1 Программирование на языке Паскаль Часть II 1.МассивыМассивы 2.Максимальный элемент массиваМаксимальный элемент массива 3.Обработка массивовОбработка. - презентация

1 1 Программирование на языке Паскаль Часть II 1.МассивыМассивы 2.Максимальный элемент массиваМаксимальный элемент массива 3.Обработка массивовОбработка массивов 4.Сортировка массивовСортировка массивов 5.Поиск в массивеПоиск в массиве 6.Символьные строкиСимвольные строки 7.Рекурсивный переборРекурсивный перебор 8.МатрицыМатрицы 9.ФайлыФайлы

2 2 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 1. Массивы

3 3 Массивы Массив – это группа однотипных элементов, имеющих общее имя и расположенных в памяти рядом. Особенности: все элементы имеют один тип весь массив имеет одно имя все элементы расположены в памяти рядом Примеры: список учеников в классе квартиры в доме школы в городе данные о температуре воздуха за год

4 4 Массивы A массив 3 15 НОМЕР элемента массива (ИНДЕКС) НОМЕР элемента массива (ИНДЕКС) A[1] A[2] A[3] A[4] A[5] ЗНАЧЕНИЕ элемента массива A[2] НОМЕР (ИНДЕКС) элемента массива: 2 ЗНАЧЕНИЕ элемента массива: 10

5 5 Объявление массивов Зачем объявлять? определить имя массива определить тип массива определить число элементов выделить место в памяти Массив целых чисел: Размер через константу: имя начальный индекс конечный индекс тип элементов тип элементов var A: array[1.. ] of integer; const N=5; N var A : array[ ] of integer ;

6 6 Объявление массивов Массивы других типов: Другой диапазон индексов: Индексы других типов: var X, Y: array [1..10] of real; C: array [1..20] of char; var X, Y: array [1..10] of real; C: array [1..20] of char; var Q: array [0..9] of real; C: array [-5..13] of char; var Q: array [0..9] of real; C: array [-5..13] of char; var A: array ['A'..'Z'] of real; B: array [False..True] of integer;... A['C'] := *A['B']; B[False] := B[False] + 1; var A: array ['A'..'Z'] of real; B: array [False..True] of integer;... A['C'] := *A['B']; B[False] := B[False] + 1;

7 7 Что неправильно? var a: array[10..1] of integer;... A[5] := 4.5; var a: array[10..1] of integer;... A[5] := 4.5; [1..10] var a: array ['z'..'a'] of integer;... A['B'] := 15; var a: array ['z'..'a'] of integer;... A['B'] := 15; A['b'] ['a'..'z'] var a: array [0..9] of integer;... A[10] := 'X'; var a: array [0..9] of integer;... A[10] := 'X';

8 8 Массивы Объявление: Ввод с клавиатуры: Поэлементные операции: Вывод на экран: const N = 5; var a: array[1..N] of integer; i: integer; const N = 5; var a: array[1..N] of integer; i: integer; for i:=1 to N do begin write('a[', i, ']='); read ( a[i] ); end; for i:=1 to N do begin write('a[', i, ']='); read ( a[i] ); end; a[1] = a[2] = a[3] = a[4] = a[5] = Почему write ? ? for i:=1 to N do a[i]:=a[i]*2; writeln('Массив A:'); for i:=1 to N do write(a[i]:4); writeln('Массив A:'); for i:=1 to N do write(a[i]:4); Массив A:

9 9 Задания «4»: Ввести c клавиатуры массив из 5 элементов, найти среднее арифметическое всех элементов массива. Пример: Введите пять чисел: среднее арифметическое «5»: Ввести c клавиатуры массив из 5 элементов, найти минимальный из них. Пример: Введите пять чисел: минимальный элемент 3 При изменении N остальная программа не должна изменяться! !

10 10 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 2. Максимальный элемент массива

11 11 Максимальный элемент Задача: найти в массиве максимальный элемент. Алгоритм: Псевдокод: { считаем, что первый элемент – максимальный } for i:=2 to N do if a[i] > { максимального } then { запомнить новый максимальный элемент a[i] } { считаем, что первый элемент – максимальный } for i:=2 to N do if a[i] > { максимального } then { запомнить новый максимальный элемент a[i] } Почему цикл от i=2 ? ?

