных для работы с датами и временем. Они имеют вид
Type
TDateTime = Double;
TDate = TDateTime;
TTimeStamp = Record
Time: Integer; { время в миллисекундах от полуночи }
Date: Integer; { единица + число дней с 01.01.0001 г.}
end;
Тип TDateTime предназначен для хранения даты и времени.
Переменная отличается от константы или значения тем, что в процессе работы программы она может менять содержимое своей памяти. Однако в каждый момент времени она хранит только одно значение. Всякая перемен-ная имеет имя, тип и свою область видимости. По сути, переменная явля-ется контейнером для хранения значения идентичного типа. Всякая перемен-ная в блоке описания должна быть представлена только один раз.
Описание переменной или группы переменных начинается словом Var. Область видимости переменной будет подробно описана ниже.
Общий вид описания переменных одного типа:
: ;
Пример:
Var
t_s1, t_q1: String[255];
rt1, rt2: (Opened, Closed, Unknown);
Re1, Re2, Re3: Real;
i: Integer;
В этом примере переменные t_s1 и t_q1 описаны как строковые переменные типа String[255]. При работе программа выделит под каждую из них с учетом нулевого байта по 256 байтов памяти для хранения символьных значений. Переменные rt1, rt2 объявлены как переменные, которые могут принимать в определенный момент времени одно из перечисленных значений: Opened, Closed, Unknown. Переменные Re1, Re2, Re3 объявлены вещественными, а переменная i – целочисленной типа Integer.
Переменными могут быть объявлены не только переменные простых типов. Ниже будут рассмотрены переменные более сложных – структурных – типов. Более того, переменными могут быть объявлены структуры структур, примером которых являются классы. Например:
type
TKdnClass = class(TObject)
…
End;
Var
Ts: Record
A, N: Integer;
End;
Cl: TKdnClass;
5. Описание констант
В Object Pascal различается два вида констант – обыкновенные и типизованные. Описание констант следует после слова Const.
5.1. Обыкновенные константы
Описание константы строится по правилу
= ;
Примеры:
Const
T_Par = 12899;
M_ArrayCount = 16;
Middle_M_Array = M_ArrayCount div 2;
RealMax = 1.7e38;
StarString = '* * * * * * * * * * * * *';
Log10 = 2.302585;
Log10_Invert = 1/Log10;
LeftArrayBound = -M_ArrayCount;
Тип константы определяется автоматически по виду ее значения.
Существует несколько констант, которые заранее предопределены и не требуют описания:
Pi = 3.1415926536E+00 (тип Real)
False, True ( Boolean)
MaxInt = 32767 ( Integer)
MaxLongInt = 2147483647 ( LongInt)
Nil ( Pointer).
Часто константы используют для определения динамических массивов, динамических строк и других динамических структур. Следующие описания демонстрируют пример такого определения.
Const
ArrMax = 100;
nSt = 46;
Var
IntArr: Array[1..ArrMax] of Integer;
StrArrr: Array[1..ArrMax] of String[nSt];
Такой способ описания позволяет при необходимости легко изменить размер массивов, изменив всего лишь значение константы (в данном случае константы ArrMax). При этом произойдут автоматические изменения определений как в текущем, так и в других модулях, если они содержат определения, опирающиеся на эту константу. Явное определение массивов через значение 100 потребовало бы соответствующих явных изменений этого значения на другое всюду, где такие описания имели бы место. Для больших программ это могло бы стать причиной ошибок, если часть изменений не была бы выполнена по недосмотру.
Типизованные константы
Это специальный тип констант, которые отличаются от обыкновенных констант тем, что при их описании необходимо указывать тип.
Простые типизованные константы. Общий вид константы:
: = ;
Примеры:
Const
CurrentPosition: Word = 11000;
LastLetter: Char = 'z';
HeadOfModule: String[26] = 'Начало программного модуля';
Типизованные константы нельзя использовать для описания динамических структур. Следующий пример демонстрирует недопустимое описание динамического массива Arr через типизованную константу ArrMax:
Const
ArrMax: Integer = 100;
Var
IntArr: Array [1..ArrMax] of Integer; { Ошибка }
Значение типизованных констант можно изменять в ходе выполнения программы, и они могут быть использованы в качестве Var-параметра процедуры или функции. В этой связи типизованные константы по сути являются переменными с начальным значением.
