Преобразованя типов и действия над ними

Как уже говорилось, тип переменной позволяет не только устанавливать длину ее внутреннего представления, но и контролировать те действия, которые выполняются над ней в программе. Контроль за использованием переменных еще на этапе компиляции программы - важное преимущество Турбо Паскаля перед другими языками программирования, в которых допускается автоматическое преобразование типов. В Турбо Паскале почти невозможны неявные (автоматические) преобразования типов. Исключение сделано только в отношении констант и переменных типа INTEGER (целые), которые разрешается использовать в выражениях типа REAL (вещественные). Если, например, переменные X и Y описаны следующим образом:

var

х: Integer; 

у: Real;

то оператор

у := х + 2;

будет синтаксически правильным: хотя справа от знака присваивания стоит целочисленное выражение, а слева - вещественная переменная, компилятор сделает необходимые преобразования автоматически. В то же время оператор

х := 2.0;

будет неверным, так как автоматическое преобразование типа REAL (константа 2.0 содержит десятичную точку и, следовательно, принадлежит к типу REAL) в тип INTEGER в Турбо Паскале запрещено.

Разумеется, запрет на автоматическое преобразование типов еще не означает, что в Турбо Паскале нет средств преобразования данных. Они, конечно же, есть, но их нужно использовать явно (подробнее об этом см. гл.4). Для преобразования данных в языке существуют встроенные функции, которые получают в качестве параметра значение одного типа, а возвращают результат в виде значения другого типа. В частности, для преобразования REAL в INTEGER имеются даже две встроенные функции такого рода: ROUND округляет REAL до ближайшего целого, a TRUNC усекает REAL путем отбрасывания дробной части.

Например, ошибочным будет оператор

х := у/х; 

но правильным

х := round(у/х);

(объявления переменных см. выше).

Понятие функции в Турбо Паскале близко к понятию процедуры. Как и процедура, функция вызывается своим именем и может содержать произвольное число операторов Турбо Паскаля и даже внутренних процедур и функций. Существенным отличием функции от процедуры является то обстоятельство, что функция имеет собственное значение и, следовательно, может использоваться наравне с переменными в выражениях соответствующего типа.

Для преобразования данных типа CHAR (символ) в целое число предназначена функция ORD, обратное преобразование INTEGER в CHAR осуществляет функция CHR.

С помощью следующей несложной программы (пример 2.3) Вы сможете узнать внутренний код произвольного символа.

Пример 2.3

Program Code_pf_Char;

{Программа читает символ с клавиатуры и выводит на экран

этот символ несоответствующий ему внутренний код}

var

ch: Char; {В эту переменную читается символ}

begin

Write('Введите любой символ: '); 

ReadLn(ch); {Читаем один символ}

WriteLn(ch, ' = ',ord(ch)); {Преобразуем его к целому и выводим на экран}

END.

Обратите внимание: при вызове

WriteLntch,' = ',ord(ch));

третьим параметром обращения указан вызов функции ORD (СН) , что с точки зрения языка является выражением; как мы увидим дальше (см. гл.8), во многих случаях при вызове процедур и функций в качестве параметров вызова можно указывать не только переменные или константы, но и выражения с их участием.

По мере надобности мы будем знакомиться с другими функциями преобразования типов данных, а сейчас - о тех операциях, которые разрешены над различными типами.

Конечно же, в Турбо Паскале есть все четыре арифметические операции над переменными REAL И INTEGER:

+ - сложение;

 - - вычитание; 

* - умножение; 

/ - деление вещественное; 

div - деление целочисленное.

Наличие двух операций деления есть еще одно проявление основополагающего принципа Турбо Паскаля: программист должен явно подтверждать компилятору, что он готов к возможным последствиям преобразования типов. Если, например, в языке Фортран используется выражение 1/2 , то результат этого выражения будет зависеть от того, переменной какого типа он будет присвоен: если N есть переменная целого типа, а Х- вещественного, то в программе на Фортране присваивания

N = 1/2

X = 1/2

дадут значения 0 для N и 0.5 для X. В Турбо Паскале такой двусмысленности нет: выражение 1/2 всегда имеет значение 0.5 и поэтому оператор

var

N :Integer;

begin

N := 1/2;

просто недопустим. В то же время допустимый в Турбо Паскале оператор

var

X : Real;

begin

X := 1 div 2;

самим фактом использования операции целочисленного деления DIV свидетельствует о том, что программист сознательно отбрасывает дробную часть результата. (Надеюсь, что читатель извинит явную искусственность этих примеров, которая вызвана лишь стремлением проиллюстрировать обсуждаемые особенности языка).

