Простые стандартные типы данных языка pascal. Turbo Pascal. Типы данных

Любые данные – константы, переменные, значения функций характеризуются в Паскале типом данных.

Определим понятие типа данных . Как уже известно, все объекты программы (переменные, константы и т.д.) должны быть описаны.

Описания информируют транслятор, во-первых, о существовании используемых переменных и других объектов, во-вторых, указывают на свойства этих объектов. Например, описание переменной, значение которой является числом, указывает на свойства чисел. Формально числа могут быть целыми и вещественными (дробными). В Паскале, как и в других языках программирования, числа разделены на два типа: целые (зарезервированное слово integer) и вещественные (зарезервированное слово real).

Выделение целых чисел в отдельный тип объясняется тем, что в вычислительной машине целые и вещественные числа представляются по-разному: целое число может быть представлено абсолютно точно, а вещественное – неизбежно с некоторой конечной погрешностью, которая определяется свойствами транслятора.

Например, пусть переменная x имеет тип real и ее значение равно единице: x=1 . Соответствующее значение в памяти компьютера может быть и 0.999999999 , и 1.000000001 , и 1.000000000 . Но если переменная x будет объявлена как переменная целого типа, то единица в компьютере будет представлена абсолютно точно и переменная x не сможет принимать вещественные (дробные) значения – ведь она была описана как переменная целого типа.

Таким образом, тип данных определяет:

• внутреннее представление данных в памяти компьютера;
• множество значений, которые могут принимать величины этого типа;
• операции, которые могут выполняться над величинами этого типа.

Введение типов данных является одной из базовых концепций языка Паскаль, заключающейся в том, что при выполнении операции присваивания переменной значения выражения, переменная и выражение должны быть одного типа. Такая проверка выполняется компилятором, что значительно упрощает поиск ошибок и приводит к повышению надежности программы.

Множество типов данных языка Турбо Паскаль можно разделить на две группы:

• стандартные (предопределенные) типы ;
• типы, определяемые пользователем (пользовательские типы) .

К стандартным типам Турбо Паскаль относят:

• целый тип – integer ;
• вещественный тип – real ;
• символьный тип – char ;
• логический тип – boolean ;
• строковый тип – string ;
• указательный тип – pointer ;
• текстовый тип – text .

Пользовательские типы данных представляют собой различные комбинации стандартных типов.

К пользовательским типам относят:

• перечисляемый тип;
• интервальный тип;
• указательный тип;
• структурированные типы;
• процедурный тип.

Замечание . Возможна и другая классификация типов данных, согласно которой типы делятся на простые и сложные.

К простым типам относят: целый тип, вещественный тип, символьный тип, логический тип, перечислимый тип и интервальный тип.

Сложный тип представляет собой различные комбинации простых типов (массивы, записи, множества, файлы и т.д.)

Стандартные типы

Стандартный тип данных определен самим языком Паскаль. При использовании в программе стандартных типов достаточно указать подразделы необходимых типов (const , var) и далее описать используемые в программе константы и переменные. Необходимость использования подраздела Type отсутствует.

Например, если в программе используются только переменные:

i,j – integer (целые);

x,y - real (вещественные);

t,s - char (символьные);

a,b – boolean (логические),

то необходим только подраздел переменных – Var . Поэтому в описательной части программы объявления переменных записываются следующим образом:

Целые типы

Данные этого типа могут принимать только значения целых чисел. В компьютере значения целого типа представляются абсолютно точно. Если переменная отрицательная, то перед ней должен стоять знак «–», если переменная положительная, то знак «+» можно опустить. Данный тип необходим в том случае, когда какую-то величину нельзя представить приближенно – вещественным числом. Например, число людей, животных и т.д.

Примеры записи значений целых чисел: 17, 0, 44789, -4, -127.

Диапазон изменения данных целого типа, определяется пятью стандартными типами целых чисел и представлен в таблице:

Последние два типа служат для представления только положительных чисел, а первые три как положительных, так и отрицательных чисел.

В тексте программы или при вводе данных целого типа значения записываются без десятичной точки . Фактические значения переменной не должны превышать допустимых значений того типа (Shortint , Integer , Longint , Byte , Word), который был использован при описании переменной. Возможные превышения при вычислениях ни как не контролируются, что приведет к неверной работе программы.