Типизованные константы типа "массив". Этот тип констант позволяет обозначить постоянной величиной целый массив однотипных значений, например:
Type
tVotes = (Yes, No, UnDef);
tVoteArr = array [tVotes] of String [7];
Const
Votes : tVoteArr = ( 'Да', 'Нет', 'Не знаю' );
Var
V: tVoteArr;
S: String[20];
…
V:= Votes;
S:=V[UnDef];
…
Здесь в секции Type сначала описан перечислимый тип tVote из трех значений Yes, No, Undef. Затем через этот тип определен новый тип tVoteArr как тип-массив из трех элементов, каждый из которых является строкой длины 7. Далее в секции Const определена типизованная константа Votes, которая определена как массив трех строковых значений ('Да', 'Нет', 'Не знаю'). Затем в секции Var описаны переменные V и S разных типов. Предпоследняя и последняя строки являются исполняемыми операторами присваивания. Сначала переменной V присвоено начальное значение – константа Votes. Затем переменной S присвоено значение третьего элемента массива V. В результате значением строковой переменной S будет 'Не знаю'.
Типизованные константы типа "запись". Это комбинированный тип констант, основанный на конструкциях типа Record (см. параграф 7.1), которые состоят из полей. Константы такого типа определяются по правилу "имя поля : значение поля".
Пример:
Type
tDayOfYear = Record {день года}
Week : (Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat,Sun); {день недели}
Num : 1 .. 31; {день месяца}
Month : 1 ..12; {месяц }
Year : 1951 .. 2050; {год}
End;
Const
D1 : (Week : Sun; Num : 26; Month : 10; Year : 2001 D1, которая представляет конкретную дату "Воскресенье, 26, октябрь);
Здесь в секции Type описана запись, состоящая из четырех полей и характеризующая день года. Назначения этих полей понятно из сопроводительных комментариев. Затем в секции Const описана типизованная константа (Sun; 26; 12; 2001), т. е. " Воскресенье, 26 октября 2001 года".
Типизованные константы типа "множество". Эти константы могут быть построены как подмножества базовых или производных от них типов.
Примеры:
Type
tChildNameSet = set of ['Таня', 'Валя', 'Володя', 'Гена'];
Const
Girls2Set : tGirlsNamesSet = ['Валя', 'Гена'];
Indexes: set of integer = [300 .. 500, 1777,3700];
Здесь в секции Type описано множество из четырех имен детей. Ниже в секции Const описано две константы, каждая из которых представляет подмножества. Первая – подмножество имен, объявленных ранее в tChildNameSet, вторая – подмножество целых чисел типа Integer.
6. Описание типов
Ранее уже приводились примеры описания переменных, в которых их тип указывался в Var-секции явно или на основе ранее объявленного пользовательского типа.
Описание секции типов начинается словом Type.
В табл. 4 дан пример двух идентичных способов описания переменных t, u, n.
Таблица 4
Явный способ описания
переменных
Описание переменных с предварительным описанием их типа
Var
t,u,n:(Mon, Tue,Wed, Thu,Fri,Sat,Sun);
Type
DaysOfWeek = (Mon, Tue,Wed, Thu,Fri,Sat,Sun);
Var t,u,n: DaysOfWeek;
В тех случаях, когда явный и типизованный способы описания переменных конкурируют, следует всегда отдавать предпочтение способу описания переменных с предварительным объявлением их типа в секции Type. Такой способ позволяет:
а) конкретизировать тип;
б) четко выделить множество переменных этого типа;/P>
в) повысить уровень структурированности программы;
г) снизить вероятность путаницы в типах, когда переменные фактически того же типа объявлены разными способами;
д) уменьшить объем текста за счет возможности быстрой ссылки на ранее определенный тип, особенно в тех ситуациях, когда этот тип используется для порождения новых типов, переменных, функций и пр. в других секциях или модулях.
В этой связи важно подчеркнуть, что даже при совпадении базовых типов различие в пользовательских типах может привести к непредсказуемому поведению программы. Например, в нижеследующей секции Type два производных типа t1 и t2 имеют одинаковый базовый тип byte. Однако объявленные ниже в Var-секции переменные p1 и p2 будут расценены системой как переменные разных типов. Это обстоятельство может послужить причиной недоразумений в ходе составления и/или выполнения программы.
Type
t1 = byte;
t2 = byte;
Var
p1: t1;
p2: t2;
Корректным можно считать следующий аналог:
Type
t1 = byte;
Var
p1,p2: t1;
7. Структурные типы
Структурные типы представляют собой совокупность значений одного или нескольких различных типов. Их наличие позволяет программисту конструировать производные типы практически любой сложности, что резко расширяет возможности языка.
