Коднянко В.А.
Программирование на языке Object Pascal в среде Delphi
 

6. Описание типов

    Ранее уже приводились примеры описания переменных, в которых их тип указывался в Var-секции явно или на основе ранее объявленного пользовательского типа.

    Описание секции типов начинается словом Type.

    В табл. 4 дан пример двух идентичных способов описания переменных t, u, n.

    Таблица 4

    Явный способ описания

    переменных

    Описание переменных с предварительным описанием их типа

    Var
    t,u,n:(Mon, Tue,Wed, Thu,Fri,Sat,Sun);

    Type
         DaysOfWeek = (Mon, Tue,Wed, Thu,Fri,Sat,Sun);

    Var t,u,n: DaysOfWeek;

    В тех случаях, когда явный и типизованный способы описания переменных конкурируют, следует всегда отдавать предпочтение способу описания переменных с предварительным объявлением их типа в секции Type. Такой способ позволяет:

    а) конкретизировать тип;

    б) четко выделить множество переменных этого типа;

    в) повысить уровень структурированности программы;

    г) снизить вероятность путаницы в типах, когда переменные фактически того же типа объявлены разными способами;

    д) уменьшить объем текста за счет возможности быстрой ссылки на ранее определенный тип, особенно в тех ситуациях, когда этот тип используется для порождения новых типов, переменных, функций и пр. в других секциях или модулях.

    В этой связи важно подчеркнуть, что даже при совпадении базовых типов различие в пользовательских типах может привести к непредсказуемому поведению программы. Например, в нижеследующей секции Type два производных типа t1 и t2 имеют одинаковый базовый тип byte. Однако объявленные ниже в Var-секции переменные p1 и p2 будут расценены системой как переменные разных типов. Это обстоятельство может послужить причиной недоразумений в ходе составления и/или выполнения программы.

    Type

    t1 = byte;
    t2 = byte;

    Var

    p1: t1;
    p2: t2;

    Корректным можно считать следующий аналог:

    Type

    t1 = byte;

    Var

    p1,p2: t1;

     

7. Структурные типы

Структурные типы представляют собой совокупность значений одного или нескольких различных типов. Их наличие позволяет программисту конструировать производные типы практически любой сложности, что резко расширяет возможности языка.

К числу структурных относятся следующие типы:

  • множественные типы [Set],
  • регулярные типы (массивы) [Array],
  • комбинированные типы (записи) [Record],
  • файловые типы [File],
  • классы [Class],
  • классовые ссылки [Class reference],
  • интерфейсы [Interface].

Ниже будут подробно описаны первых четыре структурных типа – регулярный, комбинированный, множественный и файловый.

Три последних типа будут описаны отдельно в разделах, посвященных объектно-ориентированному программированию.

7.1. Регулярные типы (массивы)

Массив – это структура языка Object Pascal, представляющая собой упорядоченную совокупность элементов одного типа.

Следует различать два вида массивов: массив-тип и массив-переменную.

Массив-тип. Синтаксис маcсива-типа:

<имя массива> = Array [<тип индекса>, <тип индекса>, …, <тип индекса>]

Of <тип элемента>;

Всякий массив имеет размерность. Размерность определяется количеством типов индексов, которые заключены в квадратные скобки [ .. ].

Массив-тип предназначен для описания:

  • структуры массива как типа;
  • размерности массива;
  • типов индексов массива;
  • типа каждого элемента массива.
    •

Так, в следующем примере

Type

tA1: array [1 .. 10] of Real;

описана структура одномерного массива вещественных элементов (Real), в котором индекс может изменяться в диапазоне целых значений от 1 до 10. Его элементами являются вещественные типы tA1[1], tA1[2], tA1[3], …, tA1[9], tA1[10].

Другой пример:

Type

Color: (Red, Green); { перечислимый тип }
Z: array [1 .. 3, Color ] of Boolean; { массив }

В нем сначала описан простой перечислимый тип Color. Ниже на его основе описан двумерный массив Z логических (Boolean) элементов. Первый индекс массива имеет целый тип, а второй – тип Color. Таким образом, массив состоит из шести элементов – логических типов:

Z [1, Red], Z [1, Green], Z[2, Red], Z[2, Green], Z[3, Red], Z[3, Green].

Массив-переменная. Синтаксис маcсива-переменной:

<имя массива > : Array [<тип индекса>,<тип индекса>, …, <тип индекса>]

Of <тип элемента>;

Массив-переменная отличается от массива-типа тем, что все его элементы – это отдельные независимые переменные, которые могут содержать различные значения одного типа.

Массив-переменная может быть описан явно или с помощью ранее определенного в секции Type типа.

В следующем примере массивы y, Z описаны идентично, причем y – явно, Z – на основе ранее определенного типа в секции Type, т. е. неявно.