Пример использования переменной целого типа

Var a:integer; b:word; c:byte; Begin a:=300; {a присвоено значение 300} b:=300; {b присвоено значение300} c:=200; {c присвоено значение200} a:=b+c; {a присвоено значение500} c:=b; {Ошибка! Переменная c может принимать значения не более 255. Здесь переменной c присваивается значение 500,что вызовет переполнение результата.} End.

Вещественные типы

Значения вещественных типов в компьютере представляются приближенно. Диапазон изменения данных вещественного типа определяется пятью стандартными типами: вещественный (Real), с одинарной точностью (Single), двойной точностью (Double), с повышенной точностью (Extended), сложный (Comp) и представлен в таблице:

Вещественные числа могут быть представлены в двух форматах: с фиксированной и плавающей точкой.

Формат записи числа с фиксированной точкой совпадает с обычной математической записью десятичного числа с дробной частью. Дробная часть отделяется от целой части с помощью точки, например

34.5, -4.0, 77.001, 100.56

Формат записи с плавающей точкой применяется при записи очень больших или очень малых чисел. В этом формате число, стоящее перед символом «E», умножается на число 10 в степени, указанной после символа «E».

Примеры чисел с плавающей точкой:

В таблице с 5 по 9 строку показана запись одного и того же числа 124. Изменяя положение десятичной точки в мантиссе (точка «плывет», отсюда следует название «запись числа с плавающей точкой») и одновременно изменяя величину порядка, можно выбрать наиболее подходящую запись числа.

Пример описания переменных вещественного типа.

Символьный тип

Значениями символьного типа являются символы, которые можно набрать на клавиатуре компьютера. Это позволяет представить в программе текст и производить над ним различные операции: вставлять, удалять отдельные буквы и слова, форматировать и т.д.

Символьный тип обозначается зарезервированным словом Char и предназначен для хранения одного символа. Данные символьного типа в памяти занимают один байт.

Формат объявления символьной переменной:

<имя переменной>: Char;

При определении значения символьной переменной символ записывается в апострофах. Кроме того, задать требуемый символ можно указанием непосредственно его числового значения ASCII-кода. В этом случае необходимо перед числом, обозначающим код ASCII необходимого символа, поставить знак #.

Пример использования переменных символьного типа:

Var c:char; {c – переменная символьного типа} Begin c:=’A’; {переменной c присваивается символ ’A’} c:=#65; {переменной c также присваивается символ A. Его ASCII код равен 65} c:=’5’; {переменной c присваивается символ 5, End. здесь 5 это уже не число}

Логический тип

Логический тип данных называют булевским по имени английского математика Джорджа Буля, создателя области математики – математической логики.

Формат объявления переменной логического типа:

<имя переменной>: boolean;

Данные этого типа могут принимать только два значения:

• True – истина;
• False – ложь.

Логические данные широко используются при проверке правильности некоторых условий и при сравнении величин. Результат может оказаться истинным или ложным.

Для сравнения данных предусмотрены следующие операции отношений:

Пример использования операций отношения:

отношение 5>3 , результат true (истина);

отношение 5=3 , результат false (ложь).

Пример использования переменных логического типа.

Var a,b:boolean; {a,b – переменные логического типа} Begin a:=Тrue; {переменной a присваивается значение «истина»} b:=false; {переменной b присваивается значение «ложь»} End.

Константы

В качестве констант могут использоваться целые, вещественные числа, символы, строки символов, логические константы.

Константу необходимо объявить в описательной части с помощью зарезервированного слова const.

Формат объявления константы

Const <имя константы>= <значение>;

Если в программе используются несколько констант, допускается использование только одного ключевого слова Const , описание каждой константы заканчивается точкой с запятой. Блок констант заканчивается объявлением другого раздела или объявлением блока исполняемых операторов.

Const {объявление раздела констант} year=2003; {константа целого типа, т.к. нет в записи десятичной точки} time=14.05; {константа вещественного типа} N=24; {константа целого типа, т.к. нет в записи десятичной точки} P=3.14; {константа вещественного типа} A=true; {константа логического типа} str1=’7’; {константа символьного типа} str2=’A’; {константа символьного типа} str3=’Turbo’; {константа строкового типа} Var {объявление раздела переменных} X,y:integer; {переменные целого типа}

Пользовательские типы

Из совокупности пользовательских типов рассмотрим только

• перечисляемый тип;
• интервальный тип.

Эти два типа нам будут необходимы при изучении массивов.

