Система программирования Турбо Паскаль

Задание

 

1. Приведите синтаксис описания и вызова процедуры. Опишите виды, назначение формальных и фактических параметров. Приведите пример описания процедуры, её вызова и поясните его.
2. Даны целые m и n. Составить программу вычисления

 

x = (m! +n!)/(m+n)!, где k=1x2x3x4x..xK

 

В программе предусмотреть:

• Ввод m и n
• Описание процедуры-функции для вычисления значения факториала : f(k) = k! = 1x2x3x..xK
• Отображение на экране дисплея значения Х
• Комментарии в основных местах программы

2.1 Отладить и провести счет  по программе.

2.2 Привести в пояснительной  записке:

• Текст программы с пояснениями
• Исходные данные и результаты счета

 

Синтаксис описания и вызова процедуры

 

Программа объемом до 10000 операторов считается малой, до 100000 операторов – средней. Понятно, что строить такие программы непосредственно из элементарных операции практически невозможно. Для упрощения разработки программ в Pascal-е можно использовать подпрограммы - процедуры и функции. Они представляют собой инструмент, с помощью которого любая программа может быть разбита на ряд в известной степени независимых друг от друга частей. Такое разбиение необходимо по двум причинам.

Во-первых, это средство экономии памяти: каждая подпрограмма существует в программе в единственном экземпляре, в то время как обращаться к ней можно многократно из разных точек программы. При вызове подпрограммы активизируется последовательность образующих ее операторов, а с помощью передаваемых подпрограмме параметров нужным образом модифицируется реализуемый в ней алгоритм.

Вторая причина заключается в применении современных методов нисходящего проектирования программ. В результате применение этих методов алгоритм представляется в виде последовательности относительно крупных подпрограмм, реализующих более или менее самостоятельные смысловые части алгоритма. Подпрограммы в свою очередь могут разбиваться на менее крупные подпрограммы, те - на подпрограммы нижнего уровня и т.д. Последовательное структурирование программы продолжается до тех пор, пока реализуемые подпрограммами алгоритмы не станут настолько простыми, чтобы их можно было легко запрограммировать.

Pascal даже в сравнении с промышленными системами программирования обладает очень мощными средствами работы с подпрограммами.

Процедуры и функции, как уже отмечалось, представляют собой относительно самостоятельные фрагменты программы, оформленные особым образом и снабженные именем. Упоминание этого имени в тексте программы называется вызовом процедуры (функции). Отличие функции от процедуры заключается в том, что результатом исполнения операторов, образующих тело функции, всегда является некоторое единственное значение простого, строкового типа или указателя, поэтому обращение к функции можно использовать в соответствующих выражениях наряду с переменными и константами.

В структуре Pascal программ существует специальный раздел для описания процедур и функций. Как известно, любое имя в программе должно быть обязательно описано перед тем, как оно появится среди исполняемых операторов. Не делается исключения и в отношении процедур: каждую необходимо описать в разделе описаний.

Описать подпрограмму - это значит указать ее заголовок и тело. В заголовке объявляются имя процедуры и формальные параметры, если они есть. За заголовком следует тело подпрограммы, которое состоит из раздела описаний и раздела исполняемых операторов. В разделе описаний процедур могут встретиться описания процедур низшего уровня, в тех - описания других подпрограмм и т.д.

Синтаксис и вызов (в общем) процедур:

Procedure <имя процедуры>

Uses <имена модулей>

Label <имена меток>

Const <имена констант>

Type <имена типов>

Var <имена локальных переменных>

<раздел  объявления подпрограмм>

Begin

<операторы>

End;

Для выполнения процедуры необходим её вызов. Вызов осуществляется по имени данной процедуры в теле программы. Имя процедуры воспринимается как оператор. При его выполнении выполняется вся подпрограмма.

Описание подпрограммы состоит из заголовка и тела подпрограммы.