К числу структурных относятся следующие типы:
множественные типы [Set],
регулярные типы (массивы) [Array],
комбинированные типы (записи) [Record],
файловые типы [File],
классы [Class],
классовые ссылки [Class reference],
интерфейсы [Interface].
Ниже будут подробно описаны первых четыре структурных типа – регулярный, комбинированный, множественный и файловый.
Три последних типа будут описаны отдельно в разделах, посвященных объектно-ориентированному программированию.
7.1. Регулярные типы (массивы)
Массив – это структура языка Object Pascal, представляющая собой упорядоченную совокупность элементов одного типа.
Следует различать два вида массивов: массив-тип и массив-переменную.
Массив-тип. Синтаксис маcсива-типа:
= Array [, , …, ]
Of ;
Всякий массив имеет размерность. Размерность определяется количеством типов индексов, которые заключены в квадратные скобки [ .. ].
Массив-тип предназначен для описания:
структуры массива как типа;
размерности массива;
типов индексов массива;
типа каждого элемента массива.
Так, в следующем примере
Type
tA1: array [1 .. 10] of Real;
описана структура одномерного массива вещественных элементов (Real), в котором индекс может изменяться в диапазоне целых значений от 1 до 10. Его элементами являются вещественные типы tA1[1], tA1[2], tA1[3], …, tA1[9], tA1[10].
Другой пример:
Type
Color: (Red, Green); { перечислимый тип }
Z: array [1 .. 3, Color ] of Boolean; { массив }
В нем сначала описан простой перечислимый тип Color. Ниже на его основе описан двумерный массив Z логических (Boolean) элементов. Первый индекс массива имеет целый тип, а второй – тип Color. Таким образом, массив состоит из шести элементов – логических типов:
Z [1, Red], Z [1, Green], Z[2, Red], Z[2, Green], Z[3, Red], Z[3, Green].
Массив-переменная. Синтаксис маcсива-переменной:
: Array [,, …, ]
Of ;
Массив-переменная отличается от массива-типа тем, что все его элементы – это отдельные независимые переменные, которые могут содержать различные значения одного типа.
Массив-переменная может быть описан явно или с помощью ранее определенного в секции Type типа.
В следующем примере массивы y, Z описаны идентично, причем y – явно, Z – на основе ранее определенного типа в секции Type, т. е. неявно.
Type
tA1: array [1 .. 10] of Real;
Var
y : array [1 .. 10] of Real; {массив}
Z : tA1; {массив}
Этот пример демонстрирует разные способы описания одинаковых по структуре, но разных по типу массивов. С точки зрения корректного программирования он одновременно является примером того, как не следует описывать идентичные переменные. Причина этого заключается в том, что идентичные структуры во избежание непредсказуемого поведения программы следует описывать одним типом.
В этой связи корректным будет любой из вариантов, приведенных в табл. 5.
Таблица 5
Корректный неявный способ
Корректный явный способ
Type tA1: array [1 .. 10] of Real;
Var Y, Z: tA1;
Var y, Z: array [1 .. 10] of Real;
Многомерные массивы содержат два и более индексов, например:
Var h: array[1 ..3, boolean, -7 .. 7] of Word;
что эквивалентно
Var h: array[1 ..3] of array[boolean] of array[-7 .. 7] of Word;
Для упакованных массивов
Var packed array[Boolean,1..10,TShoeSize] of Char;
что эквивалентно
Var
packed array[Boolean] of packed array[1..10]
of packed array[TShoeSize] of Char;
Манипуляции с отдельными элементами массивов. Обращение к отдельному элементу массива возможно через его индексы. В следующем примере в секции Var описаны простая переменная i и два одномерных массива A и V как целые переменные типа Integer. Затем в блоке begin … end расположены три вычислительных оператора.
Var
i: Integer;
A, V: array[1..100] of Integer;
…
begin
i:= 5;
V[8]:= i+9;
A[45]:= V[i+3]*2;
end;
При выполнении первого из них переменная i примет значение 5. При выполнении второго – восьмой элемент массива V примет значение 14. В третьем операторе сначала будет вычислен индекс i + 3 = 8, затем значение восьмого элемента массива V (значение 14) будет умножено на 2 и полученный результат – значение 28 – будет присвоено 45-му элементу массива A.
Манипуляции с массивами. Язык допускает с помощью одного оператора присваивания выполнить операцию над массивом в целом. Пусть, например, массивы A, V объявлены как квадратные матрицы. Тогда оператор
V:= A;
выполнит копирование значений всех элементов массива A в массив V, а после выполнения оператора
V:= A * V;
будет выполнено умножение матрицы А на матрицу V и результат будет помещен в матрицу V с предварительным затиранием старых значений.