Перечисляемый тип

Перечисляемый тип данных описывает новые типы данных, значения которых определяет сам программист. Перечисляемый тип задается перечислением тех значений, которые он может получать. Каждое значение именуется некоторым идентификатором и располагается в списке, обрамленном круглыми скобками. Перечисляемый тип относится к типам данных, определяемым пользователем, поэтому объявление этого типа начинается зарезервированным словом TYPE .

Формат перечисляемого типа:

<имя типа>= (константа1, константа2,..., константаN);

где
константа1 , константа2 ,..., константаN – упорядоченный набор значений идентификаторов, рассматриваемых как константы.

Пример описания перечисляемого типа:

Type ball=(one, two, three, four, five); var t:ball;

Здесь ball – имя перечисляемого типа; one , two , three , four , five – константы; t – переменная, которая может принимать любое значение констант.

В перечисляемом типе константа является идентификатором, поэтому она не заключается в кавычки и не может быть числом. Таким образом, в перечисляемом типе под константой понимается особый вид констант, которые не могут быть:

• константами числового типа: 1, 2, 3, 4 и т. д;
• константами символьного типа: "a", "s", "1", "3" и т. д.;
• константами строкового типа: "first", "second" и т.д.

Кроме того, к значениям этого типа не применимы арифметические операции и стандартные процедуры ввода и вывода Read , Write .

Пример использования переменных перечисляемого типа:

Type days = (Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday); Var day: days; begin if day = Sunday then writeln(‘Сегодня Воскресенье!’); End.

Элементы, входящие в определение перечисляемого типа, считаются упорядоченными в той последовательности, в которой они перечисляются. Нумерация начинается с нуля. Поэтому в приведенном примере дни недели имеют следующие порядковые номера

Для программного определения порядкового номера используется функция Ord() .

В нашем примере порядковые номера равны:

Ord(Monday) = 0;

Ord(Saturday) = 5;

Ord(Sunday) = 6.

Интервальный тип

Если какая-то переменная принимает не все значения своего типа, а только значения, содержащиеся в некотором диапазоне, то такой тип данных называется интервальным типом. Часто интервальный тип называют ограниченным типом и типом-диапазоном. Интервальный тип задается границами своих значений:

<минимальное значение>..<максимальное значение>

• два символа «..» рассматриваются как один символ, поэтому между ними недопустимы пробелы;
• левая граница диапазона не должна превышать его правую границу.

Интервальный тип относится к типам данных, определяемых пользователем, поэтому объявление этого типа начинается со служебного слова TYPE .

Пример описания интервального типа:

Type digit = 1..10; month = 1..31; lat = ’A’..’Z’;

Наиболее распространенные в математике числовые типы – это целые числа, которые представляют бесконечное множество дискретных значений, и действительные числа, которые представляют неограниченный континуум значений.

Описание числовых типов данных (целые) Паскаля

В пределах одного языка могут быть реализованы различные подмножества множества целых чисел. Диапазон возможных значений целых числовых типов зависит от их внутреннего представления, которое может занимать один, два или четыре байта. Так, в Паскале 7.0 используются следующие целые числовые типы данных:

С целыми числовыми типами данных Паскаля можно выполнять следующие операции:

• Арифметические:
  сложение(+);
  вычитание(-);
  умножение(*);
  остаток от деления (mod);
  возведение в степень;
  унарный плюс (+);
  унарный минус (-).

• Операции отношения:
  отношение равенства (=);
  отношение неравенства (<>);
  отношение меньше (<);
  отношение больше (>);
  отношение не меньше (>=);
  отношение не больше (<=).

При действиях с целыми числовыми типами данных тип результата будет соответствовать типу операндов, а если операнды относятся к различным целым типам, - типу того операнда, который имеет максимальную мощность (максимальный диапазон значений). Возможное переполнение результата никак не контролируется (это важно!) , что может привести к ошибкам.

Особое внимание следует уделить операции деления целых числовых типов данных. В Паскале допускается две операции деления, которые соответственно обозначаются "/" и div . Нужно знать, что результатом деления "/" является не целое, а вещественное число (это справедливо, даже если вы делите 8 на 2, т.е. 8/2=4.0). Деление div – это целочисленное деление , т.е. тип результата целый.

