十课 枚举子界集合及记录类型.docx
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十课枚举子界集合及记录类型
第十一课 枚举、子界、集合及记录类型
在前面几章中我们用到了整型、实型、布尔型、字符型的数据。
以上数据类型是由pascal规定的标准数据类型,只要写integer,real,boolean,char,pascal编译系统就能识别并按这些类型来处理。
pascal还允许用户定义一些类型,这是其它一些语言所没有的,这就使得pascal使用灵活、功能丰富。
一、枚举类型
随着计算机的不断普及,程序不仅只用于数值计算,还更广泛地用于处理非数值的数据。
例如,性别、月份、星期几、颜色、单位名、学历、职业等,都不是数值数据。
在其它程序设计语言中,一般用一个数值来代表某一状态,这种处理方法不直观,易读性差。
如果能在程序中用自然语言中有相应含义的单词来代表某一状态,则程序就很容易阅读和理解。
也就是说,事先考虑到某一变量可能取的值,尽量用自然语言中含义清楚的单词来表示它的每一个值,这种方法称为枚举方法,用这种方法定义的类型称枚举类型。
枚举类型是一种很有实用价值的数据类型,它是pascal一项重要创新。
(一)枚举类型的定义
枚举类型是一种自定义类型,要使用枚举类型当然也要先说明枚举类型。
枚举类型的一般格式:
(标识符1,标识符2,…,标识符n)
说明:
①括号中的每一个标识符都称为枚举元素或枚举常量。
②定义枚举类型时列出的所有枚举元素构成了这种枚举类型的值域(取值范围),也就是说,该类型的变量所有可能的取值都列出了。
例如,下列类型定义是合法的:
typedays=(sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat);
colors=(red,yellow,blue,white,black,green);
而下列类型定义是错误的(因为枚举元素非标识符):
typecolortype=('red','yellow','blue','white');
numbers=(1,3,5,7,9);
ty=(for,do,while);
(二)枚举类型变量
定义了枚举类型,就可以把某些变量说明成该类型。
如:
varholiday,workday:
day;
incolor:
colors;
也可以把变量的说明与类型的定义合并在一起,如:
varholiday,workday:
(sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat);
incolor:
(red,yellow,blue,white,black,green);
(三)枚举类型的性质
⒈枚举类型属于顺序类型
根据定义类型时各枚举元素的排列顺序确定它们的序号,第一个枚举元素的序号为0。
例如:
设有定义:
typedays=(sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat);
则:
ord(sun)=0,ord(mon)=1,ord(sat)=6;succ(sun)=mon,succ(mon)=tue,
succ(fri)=sat;pred(mon)=sun,pred(tue)=mon,pred(sat)=fri。
应注意的是:
枚举类型中的第一个元素无前趋,最后一个元素无后继。
⒉对枚举类型只能进行赋值运算和关系运算
一旦定义了枚举类型及这种类型的变量,则在语句部分只能对枚举类型变量赋值,或进行关系运算,不能进行算术运算和逻辑运算。
在枚举元素比较时,实际上是对其序号的比较。
当然,赋值或比较时,应注意类型一致。
例如,设程序有如下说明:
typedays=(sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat);
colors=(red,yellow,blue,white,black,green);
varcolor:
colors;
weekday:
days;
则下列比较或语句是合法的:
weekday:
=mon;
ifweekday=sunthenwrite('rest');
weekday<>sun
而下面比较或语句是不合法的:
mon:
=weekday;
mon:
=1;
ifweekday=sunorsatthenwrite('rest');
sun>red
weekday<>color
⒊枚举变量的值只能用赋值语句来获得
也就是说,不能用read(或readln)读一个枚举型的值。
同样,也不能用write(或writeln)输出一个枚举型的值。
如write(red)是非法的,会发生编译错误。
千万不要误认为,该语句的结果是输出"red"三个字符。
但对枚举数据的输入与输出可通过间接方式进行。
输入时,一般可输入一个代码,通过程序进行转换,输出时,也只是打印出与枚举元素相对应的字符串。
这在后面的例题中将有使用示例。
⒋同一个枚举元素不能出现在两个或两个以上的枚举类型定义中。
如:
typecolor1=(red,yellow,white);
color2=(blue,red,black);
是不允许的,因为red属于两个枚举类型。
(四)、枚举类型应用举例
例1一周七天用sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat表示,要求利用枚举类型编程:
当输入星期几的数字,能输出它的后一天是星期几(也用英文表示)。
源程序如下:
programex6_1;
typeweek=(sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat);
var
i:
integer;
day,sucday:
week;
begin
write('Whatdateisit');readln(i);
caseiof{根据输入i转换成枚举型}
1:
day:
=mon;
2:
day:
=tue;
3:
day:
=wed;
4:
day:
=thu;
5:
day:
=fri;
6:
day:
=sat;
7:
day:
=sun;
end;
{计算明天sucday}
if(day=sat)thensucday:
=sun
elsesucday:
=succ(day);
{输出明天是星期几}
write('Thenextdayis');
casesucdayof
sun:
writeln('sunday');
mon:
writeln('monday');
tue:
writeln('tuesday');
wed:
writeln('wednesay');
thu:
writeln('thursday');
fri:
writeln('friday');
sat:
writeln('saturday');
end;
end.