Заголовок

Заголовок процедуры имеет вид:

PROCEDURE <имя> (<сп.ф.п.>);

Здесь <имя> - имя подпрограммы <сп.ф.п.> - список формальных параметров;

{Сразу  за заголовком подпрограммы может  следовать одна из стандартных  директив ASSEMBLER, EXTERNAL, FAR, FORWARD, INLINE, INTERRUPT, NEAR}

 

Параметры

 

Параметры бывают формальные и фактические. Параметры, которые записываются в скобках после имени процедуры, называются формальными параметрами. Они указывают на то, что для выполнения данной процедуры необходимы дополнительные данные – фактические параметры.

Список формальных параметров необязателен и может отсутствовать. {Использование процедур без параметров оправданно только в том случае, если в них не используется обращение к глобальным переменным. Использование таких процедур ограниченно той программой, для которой они написаны и затруднено для других программ}.

Если же он есть, то в нем должны быть перечислены имена формальных параметров и их тип, например:

Procedure YZ (a : real; b : integer: с : char)

Как видно из примера, параметры в списке отделяются друг от друга точками с запятой. Несколько следующих подряд однотипных параметров можно объединять в подсписки, например, вместо

Procedure Z (а : integer; b : integer)

можно написать проще:

Procedure Z (a, b : integer)

Операторы тела подпрограммы рассматривают список формальных параметров как своеобразное расширение раздела описаний: все переменные из этого списка могут использоваться в любых выражениях внутри подпрограммы. Таким способом осуществляется настройка алгоритма подпрограммы на конкретную задачу.

Первый формальный параметр заменяется первым фактическим, второй-вторым и т. д.

Механизм замены формальных параметров на фактические позволяет нужным образом настроить алгоритм, реализованный в подпрограмме. Турбо Паскаль следит за тем, чтобы количество и тип формальны параметров строго соответствовали количеству и типам фактических параметров в момент обращения к подпрограмме. Напомним: смысл используемых фактических параметров зависит от того, в каком порядке они перечислены при вызове подпрограммы. Пользователь должен сам следить за правильным порядком перечисления фактических параметров при обращении к подпрограмме. Приведем пример. рассмотрим интересующую нас часть программы (не самой удачной, но это пока неважно) для вычисления x = (5! + 2!)/(5+2)!

Program factorial(input,output);

……

{далее  нас интересует описание процедуры:}

Procedure FL(L:integer, var z: integer); {объявление процедуры, её имя , список формальных параметров}

Begin

Z:=1;

While L>1 do

Begin

Z:=ZxL;{тело процедуры, которая также предусматривает, что 0! и 1! =1}

L:=l-1;

end;

end;

……..

begin

……..

{теперь  рассмотрим вызов процедуры}

FL(5,a);

FL(2,b);

FL(2+5,c);

..........

end.

В данном случае l, z формальные параметры. К слову, их не надо описывать в разделе глобальных переменных.

Фактические параметры: 5, а, 2, b, 2+5, c. В “основном” разделе VAR должны быть описаны а, b, c

При первом вызове процедуры фактический параметр 5 заменит формальный L, фактический a заменит формальный z, во втором 2 заменит L, b заменит z.

В третьем соответственно 2+5 заменит L, c заменит z. Для того, чтобы окончательно разобраться в программе, необходимо пояснить, какими бывают виды формальных и фактических параметров, их назначение.

Виды параметров.

По способу передачи данных параметры можно разделить на несколько категорий.

Любой из формальных параметров подпрограммы может быть либо параметром-значением, либо параметром-переменной, либо параметром-константой. Если параметры определяются как параметры-переменные, перед ними необходимо ставить зарезервированное слово VAR, например:

Procedure tide (var a : real) Здесь параметр А - параметр-переменная. Заголовок процедуры может быть устроен так, что некоторые группы формальных параметров не содержат слова VAR. Например:

Procedure qwerty(a,b,c:real; var s:real);

Формальные параметры, которые входят в группы, не содержащие слова VAR, называются формальными параметрами-значениями.