Упакованные массивы. Элементы упакованного массива хранятся в памяти максимально плотно. При записи он предварительно упаковывается с целью экономии памяти. При чтении, наоборот, распаковывается. Операции упаковки и распаковки требуют дополнительного времени. Поэтому использование упакованных массивов несколько замедляет работу программы. От обычного массива Array описание упакованного массива отличается тем, что перед этим словом добавляется слово Pаcked, например:
Var W: packed array [1..100] of Integer;
7.2. Комбинированные типы (записи)
Запись – это объединение элементов разных типов. Как и в массивах, следует различать запись-тип и запись-переменную. Один элемент записи называется полем.
Запись-тип. Синтаксис записи-типа:
= Record
: ;
: ;
...
: ;
End;
Записи очень удобны для описания и хранения разнотипных данных о каких-либо однотипных структурах.
Примером могут служить сведения о студентах. Сведения о любом из них могут включать поля: Фамилия, Имя, Отчество, Год рождения, Группа, Год поступления в вуз, Курс. Такие структуры являются однотипными и могут быть описаны следующим типом:
Type
TStud = Record { Сведения о студенте как запись }
Fio : String[40]; { ФИО как строка из 40 символов }
Name : String[20]; { Имя как строка из 20 символов }
Otch : String[30]; { Отчество как строка из 30 символов }
BirthYear : Word; { Год рождения как целое типа Word }
Group : String[8]; { Группа как строка из 8 символов }
ElectYear : Word; { Год поступления как целое типа Word }
Curs : Byte; { Курс как целое типа Byte }
End;
В этом примере типы полей записи типа tStud назначены с учетом максимально возможных значений этих полей. Так, структура может хранить фамилию из не более чем 40 символов. Полю Curs назначен тип Byte, который имеет диапазон значений 0 .. 255, т. к. значением этого поля может быть одно из значений 1 .. 6, которые полностью охватываются диапазоном типа Byte. Этому полю можно было бы назначить любой другой целый тип, например Word. Однако, в целях экономии памяти, повышения скорости чтения и записи данных, следует назначить именно тип Byte, который занимает всего 1 байт памяти, а не тип Word, который требует 2 байта памяти. В то же время, например, для поля ElectYear (год поступления) тип Byte непригоден, т. к. имеет недостаточный диапазон значений.
Записи с вариантами. Синтаксис записи допускает вариантность описания полей. Вариантная часть содержит несколько альтернатив, в каждой из которых в круглых скобках задается список полей, присущих своему варианту. Примером могут служить записи о пенсионерах:
Type
tPensioner = Record { пенсионер }
FioIO : String[100]; { Фамилия, имя, отчество одной строкой }
Age : Byte; { Возраст }
Case Citizen: boolean of {Горожанин ли ?}
TRUE : (Town : String[30];) {Город, в котором проживает}
FALSE: (Address : String[100]; {Полный адрес одной строкой}
Transport : String[200];) {Транспорт, которым можно добраться до города}
End;
В этом примере запись tPensioner содержит понятные поля FioIO и Age, а также поле нового вида – логическое поле Citizen вариантного типа. От значения этого поля зависит появление и непоявление некоторых потенциальных полей записи. Так если значение этого поля TRUE (истина), то в записи появляется (становится доступным) поле Town (город), при значении FALSE (ложь) – поля Address и Transport.
При использовании вариантных полей в записях следует подчиняться следующим правилам синтаксиса:
Вариантная часть должна начинаться со строки, в начале которой располагается слово Case, а в ее конце – слово Of. Между ними располагается поле-признак.
Запись должна содержать только один вариант, который должен располагаться в конце всех описанных полей непосредствено перед словом End.
Имена полей во всех вариантах должны быть разными. Они должны также отличаться от имен полей фиксированной части.
Для некоторых возможных значений поля-признака вариант может отсутствовать. В этом случае после двоеточия, соответствующего значению варианта, следует поставить пустой список ( ) либо не указывать этот вариант вообще (включая значение, двоеточие и пустое поле).
Запись-переменная. Синтаксис записи-переменной:
: Record
: ;
: ;
...
: ;
End;
т.е. синтаксисы переменной и типа отличаются одним символом (":" и "=").
Пример:
Type
tMass : Array [1 .. 2, 1 .. 50] of Real;
tRec: Record
Name : String [10];
Mass2: tMass;
End;
Var
J: Integer;
S: String[70];
F,Gri : Record
a,b,c: Integer;
k: Array [1..10] of String