评注:
程序中变量day、sucday分别表示今天、明天。
二、子界类型
如果我们定义一个变量i为integer类型,那么i的值在微型机系统的pascal中,使用2字节的定义表示法,取值范围为-32768~32767。
而事实上,每个程序中所用的变量的值都有一个确定的范围。
例如,人的年龄一般不超过150,一个班级的学生不超过100人,一年中的月数不超过12,一月中的天数不超过31,等等。
如果我们能在程序中对所用的变量的值域作具体规定的话,就便于检查出那些不合法的数据,这就能更好地保证程序运行的正确性。
而且在一定程度上还会节省内存空间。
子界类型就很好解决如上问题。
此外,在数组的定义中,常用到子界类型,以规定数组下标的范围,上一章有关数组知识中我们已用到。
(一)子界类型定义
子界类型的一般格式:
<常量1>..<常量2>
说明:
①其中常量1称为子界的下界,常量2称为子界的上界。
②下界和上界必须是同一顺序类型(该类型称为子界类型的基类型),且上界的序号必须大于下界的序号。
例如,下列说明:
typeage=0.5..150;
letter=0..'z';
let1='z'..'a';
都是错误的。
③可以直接在变量说明中定义子界类型。
如:
typeletter='a'..'d';
varch1,ch2:
letter;
可以合并成:
varch1,ch2:
'a'..'d';
当然,将类型定义和变量定义分开,则更为清晰。
(二)子界类型数据的运算规则
⒈凡可使用基类型的运算规则同样适用该类型的子界类型。
例如,可以使用整型变量的地方,也可以使用以整型为基类型的子界类型数据。
⒉对基类型的运算规则同样适用于该类型的子界类型。
例如,div,mod要求参加运算的数据为整,因而也可以为整型的任何子界类型数据。
⒊基类型相同的不同子界类型数据可以进行混合运算。
例如:
设有如下说明:
type a=1..100;
b=1.1000;
c=1..500;
var
x:
a;
y:
b;
t:
c;
z:
integer;
则下列语句也是合法的:
Z:
=Sqr(x)+y+t;
下列语句:
t:
=x+y+z;
当X+Y+Z的值在1~500范围内时是合法的,否则会出错。
(三)子界类型应用举例
例2利用子界类型作为情况语句标号,编一个对数字,大小写字母和特殊字符进行判别的程序。
源程序如下:
programcas;
varc:
char;
begin
readln(c);
casecof
'0'..'9':
writeln('digits');
'A'..'Z':
writeln('UPPER-CASELETTERS');
'a'..'z':
writeln('lower-caseletters');
eslewriteln('specialcharactors');
end;
end.
例3使用子界型情况语句,当输入月、日、年(10301986),输出30Oct1986。
源程序如下:
programex6_3;
varmonth:
1..12;
date:
1..31;
year:
1900..1999;
begin
write('Enterdate(mm-dd-yy):
');
readln(month,date,year);
write(date);
casemonthof
1:
write('Jan':
5);
2:
write('Feb':
5);
3:
write('Mar':
5);
4:
write('Apr':
5);
5:
write('May':
5);
6:
write('Jun':
5);
7:
write('Jul':
5);
8:
write('Aug':
5);
9:
write('Sep':
5);
10:
write('Oct':
5);
11:
write('Nov':
5);
12:
write('Dec':
5);
end;
writeln(year:
7);
end.