Type

tA1: array [1 .. 10] of Real;

Var

y : array [1 .. 10] of Real; {массив}
Z : tA1; {массив}

Этот пример демонстрирует разные способы описания одинаковых по структуре, но разных по типу массивов. С точки зрения корректного программирования он одновременно является примером того, как не следует описывать идентичные переменные. Причина этого заключается в том, что идентичные структуры во избежание непредсказуемого поведения программы следует описывать одним типом.

В этой связи корректным будет любой из вариантов, приведенных в табл. 5.

Таблица 5

Корректный неявный способ

Корректный явный способ
Type tA1: array [1 .. 10] of Real;

Var Y, Z: tA1;

Var y, Z: array [1 .. 10] of Real;

Многомерные массивы содержат два и более индексов, например:

Var  h: array[1 ..3, boolean, -7 .. 7] of Word;

что эквивалентно

Var  h: array[1 ..3] of array[boolean] of array[-7 .. 7] of Word;

Для упакованных массивов

Var  packed array[Boolean,1..10,TShoeSize] of Char;

что эквивалентно

Var 
packed array[Boolean] of packed array[1..10]
of packed array[TShoeSize] of Char;

Манипуляции с отдельными элементами массивов. Обращение к отдельному элементу массива возможно через его индексы. В следующем примере в секции Var описаны простая переменная i и два одномерных массива A и V как целые переменные типа Integer. Затем в блоке begin … end расположены три вычислительных оператора.

Var
i: Integer;
A, V: array[1..100] of Integer;

…

begin
 i:= 5;
V[8]:= i+9;
A[45]:= V[i+3]*2;
end;

При выполнении первого из них переменная i примет значение 5. При выполнении второго – восьмой элемент массива V примет значение 14. В третьем операторе сначала будет вычислен индекс i + 3 = 8, затем значение восьмого элемента массива V (значение 14) будет умножено на 2 и полученный результат – значение 28 – будет присвоено 45-му элементу массива A.

Манипуляции с массивами. Язык допускает с помощью одного оператора присваивания выполнить операцию над массивом в целом. Пусть, например, массивы A, V объявлены как квадратные матрицы. Тогда оператор

V:= A;

выполнит копирование значений всех элементов массива A в массив V, а после выполнения оператора

V:= A * V;

будет выполнено умножение матрицы А на матрицу V и результат будет помещен в матрицу V с предварительным затиранием старых значений.

Упакованные массивы. Элементы упакованного массива хранятся в памяти максимально плотно. При записи он предварительно упаковывается с целью экономии памяти. При чтении, наоборот, распаковывается. Операции упаковки и распаковки требуют дополнительного времени. Поэтому использование упакованных массивов несколько замедляет работу программы. От обычного массива Array описание упакованного массива отличается тем, что перед этим словом добавляется слово Pаcked, например:

Var W: packed array [1..100] of Integer;

7.2. Комбинированные типы (записи)

Запись – это объединение элементов разных типов. Как и в массивах, следует различать запись-тип и запись-переменную. Один элемент записи называется полем.

Запись-тип. Синтаксис записи-типа:

<имя записи> = Record

<имя поля 1> : <тип>;

<имя поля 2> : <тип>;

...

<имя поля N> : <тип>;

<вариантная часть >

End;

Записи очень удобны для описания и хранения разнотипных данных о каких-либо однотипных структурах.

Примером могут служить сведения о студентах. Сведения о любом из них могут включать поля: Фамилия, Имя, Отчество, Год рождения, Группа, Год поступления в вуз, Курс. Такие структуры являются однотипными и могут быть описаны следующим типом:

Type
TStud = Record { Сведения о студенте как запись }
Fio : String[40];  { ФИО как строка из 40 символов }
Name : String[20]; { Имя как строка из 20 символов }
Otch : String[30]; { Отчество как строка из 30 символов }
BirthYear : Word;  { Год рождения как целое типа Word }
Group : String[8]; { Группа как строка из 8 символов }
ElectYear : Word;  { Год поступления как целое типа Word }
Curs : Byte;       { Курс как целое типа Byte }
End;

В этом примере типы полей записи типа tStud назначены с учетом максимально возможных значений этих полей. Так, структура может хранить фамилию из не более чем 40 символов. Полю Curs назначен тип Byte, который имеет диапазон значений 0 .. 255, т. к. значением этого поля может быть одно из значений 1 .. 6, которые полностью охватываются диапазоном типа Byte. Этому полю можно было бы назначить любой другой целый тип, например Word. Однако, в целях экономии памяти, повышения скорости чтения и записи данных, следует назначить именно тип Byte, который занимает всего 1 байт памяти, а не тип Word, который требует 2 байта памяти. В то же время, например, для поля ElectYear (год поступления) тип Byte непригоден, т. к. имеет недостаточный диапазон значений.