Описание числовых типов данных (действительные) Паскаля

К вещественному числовому типу данных относится подмножество вещественных чисел, которые могут быть представлены в так называемом формате с плавающей запятой и фиксированным числом цифр. С плавающей точкой каждый числовой тип данных представляется в виде двух групп цифр. Первая группа цифр называется мантиссой, вторая – порядком. В общем виде числовой тип данных в форме с плавающей точкой может быть представлено так: X= {+|-}MP {+ | -} r , где M – мантисса числа; r – порядок числа (r – целое число); P – основание системы счисления. Например, для десятичного основания представление 2Е-1 (здесь Е – основание десятичной системы счисления) будет иметь вид: 2*10 -1 =0.2, а представление 1.234Е5 будет соответствовать: 1.234*10 5 =123400.0.

В Паскале используются следующие типы вещественных чисел, которые определяют произвольное число лишь с некоторой конечной точностью, зависящей от внутреннего формата вещественного числа:

При описании вещественной переменной типа real в памяти компьютера будет создана переменная размерностью 4 байта. При этом 3 байта будут отданы под мантиссу, а один – под порядок.

Над действительными числовыми типами данных можно выполнять следующие операции:

• Арифметические:
  сложение (+);
  вычитание(-);
  умножение(*);
  деление(/);
  возведение в степень;
  унарный плюс (+);
  унарный минус (-).

• Операции отношения:
  отношение неравенства (<>);
  отношение меньше (<);
  отношение больше (>);
  отношение не меньше (>=);
  отношение не больше (<=).

Как видим, Паскаль характеризуется богатой гаммой вещественных типов, однако доступ к числовым типам данных single , double и extended возможен только при особых режимах компиляции. Эти числовые типы данных рассчитаны на аппаратную поддержку арифметики с плавающей точкой и для их эффективного использования в состав ПК должен входить математический сопроцессор.

Особое положение в Паскале занимает числовой тип данных comp , который трактуется как вещественное число без экспоненциальной и дробной частей. Фактически, comp – это «большое» целое число со знаком, сохраняющее 19..20 значащих десятичных цифр. В то же время числовой тип данных comp в выражениях полностью совместим с другими вещественными типами: над ним определены все вещественные операции, он может использоваться как аргумент математических функций и т.д.

О преобразовании числовых типов данных Паскаля

В Паскале почти невозможны неявные (автоматические) преобразования числовых типов данных. Исключение сделано только для типа integer , который разрешается использовать в выражениях типа real . Например, если переменные описаны следующим образом:

Var X: integer; Y: real;

То оператор

будет синтаксически правильным, хотя справа от знака присваивания стоит целочисленное выражение, а слева – вещественная переменная, компилятор сделает преобразование числовых типов данных автоматически. Обратное же преобразование автоматически типа real в тип integer в Паскале невозможно. Вспомним, какое количество байт выделяется под переменные типа integer и real : под целочисленный тип данных integer выделяется 2 байта памяти, а под real – 6 байта. Для преобразования real в integer имеются две встроенные функции: round (x) округляет вещественное x до ближайшего целого, trunc (x) усекает вещественное число путем отбрасывания дробной части.

Простейшим числовым типом данных в Паскале являются целые типы, предназначенные для хранения целых чисел. Целые числа в Паскале принято делить на два типа: со знаком и без знака. Числа со знаком – это целочисленный тип, в который входят как положительные, так и отрицательные числа, без знака – только положительные.

Ниже приведены две таблицы с целочисленными типами. Сначала выпишем типы целых чисел со знаком :

А это целочисленные типы без знака :

Как видно, в первой колонке стоит название типа, во второй – количество байт, занимаемое в памяти числами этого типа, в третьей – соответственно диапазон возможных значений. В числах со знаком есть два типа – integer и longint (буквально «целый» и «длинный целый»), которые являются синонимами. То есть вы можете в разделе описаний использовать как одно название, так и другое.

Аналогично во второй таблице (неотрицательные целые числа в Паскале) есть также два целочисленных типа-синонима размером 4 байта – longword и cardinal , поэтому используйте либо одно, либо другое.

Ещё можно заметить, что если числа первой таблицы условно перенести в правую часть относительно нуля (сдвинуть интервал вправо так, чтобы минимальным числом оказался 0), то мы получим интервалы целых чисел второй таблицы, лежащие в соответствующих строках. Так, если в 1-байтовом типе shortint к левой и правой границам прибавить 128, то получим тип byte (0..255); если в 2-байтовом типе smallint к границам прибавить 32768, то получим соответствующий 2-байтовый тип без знака word (0..65535) и т.д.