枚举类型和子界类型均是顺序类型,在前面一章数组的定义时,实际上我们已经用到了子界类型,数组中的下标类型确切地讲可以是和枚举类型或子界类型,大多数情况下用子界类型。
如有如下说明:
typecolor=(red,yellow,blue,white,black);
var
a:
array[color]ofinteger;
b:
array[1..100]ofcolor;
都是允许的。
三、集合类型
集合是由具有某些共同特征的元素构成的一个整体。
在pascal中,一个集合是由具有同一有序类型的一组数据元素所组成,这一有序类型称为该集合的基类型。
(一)集合类型的定义和变量的说明
集合类型的一般形式为:
setof<基类型>;
说明:
①基类型可以是任意顺序类型,而不能是实型或其它构造类型。
同时,基类型的数据的序号不得超过255。
例如下列说明是合法的:
typeletters=setof'A'..'Z';
numbers=setof0..9;
s1=setofchar;
ss=(sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat);
s2=setofss;
②与其它自定义类型一样,可以将类型说明与变量说明合并在一起.如:
typenumbers=setof0..9;
vars:
numbers;
与vars:
setof0..9;等价。
(二)集合的值
集合的值是用"["和"]"括起来,中间为用逗号隔开的若干个集合的元素。
如:
[]空集
[1,2,3]
['a','e','i','o','u']
都是集合。
说明:
①集合的值放在一对方括号中,各元素之间用逗号隔开。
②在集合中可以没有任何元素,这样的集合称为空集。
③在集合中,如果元素的值是连续的,则可用子界型的表示方法表示。
例如:
[1,2,3,4,5,7,8,9,10,15]
可以表示成:
[1..5,7..10,15]
④集合的值与方括号内元素出现的次序无关。
例如,[1,5,8]和[5,1,8]的值相等。
⑤在集合中同一元素的重复出现对集合的值没有影响。
例如,[1,8,5,1,8]与[1,5,8]的值相等。
⑥每个元素可用基类型所允许的表达式来表示。
如[1,1+2,4]、[ch]、[succ(ch)]。
(三)集合的运算
⒈赋值运算
只能通过赋值语句给集合变量赋值,不能通过读语句赋值,也不能通过write(或writeln)语句直接输出集合变量的值。
⒉集合的并、交、差运算
可以对集合进行并、交、差三种运算,每种运算都只能有一个运算符、两个运算对象,所得结果仍为集合。
三种运算符分别用"+"、"*"、"-"表示。
注意它们与算术运算的区别。
⒊集合的关系运算
集合可以进行相等或不相等、包含或被包含的关系运算,还能测试一个元素是否在集合中。
所用的运算符分别是:
=、<>、>=、<=、in
它们都是二目运算,且前4个运算符的运算对象都是相容的集合类型,最后一个运算符的右边为集合,左边为与集合基类型相同的表达式。
例4设有如下说明:
typeweekday=(sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat);
week=setofweekday;
subnum=setof1..50;
写出下列表达式的值:
⑴[sun,sat]+[sun,tue,fri]
⑵[sun,fri]*[mon,tue]
⑶[wun,sat]*[sun..sat]
⑷[sun]-[mon,tue]
⑸[mon]-[mon,tue]
⑹[sun..sat]-[mon,sun,sat]
⑺[1,2,3,5]=[1,5,3,2]
⑻[1,2,3,4]<>[1..4]
⑼[1,2,3,5]>=[1..3]
⑽[1..5]<=[1..4]
⑾[1,2,3]<=[1..3]
⑿2in[1..10]
答:
表达式的值分别是:
⑴[sun,sat,tue,fri]
⑵[]
⑶[sun,sat]
⑷[]
⑸[]
⑹[tue..fri]
⑺TRUE
⑻FALSE
⑼TRUE
⑽ FALSE
⑾TRUE
⑿TRUE
例5输入一系列字符,对其中的数字字符、字母字符和其它字符分别计数。
输入'?
'后结束。
源程序如下:
programex10_2;
varid,il,io:
integer;
ch:
char;
letter:
setofchar;
digit:
setof'0'..'9';
begin
letter=['a'..'z','A'..'Z'];
digit:
=['0'..'9'];
id:
=0;il:
=0;io:
=0;
repeat
read(ch);
ifchinletter
thenil:
=il+1
elseifchindigit
thenid:
=id+1
elseio:
=io+1;
untilch='?