Записи с вариантами. Синтаксис записи допускает вариантность описания полей. Вариантная часть содержит несколько альтернатив, в каждой из которых в круглых скобках задается список полей, присущих своему варианту. Примером могут служить записи о пенсионерах:

Type
tPensioner = Record { пенсионер }
FioIO : String[100]; { Фамилия, имя, отчество одной строкой }
Age : Byte; { Возраст }
Case Citizen: boolean of {Горожанин ли ?}
TRUE : (Town : String[30];) {Город, в котором проживает} 
FALSE: (Address : String[100]; {Полный адрес одной строкой}
Transport : String[200];) {Транспорт, которым можно добраться до города}
End;

В этом примере запись tPensioner содержит понятные поля FioIO и Age, а также поле нового вида – логическое поле Citizen вариантного типа. От значения этого поля зависит появление и непоявление некоторых потенциальных полей записи. Так если значение этого поля TRUE (истина), то в записи появляется (становится доступным) поле Town (город), при значении FALSE (ложь) – поля Address и Transport.

При использовании вариантных полей в записях следует подчиняться следующим правилам синтаксиса:

  1. Вариантная часть должна начинаться со строки, в начале которой располагается слово Case, а в ее конце – слово Of. Между ними располагается поле-признак.
  2. Запись должна содержать только один вариант, который должен располагаться в конце всех описанных полей непосредствено перед словом End.
  3. Имена полей во всех вариантах должны быть разными. Они должны также отличаться от имен полей фиксированной части.
  4. Для некоторых возможных значений поля-признака вариант может отсутствовать. В этом случае после двоеточия, соответствующего значению варианта, следует поставить пустой список ( ) либо не указывать этот вариант вообще (включая значение, двоеточие и пустое поле).

Запись-переменная. Синтаксис записи-переменной:

<имя записи> : Record

<имя поля 1> : <тип>;
<имя поля 2> : <тип>;
...
<имя поля N> : <тип>;
<вариантная часть >
End;

т.е. синтаксисы переменной и типа отличаются одним символом (":" и "=").

Пример:

Type
tMass : Array [1 .. 2, 1 .. 50] of Real;

tRec: Record
Name : String [10];
Mass2: tMass;
End;

Var
J: Integer;
S: String[70];
F,Gri : Record
a,b,c: Integer;
k: Array [1..10] of String [60];
z: tMass;
r: tRec;
End;

В секции Var описаны две простые переменные J и S и две записи F и Gri, имеющих одинаковую, но достаточно сложную структуру:

  • первых три поля записей F и Gri имеют имена a,b,c и тип Integer;
  • поле k представляет собой одномерный строковый массив из 10 элементов;
  • поле z имеет тип, описанный в секции Type как двумерный вещественный массив, в котором первый индекс может изменяться в диапазоне 1 .. 2, а второй индекс – в диапазоне 1 .. 50;
  • поле r в свою очередь само является записью, поля которой описаны типом tRec в секции Type.

Доступ к полям записей. Переменная, представляющая поле, конструируется из имени записи и поля, отделенного друг от друга десятичной точкой. Такая составная переменная называется квалификационной.

Примеры квалификационных полей вышеприведенных записей:

F.a Gri.a F.k[6] Gri.z [2, 34] F.r.Name F.r.Mass2[1, 50]

Примеры операторов присваивания с участием полей записей:

S := 'Иванов Иван Петрович';
J := 123;
F.a := J + 9;
Gri.a := ( F.a + J ) * ( F.c + F.b - Gri.c);
Gri.a := ( F.a + J ) * ( F.c + F.b - Gri.c);
F.k [1] := F.z [2,30];
Gri.r.Name := 'Студент ' + F.k [8];
Gri.a := 12 * (Gri.a + Gri.b + Gri.c);

Доступ к полям записей с помощью оператора With. Для упрощения обращения к полям одной и той же записи можно использовать оператор With.

Пример:

With Gri do

Begin

a:= 12 * (a + b + c + F.a);

b:= 64 * ( b - c);

End;

Эти операторы выполняют те же операции, что и операторы

Gri.a:= 12 * (Gri.a + Gri.b + Gri.c + F.a);

Gri.b:= 64 * (Gri.b - Gri.c);

7.3. Множественные типы

Множество – это совокупность однотипных элементов. Во многом оно похоже на типизованную константу, однако имеет от него принципиальное отличие. Это отличие состоит в том, что значениями множества являются все его допустимые подмножества.

Как и в массивах, следует различать множество-тип и множество-переменную.

