Ввод-вывод с помощью файлов целесообразно делать в случае большого объема вводимых (выводимых) величин, например, при работе с матрицами.

Пример. Написать программу умножения матриц a(m´n) и b(n´k) и выполнить ее для матриц

Решение. Пусть c – результирующая матрица. Тогда c имеет размеры m´k, и ее элементы вычисляются по формуле

Текст программы запишем в файл с именем pr8.pas, исходные данные – в файл pr8.dat, результаты – в файл pr8.res.

Программа.

program pr8;

type matr=array[1..20,1..20] of real;

var a,b,c:matr;

i,j,k,l,m,n:intrger;

fd,fr:text;

begin

assign(fd,¢pr8.dat¢);

assign(fr,¢pr8.res’);

reset(fd);

rewrite(fr);

read(fd,m,n,k);

for i:=1 to m do

for j:=1 to n do read(fd,a[i,j]);

for i:=1 to n do

for j:=1 to k do read(fd,b[i,j]);

for i:=1 to m do

for j:=1 to k do

begin

c[i,j]:=0;

for l:=1 to n do c[i,j]:=c[i,j]+a[i,l]*b[l,j]

end;

writeln(fr,¢произведение матриц a и b¢);

for i:=1 to m do

begin

for j:=1 to k do write(fr,c[i,j]:5:1);

writeln(fr)

end;

close(fr)

end.

Перед запуском программы на исполнение следует создать файл с именем pr8.dat и занести в него исходные данные в порядке чтения: сначала m, n, k, затем матрицу a и матрицу b. В нашем случае файл данных будет выглядеть следующим образом:

3 3 2

4 0 –1

7 –2 –4

5 7 9

-3 4

-4 –7

1 7

Записи.

Запись – это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонентов, называемых полями записи, каждое поле именуется. В отличие от массива поля записи могут быть разных типов.

Задание типа записи:

type <имя>=record

<список имен полей с указанием типов>

end;

<список имен полей с указанием типов> представляет собой следующую конструкцию:

<поле 1>:<тип поля 1>;

<поле 2>:<тип поля 2>;

…………………………

<поле N>:<тип поля N>

В качестве примера можно рассмотреть тип записи birthday (день рождения), содержащий три поля с именами day, month и year (день, месяц и год).

type birthday=record

day:1..31;

month:1..12;

year:integer

end;

var a,b:birthday;

В этом примере переменные a, b содержат записи типа birthday. К каждому компоненту записи можно получить доступ, если указать имя переменной и затем через точку имя поля, например

a.day:=7;

b.year:=1993;

Турбо Паскаль допускает использование записи в качестве поля другой записи (иерархические записи), например

var c:record

name:string;

bd:birthday

end;

Доступ к полю year в этом случае:

c.bd.year:=1993;

Для упрощения доступа к полям записи может быть использованоператор присоединения:

with<переменная типа запись> do <оператор>;

Внутри оператора присоединения компоненты записи можно обозначать просто идентификаторами полей, например, вместо оператора

c.bd.day:=14;

можно записать

with c.bd do day:=14;

или

with c do with bd do day:=14;

или

with c,bd do day:=14;

Пример. Ввести дату своего рождения (число, месяц, год) и сегодняшнюю дату. Вычислить, сколько вам полных лет.

Решение. Вводятся две записи: bd (дата рождения) и d (сегодняшняя дата). Число полных лет z равно разности годов в случае, если дата рождения в текущем году (день и месяц) предшествует текущей дате; в противном случае число полных лет равно разности годов минус единица.

Программа.

program pr9;

type dat=record

day:1..31;

month:1..12;

year:integer;

end;

var bd,d:dat; z:integer;

begin

writeln(¢введите дату рождения¢);

with bd do

begin

write(¢число:_¢);

read(day);

write(¢_месяц:_¢);

read(month);

write(¢_год:_¢);

read(year);

end;

writeln(¢введите сегодняшнюю дату¢);

with d do

begin

write(¢число:_¢);

read(day);

write(¢_месяц:_¢);

read(month);

write(¢_год:_¢);

read(year);

end;

if (d.month>bd.month)or

(d.month=bd.month)and(d.day>=bd.day)

then z:=d.year-bd.year

else z:=d.year-bd.year-1;

writeln(¢число полных лет:_¢,z)

end.

10. Процедуры и функции

Процедуры и функции в Турбо Паскале (их еще называют подпрограммами) – это автономные программные единицы, которые спроектированы для реализации конкретных частных задач и могут быть многократно использованы в основной программе путем вызова.

Описание функции начинается с заголовка:

function <имя функции>(<список формальных параметров с указанием типов>):<тип результата>;

Список формальных параметров – это список аргументов данной функции, через которые осуществляется передача фактических параметров (реальных аргументов) в функцию. Каждый формальный параметр должен быть перечислен (в скобках после имени функции) с указанием своего типа (через двоеточие, как в обычном разделе описаний). При этом если какой-либо параметр принадлежит комбинированному типу (массив, матрица и т.д.), то этот комбинированный тип не может быть безымянным, но должен быть описан выше в разделе type.

