Мансуров. Основы программирования в среде Lazarus. 2010

Глава 3 Более сложные элементы языка

____________________________________________________________________

Как видите, количество целочисленных типов достаточно велико, однако наиболее часто используемыми являются типы integer и cardinal. Эти два типа обеспечивают максимальную производительность на 32-битных платфор-

мах. Заметим, что указанный диапазон, соответствующий LongInt, верен только для режимов компиляции OBJFPC и DELPHI. В остальных случаях (в т.ч. и по умолчанию) Integer соответствует SmallInt (2 байта).

3.2.1.2. Интервальный тип

Интервальный тип определяется на основе порядкового типа и позволяет ограничить диапазон допустимых значений в виде некоторого интервала вида:

Минимальное значение..Максимальное значение

При этом символы ".." между минимальным и максимальным значениями считаются одним символом, т.е. пробелы между этими точками недопустимы.

Естественно, максимальное значение должно быть больше минимального. Опи-

сание переменной интервального типа имеет вид:

var <Переменная>: Минимальное значение..Максимальное значение;

Например:

var day: 1..31;

month: 1..12;

year: 2000..2008;

161

3.2 Еще раз о типах данных

____________________________________________________________________

3.2.1.3. Перечислимый тип

В этом типе, как следует из названия, значения задаются простым пере-

числением через запятую, причем весь список заключается в скобки, например:

var education: (student, bachelor, graduate, doctor);

course: (first, second, third, fourth, fifth);

Порядковый номер элемента списка начинается с 0, таким образом student имеет порядковый номер 0, bachelor порядковый номер 1, graduate

номер 2, doctor номер 3.

3.2.1.4. Множества

Множество в Object Pascal представляют собой группу элементов, с

которыми можно сравнивать другие элементы с целью определения входят эти элементы в состав множества или нет. Множества предоставляют программи-

сту возможность достаточно просто представить коллекцию символов, чисел или других перечислимых типов данных. Объявление множества имеет вид:

Set of <Базовый тип>

Например:

var

num: set of 1..10;

num1: set of 20..100;

Здесь num – множество, состоящее из десяти целых чисел.

num1 – множество состоящее из целых чисел от 20 до 100. Значением пе-

ременной типа множество является набор значений или интервалов порядково-

го типа, заключенных в квадратные скобки. Такая форма определения множе-

ства называется конструктором множества.

Присвоение значения переменным: num:=[1, 3, 5, 7, 9]; num1:=[21..75, 81, 82..95];

162

Глава 3 Более сложные элементы языка

____________________________________________________________________

Чтобы определить принадлежит ли переменная множеству, используется оператор in:

if 81 in num1 then

<Какие-то действия >

Можно множество заранее не определять, а сразу использовать конструк-

тор множества в операторе in:

if range in [1..50, 75..100] then

<Какие-то действия >

3.2.1.5. Логический тип

Логический тип имеет только два значения true (истина, да) и false

(ложь, нет). Причем, логическому true соответствует порядковое число 1, а false 0. Таким образом true "больше" false!

Возможные логические типы представлены в таблице 3.2.

Рекомендуется использовать тип boolean, остальные типы введены для совместимости с другими языками.

3.2.1.6. Вещественный тип

Вещественные числа представляются в памяти компьютера в форме с пла-

вающей точкой и позволяют производить вычисления с большой точностью и значительно большим диапазоном значений чисел, в том числе и дробных.

163

3.2 Еще раз о типах данных

____________________________________________________________________

Основные вещественные типы представлены в таблице 3.3.

Максимальную производительность и точность обеспечивает тип

Extended. Тип Currency минимизирует ошибки округления и его целесооб-

разно применять для денежных расчетов. Тип Comp на самом деле целое 64-х

разрядное число, но оно обрабатывается так же как и вещественные типы, т.е. в

выражениях полностью совместим с вещественными типами.

3.2.1.7. Указатели

Указатель это переменная особенного типа, в которой содержатся не сами данные, а адрес памяти, где эти данные хранятся. Точнее адрес первого байта этих данных. Таким образом, указатель как бы ссылается на данные посредст-

вом своего значения (адреса). Примером указателя в обычной жизни может служить номер телефона. Само по себе это число ничего не значит, но если вы наберете этот номер в своем мобильном телефоне, вы "попадете" к нужному абоненту.

Указатели бывают типизированные и нетипизированные. При объявлении типизированного указателя всегда указывается тип данных, на которые ссыла-

ется указатель. Описание указателя имеет вид:

164

Глава 3 Более сложные элементы языка

____________________________________________________________________

var имя переменной: ^тип;

Например:

var px: ^integer; // указатель на данные целого типа py: ^real; // указатель на данные вещественного типа pname: ^string; // указатель на данные типа строка

pphone: ^string[7];

Компилятор строго следит за правильностью использования указателя и типом данных, на которые ссылается этот указатель.