Множество-тип. Синтаксис множества-типа:

<имя множества> = Set of <базовый тип >;

Пример:

Type

TSomeInts = 1..250;
TIntSet = set of TSomeInts;

создает тип множества с именем TIintSet, которое содержит множество целых чисел в диапазоне от 1 до 250. Это же множество могло быть описано явно:

type TIntSet = set of 1..250;

Множество-переменная. Синтаксис множества-переменной:

<имя множества> : Set of <базовый тип >;

В соответствии с вышеописанными типами можно объявить множества:

Var Set1, Set2: TIntSet;

а затем в операторной части задать эти множества:

...

Set1 := [1, 3, 5, 7, 9];
Set2 := [2, 4, 6, 8, 10];

Можно объявить множество явно, перечислив его элементы:

Var

MySet1 : set of 'a' .. 'z';

MySet2 : set of Byte

MySet3 : set of (Club, Diamond, Heart, Spade)

MySet4 : set of Char;

...

MySet 1:= ['a','b','c']; {оператор определения множества}

Операции над множествами. Допустимые операции над множествами приведены в следующей табл. 6:

Таблица 6

Опера-ция

Наименование операции

Тип операндов

Тип результата

Пример

+

–

*

<=

>=

=

<>

in

 Объединение

Вычитание

Пересечение

Не меньше

Не больше

Равенство

Неравенство

Принадлежание

set

set

set

set

set

set

set

элемент set

set

set

set

boolean

boolean

boolean

boolean

boolean

Set1 + Set2

S - T

S * T

Q <= MySet

S1 >= S2

S2 = MySet

MySet <> S1

A in Set1

Объединение, вычитание и пересечение множеств.

Результатом любой из операций будет также множество.

Пример:

Var

S1, S2,S3 : set of Byte;

...

S1:= [1, 2 , 3, 4]; {оператор определения множества}

S2:= [3, 4, 5, 6, 78]; {оператор определения множества}

S3:= S1 + S2; {объединение множеств}

{результат S3 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 78] }

S3:= S2 - S1; {вычитание множеств}

{результат S3 = [1, 2, 5, 6, 78] }

S3:= S2 * S1; {пересечение множеств}

{результат S3 = [3, 4] }

Операции сравнения множеств.

Результатом любой из операций будет логическая константа True (истина) или False (ложь).

Пример:

Var

S1, S2, S3 : set of Byte;

B: boolean;

...

S1:= [3, 4]; {оператор определения множества}

S2:= [1, 3, 4]; {оператор определения множества}

S3:= [3, 4, 5, 6, 78]; {оператор определения множества}

B:= S1 <= S3; {True, т. к. S1 является подмножеством S3}

B:= S3 >= S2; {False, т. к. S2 не является подмножеством S2}

B:= S3 = S2; {False, т. к. мн-ва S2 и S3 не равны друг другу }

B:= S3 <> S2; {True, т. к. мн-ва S2 и S3 не равны друг другу }

Проверка вхождения элемента во множество. Результатом операции in будет логическая константа True (истина) или False (ложь). Пример:

Var

S1 : set of Integer;

B: boolean;

...

S1:= [3, 4, 18 .. 178, 3101, 4427]; {оператор определения множества}

B:= ( 4 in S1); {True, т. к. 4 является элементом множества S1}

B:= (200 in S1); {False, т. к. 200 не является элементом S1}

7.4. Файловые типы

В языке Object Pascal есть три типа файлов:

  • текстовые файлы,
  • файлы с типом,
  • файлы без типа.

Связь с файлом может быть установлена через файловую переменную, которая после описания, но до использования в программе должна быть связана с внешним файлом с помощью процедуры AssignFile.

Текстовой файл – это последовательность символьных строк перемен-ной длины. Всякая такая строка завершается маркером конца строки CR/LF. Текстовые файлы можно обрабатывать только последовательно. Ввод и вывод нельзя производить для открытого файла, используя одну файловую переменную. Текстовой файл имеет тип TextFile, или просто Text. Пример описания файловой переменной текстового типа:

Var Fi: TextFile;

Файлы без типа состоят из компонент одинакового размера, структура которых не известна или не имеет значения. Допустим прямой доступ к любой компоненте файла. Пример объявления файловой переменной файла без типа:

Var F: File;

Файлы c типом состоят из однотипных компонент известной структуры. Допустим прямой доступ к любой компоненте файла. Пример объявления файловых переменных для файлов с типом:

Type

TRec = Record
A: Real;
B: Integer;
C: Char;
End;

Var

F : File of Real;
Q : File of String[100];
Fr: File of TRec;

В этом примере F объявлена как файловая переменная вещественного типа. Это означает, что компонентами файла могут быть только вещественные значения. Файловая переменная Q предназначена для доступа к файлам, которые состоят из символьных строк длины 100. Файловая переменная Fr предназначена для работы с файлами, которые состоят из записей типа TRec, объявленного в секции Type.

 

 

 

</body> </html>