Определение формального параметра тем или иным способом существенно только для вызывающей программы: если формальный параметр объявлен как параметр-переменная, то при вызове подпрограммы ему должен соответствовать фактический параметр в виде переменной определенного типа; если формальный параметр объявлен как параметр-значение, то при вызове ему может соответствовать произвольное выражение. Контроль за неукоснительным соблюдением этого правила осуществляет компилятором Турбо Паскаля.

Для того чтобы понять, в каких случаях использовать параметры значения, а в каких - параметры-переменные, рассмотрим, как осуществляется замена формальных параметров на фактические в момент обращения к подпрограмме.

Если параметр определен как параметр-значение, то перед вызовом подпрограммы это значение вычисляется, полученный результат копируется во временную память и передается подпрограмме. Важно учесть, что даже если в качестве фактического параметра указано простейшее выражение в виде переменной или константы, все равно подпрограмме будет передана лишь копия переменной (константы). Таким образом, назначение параметра-значения – передача данных из программы в подпрограмму. Если же параметр определен как параметр-переменная, то при вызове подпрограммы передается сама переменная, а не ее копия. Любые возможные изменения в подпрограмме параметра-значения никак не воспринимаются вызывающей программой, так как в этом случае изменяется копия фактического параметра, в то время как изменение параметра-переменной приводит к изменению самого фактического параметра в вызывающей программе. Параметр-константа схож с параметром-переменной: в подпрограмму передается сама константа, но изменение её невозможно. Назначение такого параметра совпадает с назначением параметра-значения . Формальные параметры-константы указываются в заголовке программы после служебного слова const. Его действие распространяется до ближайшей точки с запятой.

Поясним изложенное.

.....

var

a, b: integer;

......

procedure squar(a: integer; var b: integer);

begin

a:=sqr(a);

b:=sqr(b);

writeln(‘в квадрате они выглядят так: ’,a,’, ’,b);

end;

........

begin

a:=4; b:=6;

writeln(‘внимательно посмотрите на эти числа: ’, a,’, ’, b);

squar(a,b);

writeln(‘а так а не в квадрате: ’,a, ’, ’,b);

end.

Результаты выглядят так: внимательно посмотрите на эти числа: 4, 6

в квадрате они выглядят так: 16, 36

а так а не в квадрате: 4, 36

Этот пример может служить еще и иллюстрацией механизма «закрывания» глобальной переменной а одноименной локальной: хотя переменная объявлена как глобальная (она описана в вызывающей программе перед описанием процедуры), в теле процедуры ее «закрыла» локальная переменная а, объявленная как параметр-значение.

Итак, параметры-переменные используются как средство связи алгоритма, реализованного в подпрограмме, с «внешним миром»: с помощью этих параметров подпрограмма может передавать результаты своей работы вызывающей программе. Разумеется, в распоряжении программиста всегда есть и другой способ передачи результатов - через глобальные переменные. Однако злоупотребление глобальными связями делает программу , как правило, запутанной, трудной в понимании и сложной в отладке. В соответствии с требованиями хорошего стиля программирования рекомендуется там, где это возможно, использовать передачу результатов через фактические параметры-переменные.

С другой стороны, описание всех формальных параметров как параметров-переменных нежелательно по двум причинам. Во-первых, это исключает возможность вызова подпрограммы с фактическими параметрами в виде выражений, что делает программу менее компактной. Во-вторых, и главных, в подпрограмме возможно случайное использование формального параметра, например, для временного хранения промежуточного результата, т.е. всегда существует опасность непреднамеренно «испортить» фактическую переменную. Вот почему параметры-переменные следует объявлять только те, через которые подпрограмма в действительности передает результаты вызывающей программе. Чем меньше параметров объявлено параметрами-переменными и чем меньше в подпрограмме используется глобальных переменных, тем меньше опасность получения непредусмотренных программистом побочных эффектов, связанных с вызовом подпрограммы, тем проще программа в понимании и отладке.