После заголовка функции следуют разделы в том же порядке, что и в обычной программе, т.е. разделы описаний и раздел операторов. В разделе операторов должен хотя бы раз присутствовать определения результата функции, выглядящий как присвоение имени функции результата.

Замечание. Результат функции – всегда одиночная величина (не может быть комбинированного типа! – массивом, записью и т.д.)

Вызов и выполнение функции производятся путем указания в некотором выражении имени функции и далее в скобках списка фактических параметров (аргументов), которые должны соответствовать формальным, т.е. формальных и фактических параметров должно быть одинаковое количество, порядок перечисления формальных и фактических параметров должен быть один и тот же и типы соответствующих формальных и фактических параметров должны совпадать.

Пример. Даны x, y. Вычислить

где

Решение. Описываем f как функцию трех формальных аргументов – вещественных x, y и целого n. Для вычисления суммы нам потребуются две вспомогательные переменные – k и s. При вызове функции указываем фактические аргументы.

Программа.

program pr10;

var x,y,w:real;

function f(x,y:real;n:integer):real;

var k:integer; s:real;

begin

s:=0;

for k:=1 to n do s:=s+sin(k*x/10);

f:=s/sqrt(1+y*y)

end;

BEGIN

writeln(¢введите x,y¢);

read(x,y);

w:=(f(x*x,y,10)-f(1,x-y,15))/(1+f(y*y*y,cos(x),20));

writeln(¢w=¢,w)

END.

Описание процедуры также начинается с заголовка:

procedure <имя процедуры>(<список формальных параметров с указанием типов>);

С помощью параметров осуществляется передача данных в процедуру и передача результатов работы процедуры обратно в вызывающую программу. Таким образом, параметры процедуры могут быть входными и выходными. Входные играют роль аргументов функции, выходные – роль результатов, при этом в отличие от функции результатов может быть несколько, и они могут быть комбинированных типов.

В списке формальных параметров могут быть параметры-значения и параметры-переменные (перед последними ставится служебное слово var). При вызове процедуры параметры-значения передаются в процедуру по их значению, а параметры-переменные – по их имени. Основное отличие этих способов передачи параметров заключается в том, что присваивания значений параметру-переменной внутри процедуры одновременно выполняются и для соответствующей переменной внутри вызывающей программной единицы (основной программы, либо другой процедуры/функции), а при присваивании значений параметру-значению этого не происходит. Следовательно, выходные параметры (т.е. те, в которые записываются результаты работы процедуры) должны передаваться только по имени, т.е. быть параметрами-переменными (с пометкой var при описании). При вызове процедуры в качестве фактических параметров-переменных могут быть только переменные, в то время как в качестве фактических параметров-значений могут быть как переменные, так и выражения, и константы.

Вызов процедуры осуществляется с помощью оператора вызова процедуры, выглядящего как упоминание имени процедуры со списком фактических параметров, перечисленных в скобках через запятую:

<имя процедуры>(<список фактических параметров>);

с теми же условиями соответствия фактических параметров формальным, что и для функции.

Основное отличие вызова процедуры от вызова функции состоит в том, что вызов процедуры – это самостоятельный оператор, в то время как вызов функции происходит в рамках другого оператора, как правило, оператора присваивания (говоря точнее, в Турбо Паскале и вызов функции возможен в качестве самостоятельного оператора, но это выходит за рамки нашего курса).

Пример. Подсчитать куб матрицы размера 2´2. Умножение матриц оформить в виде процедуры.

Решение. Организуем процедуру prod с тремя параметрами-матрицами: входные a, b и выходная c, равная произведению a и b. При подсчете в основной программе матрицы b, равной кубу матрицы a, организуем вспомогательную матрицу r, равную квадрату матрицы a.

Ввод и вывод осуществляем с помощью файлов.

Программа.

program pr11;

type matr=array[1..2,1..2]of real;

var a,b,r:matr;

i,j:integer;

fd,fr:text;

procedure prod(a,b:matr;var c:matr);

begin

c[1,1]:=a[1,1]*b[1,1]+a[1,2]*b[2,1];

c[1,2]:=a[1,1]*b[1,2]+a[1,2]*b[2,2];

c[2,1]:=a[2,1]*b[1,1]+a[2,2]*b[2,1];

c[2,2]:=a[2,1]*b[1,2]+a[2,2]*b[2,2];

end;

BEGIN

assign(fd,¢pr11.dat¢);

assign(fr,¢pr11.res¢);

reset(fd);

rewrite(fr);

for i:=1 to 2 do

for j:=1 to 2 do read(fd,a[i,]]);

prod(a,a,r);

prod(a,r,b);

for i:=1 to 2 do

begin

for j:=1 to 2 do write(fr,b[i,j]:5:1);

writeln(fr)

end;

close(fr)

END.

Замечание. Переменная b означает разные вещи внутри разных программных единиц: внутри процедуры prod формальный входной параметр, а внутри основной программы – матрицу-результат. Такая ситуация в Турбо Паскале вполне допустима и адекватно распознается компьютером (в случае, когда один и тот же идентификатор по-разному описывается в разных программных единицах).