Для данных типа INTEGER в Турбо Паскале есть еще одна операция MOD - получение остатка от целочисленного деления. Например:

5 mod 2 = 1 

31 mod 16 = 15 

18 mod 3 = 0

В Турбо Паскале отсутствует операция возведения в степень, что, очевидно, будет вызывать определенные неудобства при реализации вычислительных алгоритмов. Некоторым утешением может служить наличие встроенной функции SQR, возвращающей квадрат от значения параметра, причем тип результата определяется типом параметра.

И еще об одном существенном недостатке Турбо Паскаля: в нем отсутствуют комплексный тип и соответствующие операции над ним. Вообще, в отношении реализации разнообразных вычислительных процедур Турбо Паскаль значительно уступает некоторым другим языкам программирования, в частности, тому же Фортрану. В частности, в нем намного беднее набор встроенных математических функций (см. гл. 4).

При работе с целыми числами могут оказаться полезными две процедуры (здесь и далее в квадратных скобках указываются необязательные параметры):

DEC (X [, N] ) - уменьшает содержимое переменной X на значение выражения N (если N не задано, то на 1); тип переменной X и выражения N - INTEGER (точнее, любой целый, см. гл. 4);

INC (X [, N] ) - увеличивает значение X на N (если N не задано, то на 1).

Над символами и строками символов определена единственная операция - сцепление двух строк. Операция обозначается символом «+». Например, программа

var

st: String; 

begin

st := 'Турбо'+'-'+'Паскаль'; 

WriteLn(st);

end.

напечатает строку

Турбо-Паскаль

Все остальные действия над строками и символами реализуются с помощью встроенных процедур и функций (см. гл.4).

И, наконец, об операциях отношения и логических операциях.

Над данными типа REAL, INTEGER, CHAR, STRING определены следующие операции отношения (сравнения):

= - равно;

<> - не равно;

< - меньше;

> - больше;

<= - меньше или равно,

>= - больше или равно.

В операциях сравнения должны участвовать однотипные операнды. Исключение сделано опять-таки в отношении REAL и INTEGER, которые могут сравниваться друг с другом. Результат применения операции отношения к любым операндам имеет тип BOOLEAN.

Сравнение двух строк осуществляется следующим образом. Символы строк сравниваются попарно друг с другом так, что первый символ первой строки сравнивается с первым символом второй строки, второй символ первой строки - со вторым символом второй и т.д. Символы сравниваются путем сравнения их кодов во внутреннем представлении (см. гл. 4). Если одна строка короче другой, недостающие символы заменяются нулем. Отношение первой несовпадающей друг с другом пары символов и принимается за отношение двух строк.

При сравнении данных типа BOOLEAN учитывается внутреннее соглашение Турбо Паскаля, в соответствии с которым FALSE есть нулевой байт, a TRUE - байт с единицей в младшем разряде. Заметим, что функция ORD преобразует к целому не только символы, но и логические величины, поэтому

ord(false) = 0,

ord(true) = 1.

В Турбо Паскале определены следующие логические операции:

not - логическое НЕ;    or - логическое ИЛИ;

and - логическое И;     хоr - исключающее ИЛИ.

Логические операции применимы к операндам целого и логического типов. Если операнды - целые числа, то результат логической операции есть тоже целое число (подробнее об этом сказано в гл.4). Логические операции над логическими данными дают результат логического типа.

При вычислении выражений любого типа приоритет вычислений определяется расставленными скобками, а при их отсутствии - по табл. 2.1 (в порядке убывания приоритета).

Таблица 2.1 Приоритет операций

Примечание. Операции @ (получение адреса), shl (сдвиг влево), shr (сдвиг вправо) и in (принадлежность к множеству) описаны в гл.4.

Следует учесть, что в отличие от многих других языков программирования в Турбо Паскале логические операции имеют более высокий приоритет, чем операции отношения. В связи с этим, в сложных логических выражениях обычно необходимо расставлять скобки. Если, например, b и с имеют тип INTEGER , то выражение

а = b and с < d

вызовет сообщение о синтаксической ошибке, так как сначала выполнится операция b and с. Правильным будет выражение:

(а = b) and (с < d)