';
writeln('letter:
',il,'digit:
',id,'Other:
',io);
end.
四、记录类型
在程序中对于组织和处理大批量的数据来说,数组是一种十分方便而又灵活的工具,但是数组在使用中有一个基本限制,这就是:
一个数组中的所有元素都必须具有相同的类型。
但在实际问题中可能会遇到另一类数据,它是由性质各不相同的成份组成的,即它的各个成
份可能具有不同的类型。
例如,有关一个学生的数据包含下列项目:
学号 字符串类型
姓名 字符串类型
年龄 整型
性别 字符型
成绩 实型数组
Pascal给我们提供了一种叫做记录的结构类型。
在一个记录中,可以包含不同类型的并且互相相关的一些数据。
(一)记录类型的定义
在pascal中,记录由一组称为"域"的分量组成,每个域可以具有不同的类型。
记录类型定义的一般形式:
record
<域名1>:
<类型1>;
<域名2>:
<类型2>;
:
:
:
:
<域名n>:
<类型n>;
end;
说明:
①域名也称域变量标识符,应符合标识符的语法规则。
在同一个记录中类型中,各个域不能取相同的名,但在不同的记录类型中,两个类型中的域名要以相同。
②记录类型的定义和记录变量可以合并为一个定义,如:
typedate=record
year:
1900..1999;
month:
1..12;
day:
1..31
end;
varx:
date;
可以合并成:
varx:
record
year:
1900..1999;
month:
1..12;
day:
1..31
end;
③对记录的操作,除了可以进行整体赋值,只能对记录的分量──域变量进行。
④域变量的表示方法如下:
记录变量名.域名
如前面定义的记录X,其3个分量分别为:
x.year,x.month,x.day。
⑤域变量的使用和一般的变量一样,即域变量是属于什么数据类型,便可以进行那种数据类型所允许的操作。
(二)记录的嵌套
当一个记录类型的某一个域类型也是记录类型的时候,我们说发生了记录的嵌套,看下面的例子:
例6某人事登记表可用一个记录表示,其中各项数据具有不同的类型,分别命名一个标识符。
而其中的"出生年月日"又包括三项数据,还可以用一个嵌套在内层的记录表示。
具体定义如下:
type sexs=(male,female);
date=record
year:
1900..1999;
month:
1..12;
day:
1..31;
end;
personal=record
name:
string[15];
sex:
sexs;
birthdate:
date;
home:
string[40];
end;
例7设计一个函数比较两个dates日期类型记录变量的迟早。
设函数名、形参及函数类型定义为:
AearlyB(A,B:
dates):
boolean;
函数的形参为两个dates类型的值参数。
当函数值为true时表示日期A早于日期B,否则日期A迟于日期B或等于日期B。
显然不能对A、B两个记录变量直接进行比较,而要依具体的意义逐域处理。
源程序如下:
programex6_7;
typedates=record
year:
1900.1999;
month:
1..12;
day:
1..31
end;
varx,y:
dates;
functionAearlyB(A,B:
dates):
boolean;
varearln:
boolean;
begin
early:
=false;
if(A.year =true; if(A.year=B.year)and(A.month thenearly: =true; if(A.year=B.year)and(A.month=B.month)and(A.day thenearly: =true; AearlyB: =early; end;{ofAearlyB} begin write('InputDATEX(mm-dd-yy): ')readln(X.month,X.day,X.year); write('InputDATEY(mm-dd-yy): ')readln(Y.month,Y.day,Y.year); ifAearlyB(X,Y)thenwriteln(DateXearly! ')elsewriteln('DateXnot early! '); end. (三)开域语句 在程序中对记录进行处理时,经常要引用同一记录中不同的域,每次都按6.4.1节所述的格式引用,非常乏味。 为此Pascal提供了一个with语句,可以提供引用域的简单形式。 开域语句一般形式: with<记录变量名表>do <语句> 功能: 在do后的语句中使用with后的记录的域时,只要直接写出域名即可,即可以省略图10.2.2中的记录变量名和"."。 说明: ①一般在with后只使用一个记录变量名。 如: write('Inputyea
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