Для нетипизированных указателей тип данных не указывается. В этом слу-

чае программист сам должен заботиться о правильном использовании указателя и типов данных. При его описании используется ключевое слово pointer.

Пример описания нетипизированного указателя:

var p: pointer;

Более подробно мы будем изучать указатели в главе 4.

В дальнейшем мы рассмотрим еще типы данных, в частности, в следую-

щем разделе познакомимся с типами данных, позволяющих обрабатывать сим-

вольную информацию.

3.3.Обработка символьной информации в Паскале

3.3.1Символьные и строковые типы данных.

Первые применения ЭВМ были в основном для решения так называемых вычислительных задач, т.е. задач возникающих в математике, в научно – тех-

нических задачах, где требуется решение различных уравнений, вычисление значений функций и т.д. Но применение компьютеров для вычислительных за-

дач составляет всего 20 – 25% по сравнению с их применением в других облас-

тях. К таким задачам относятся задачи, возникающие в лингвистике, логике,

165

3.3Обработка символьной информации в Паскале

____________________________________________________________________

психологии, теории игр и т.д.

Компьютеры широко применяются для набора различных текстов и доку-

ментов, перевода текстов. Компьютеры сочиняют музыку, пишут стихи, играют

вшахматы. Конечно, при решении таких задач вычисления производятся, но не

втаком объеме, как при решении вычислительных задач. В основном в нечи-

словых задачах компьютер оперирует с символьной информацией.

Необходимо понимать, что вся информация, хранящаяся в памяти компью-

тера, представлена в виде двоичных чисел. Все дело в том, что под этими дво-

ичными числами понимается, действительно ли это какие-то числа или что-

либо другое. Так вот под "другое" имеются в виду символы или совокупность символов. Т.е. каждый символ кодируется в виде двоичных чисел. Только об-

рабатываются эти числа совершенно по-другому. Программист знает, когда он работает с числами, когда с символами и поэтому предусматривает для каждого случая соответствующие способы работы с этими числами. А в памяти компь-

ютера двоичное представление символа или группы символов может совпадать с каким-нибудь "настоящим" числом.

Примечательно, что возможность применения компьютеров для решения нечисловых задач понимали еще тогда, когда и компьютеров-то вообще не бы-

ло! Вот что писала знаменитая Ада Лавлейс еще в 1843 году: "Многие не све-

дущие в математике люди думают, что поскольку назначение аналитической машины Бэббиджа – выдавать результаты в численном виде, то природа проис-

ходящих в ней процессов должна быть арифметической и численной, а не ал-

гебраической и аналитической. Но они ошибаются. Машина может упорядочи-

вать и комбинировать числовые значения так же, как и буквы или любые дру-

гие символы общего характера. В сущности, при выполнении соответствующих условий она могла бы выдавать результаты и в алгебраическом виде".

В 1963 г. американская организация по стандартизации American Standards Association (ASA) предложила для представления символов, т.е. цифр, букв и других знаков специальный семибитный код, который стал называться кодовой

166

Глава 3 Более сложные элементы языка

____________________________________________________________________

таблицей ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Номер,

который символ имеет в таблице ASCII, называется кодом этого символа. Сим-

вол можно представить, указав его в кавычках, а можно использовать значок #,

за которым следует код символа. Например, буква 'А', в таблице ASCII

имеет номер 65, т е. его код равен 65, тогда можно указать # 65 и это будет оз-

начать букву 'А'.

Однако эта кодовая таблица содержала кроме цифр и знаков только буквы английского алфавита. Поэтому был принят стандарт на 8-битную таблицу

ASCII, в которой первые 128 символов оставались те же, что и в 7-битной таб-

лице, а символы с 128 по 255 отводились для не английских символов. Позднее

Microsoft расширила таблицу ASCII и она была переименована и стала назы-

ваться ANSI (American National Standards Institute). В таблице 3.4. приведена первая половина (с кодами 0…127) этого стандарта.

Как мы видим, первая половина таблицы содержит все буквы латинского алфавита, цифры от 0 до 9, а также все наиболее употребимые знаки, такие как знак +, -, /, *, скобки и т.д.

Вторая половина символов с кодами 128…255 меняется для различных на-

циональных алфавитов. С появлением национальных локализаций для второй половины таблицы ASCII было введено понятие «кодовая страница» (code page, CP). Для кодирования русских букв в MS DOS стали применять кодировку

CP866, ранее известную как альтернативная кодировка ВЦ Академии Наук

СССР.