Всё это случается потому, что в целочисленных типах без знака числа могут быть разделены ровно надвое: половина чисел – в отрицательную часть, половина – в положительную. А почему тогда в числах со знаком левая граница по абсолютной величине на 1 больше за правую границу? – спросите вы. Например, в типе shortint минимум -128, тогда как максимум всего 127 (по модулю на 1 меньше). А это потому, что в правую часть входит также и 0, и об этом надо знать и помнить.

Так зачем же целые числа в Паскале делить на столько типов? Почему не обойтись, например, наибольшим из целочисленных типов в PascalABC.Net и Free Pascal – int64 – это почти 9 с половиной квинтиллионов (!) как с минусом, так и с плюсом? Да по простой банальной (?) причине – экономия памяти. Если вам надо сложить два небольших однобайтовых положительных числа (0..255), а вы эти числа описали как int64 (8 байт), то на это ушло в 8 раз больше памяти. А если программа большая и переменных много, то экономия памяти встает очень резко. Причем нет смысла использовать целые типы со знаком, если в задаче речь идет о таких величинах, как длина, масса, расстояние, время и т.п.

В разделе сайта Задачник Абрамяна (подраздел Integer) понаблюдайте за использованием различных целочисленных типов в Паскале.

Наиболее важными элементами программы являются переменные. Именно они влияют на ход событий в программе во время ее выполнения. Например, если бы мы не указали значение переменной Name в , кому было бы адресовано приветствие, выведенное программой?

Переменные могут содержать совершенно различные данные. Например, в одной переменной может храниться чье-то имя, в другой – год рождения, в – третьей – рост и т.д. Такие разные данные и представляются компьютером по-разному. Имя – это строка символов, год рождения – целое число, рост – вещественное число (например, рост равен 1.72 м).

Способ представления данных компьютером определяется их типом . Кроме того, тип данных определяет, какие действия разрешается выполнять над этими данными.

Ниже перечислены основные стандартные типы данных языка Турбо-Паскаль:

1. INTEGER – целочисленные данные в диапазоне от –32768 до 32767, в памяти занимают два байта;
2. REAL – вещественные числа в диапазоне от 2.9´10 -39 (2.9E-39) до 1.7´10 38 (1.7E38), занимают шесть байт;
3. CHAR – отдельный символ, один байт;
4. STRING – строка символов, количество символов в строке (длина строки) ограничивается числом N в квадратных скобках, занимает N+1 байт (если число N не указано, то максимальная длина строки равна 255 символов);
5. BOOLEAN – логический тип, имеет два значения: FALSE (ложь) и TRUE (истина), один байт.

Заметим, что типы INTEGER, CHAR, и BOOLEAN относятся к порядковым типам (ordinal types).

Как Вы, наверное, помните, при описании переменной после ее имени ставится двоеточие, а затем указывается тип. Если несколько переменных имеют одинаковый тип, их имена можно перечислить через запятую.

Пример описания переменных различных типов:

Delphi/Pascal

var a, b, c: integer; sum: real; Alpha, Beta: char; S: string; S_1: string; t: boolean;

Заметьте, что переменная S_1 является строкой символов, но при ее описании не указывается длина. В таком случае компилятор сам устанавливает максимально возможную длину – 255 символов.

Для хранения целых и вещественных чисел существуют и другие предопределенные типы данных. Их характеристики приведены в таблицах ниже. Сравните эти типы с типами INTEGER и REAL, также приведенными в таблицах.

Вещественные типы данных

Какой тип данных использовать

Столько разных типов, скажете Вы, и какой же из них использовать?
Это зависит от поставленной перед Вами задачи. Например, Вам нужна переменная, в которой Вы будете хранить рост некоторого человека (вещественное значение): в этом случае достаточно использовать тип SINGLE. Если какая-то переменная используется у Вас для подсчета количества определенных объектов (целое положительное значение), то прикиньте, может ли быть это число больше 255, если нет – используйте BYTE, если же может – Вам не обойтись без WORD, а в некоторых случаях может понадобиться и LONGINT.

Чтобы узнать о различных типах побольше, нажмите Shift+F1 в среде Турбо-Паскаль (появится окно индекса помощи), а затем выбирайте интересующий Вас объект (например, наберите ‘type’ или ‘real’).