В Windows для представления кириллицы используется кодовая страница

CP-1251. Стандартные Windows-шрифты Arial Cyr, Courier New Cyr и Times New Roman Cyr для представления символов кириллицы (без букв 'ѐ' и 'Ё')

используют последние 64 кода (от 192 до 256): 'А'…'Я' кодируются значе-

ниями 192…223, 'а'…'я' – 224…255.

А в консоли Windows используется кодировка CP866. Этим и объясняются проблемы при выводе русских букв на экран в консольных приложениях.

167

3.3Обработка символьной информации в Паскале

____________________________________________________________________

Кодировка символов в соответствии со стандартом ANSI

Существуют и другие стандарты кодировки символов. В частности, для представления букв некоторых языков, таких как китайский, японский, корей-

ский и др. 8-ми разрядов не хватает. Поэтому разработан специальный стандарт

Unicode.

168

Глава 3 Более сложные элементы языка

____________________________________________________________________

Юникод, или Уникод (Unicode) — стандарт кодирования символов, позво-

ляющий представить знаки практически всех письменных языков.

Стандарт предложен в 1991 году некоммерческой организацией «Консор-

циум Юникода» (Unicode Consortium, Unicode Inc.). Применение этого стандар-

та позволяет закодировать очень большое число символов из разных письмен-

ностей: в документах Unicode могут соседствовать китайские иероглифы, ма-

тематические символы, буквы греческого алфавита, латиницы и кириллицы,

при этом становятся ненужными кодовые страницы.

Стандарт состоит из двух основных разделов: универсальный набор сим-

волов (UCS, Universal Character Set) и семейство кодировок (UTF, Unicode

Transformation Format).

Универсальный набор символов задаѐт однозначное соответствие симво-

лов кодам — элементам кодового пространства, представляющим неотрица-

тельные целые числа.

Семейство кодировок определяет машинное представление последова-

тельности кодов UCS.

Коды в стандарте Юникод разделены на несколько областей. Область с ко-

дами от U+0000 до U+007F содержит символы набора ASCII с соответствую-

щими кодами. Далее расположены области знаков различных письменностей,

знаки пунктуации и технические символы. Часть кодов зарезервирована для использования в будущем.

В Lazarus по умолчанию используется кодировка UTF-8. В UTF-8 все сим-

волы разделены на несколько групп. Символы с кодами менее 128 кодируются одним байтом, первый бит которого равен нулю, а последующие 7 бит в точно-

сти соответствуют первым 128 символам 7-битной таблицы ASCII, следующие

1920 символов – кодируются двумя байтами. Последующие символы кодиру-

ются тремя и четырьмя байтами.

Для нас важным является тот факт, что символы кириллицы кодируются в

UTF-8 в точности двумя байтами.

169

3.3Обработка символьной информации в Паскале

____________________________________________________________________

Как уже отмечалось в 2.1.8. Lazarus представляет собой среду с графиче-

ским интерфейсом для быстрой разработки программ и базируется на ориги-

нальной кроссплатформенной библиотеке визуальных компонент LCL (Lazarus Component Library). Разработчиками Lazarus предложено использовать UTF-8 в LCL в качестве универсальной кодировки на всех платформах. Поэтому LCL

содержит, кроме визуальных компонентов, функции преобразования UTF-8 в

кодировку, с которой работает консоль на каждой из платформ. Функция

UTF8ToConsole() объявлена в модуле FileUtil, которая является частью LCL.

Вот почему мы должны были в наши консольные проекты добавлять библиоте-

ку LCL.

3.3.1.1. Тип Char

Для обозначения типа "символ" в Паскале используется зарезервированное слово char. Для хранения переменной типа "символ" требуется один байт па-

мяти, т.е. значением переменной типа char является один символ.

Напоминаю, что хотя компьютер обрабатывает символы, тем не менее, в

действительности он оперирует с числами, а точнее с кодами этих символов из кодовой таблицы. Таким образом, один символ может быть "больше", чем дру-

гой или "меньше". Это зависит от места расположения символов в таблице. На-

пример, символ (буква) 'B' "больше" буквы 'A', поскольку код 'B' (номер в кодовой таблице) равен 66, а код буквы 'A' равен 65 (буквы английского ал-

фавита, см. табл. 3.4.). В силу этого, над символьными переменными определе-

ны операции отношения: =, <, >, <>, <=, >=.

3.3.1.2. Функции для работы с символами

Для символьных переменных существуют следующие функции: chr(x) – возвращает значение символа по его коду;

ord(ch) – возвращает код символа ch;

170