12 12 Максимальный элемент max := a[1]; { считаем, что первый – максимальный } iMax := 1; for i:=2 to N do { проверяем все остальные } if a[i] > max then { нашли новый максимальный } begin max := a[i]; { запомнить a[i] } iMax := i; { запомнить i } end; max := a[1]; { считаем, что первый – максимальный } iMax := 1; for i:=2 to N do { проверяем все остальные } if a[i] > max then { нашли новый максимальный } begin max := a[i]; { запомнить a[i] } iMax := i; { запомнить i } end; Дополнение: как найти номер максимального элемента? Как упростить? ? По номеру элемента iMax всегда можно найти его значение a[iMax]. Поэтому везде меняем max на a[iMax] и убираем переменную max. a[iMax]

13 13 Программа program qq; const N = 5; var a: array [1..N] of integer; i, iMax: integer; begin writeln('Исходный массив:'); for i:=1 to N do begin a[i] := random(100) + 50; write(a[i]:4); end; iMax := 1; { считаем, что первый – максимальный } for i:=2 to N do { проверяем все остальные } if a[i] > a[iMax] then { новый максимальный } iMax := i; { запомнить i } writeln; {перейти на новую строку} writeln('Максимальный элемент a[', iMax, ']=', a[iMax]); end. program qq; const N = 5; var a: array [1..N] of integer; i, iMax: integer; begin writeln('Исходный массив:'); for i:=1 to N do begin a[i] := random(100) + 50; write(a[i]:4); end; iMax := 1; { считаем, что первый – максимальный } for i:=2 to N do { проверяем все остальные } if a[i] > a[iMax] then { новый максимальный } iMax := i; { запомнить i } writeln; {перейти на новую строку} writeln('Максимальный элемент a[', iMax, ']=', a[iMax]); end. for i:=1 to N do begin a[i] := random(100) + 50; write(a[i]:4); end; for i:=1 to N do begin a[i] := random(100) + 50; write(a[i]:4); end; iMax := 1; { считаем, что первый – максимальный } for i:=2 to N do { проверяем все остальные } if a[i] > a[iMax] then { новый максимальный } iMax := i; { запомнить i } iMax := 1; { считаем, что первый – максимальный } for i:=2 to N do { проверяем все остальные } if a[i] > a[iMax] then { новый максимальный } iMax := i; { запомнить i } случайные числа в интервале [50,150) поиск максимального

14 14 Задания «4»: Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [ ] и найти в нем максимальный и минимальный элементы и их номера. Пример: Исходный массив: максимальный a[4]=10 минимальный a[8]=-10 «5»: Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [ ] и найти в нем два максимальных элемента и их номера. Пример: Исходный массив: максимальные a[4]=10, a[7]=8

15 15 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 3. Обработка массивов

16 16 Реверс массива Задача: переставить элементы массива в обратном порядке. Алгоритм: поменять местами A[1] и A[N], A[2] и A[N-1], … Псевдокод: 35…97 79…53 12…N-1N 12… N for i:=1 to N do { поменять местами A[i] и A[N+1-i] } for i:=1 to N do { поменять местами A[i] и A[N+1-i] } сумма индексов N+1 Что неверно? ? N div 2 do

17 17 Как переставить элементы? Задача: поменять местами содержимое двух чашек. Задача: поменять местами содержимое двух ячеек памяти ? ? x y c c := x; x := y; y := c; c := x; x := y; y := c; x := y; y := x; x := y; y := x; Можно ли обойтись без c ? ?

18 18 Программа program qq; const N = 10; var A: array[1..N] of integer; i, c: integer; begin { заполнить массив } { вывести исходный массив } { вывести полученный массив } end. program qq; const N = 10; var A: array[1..N] of integer; i, c: integer; begin { заполнить массив } { вывести исходный массив } { вывести полученный массив } end. for i:=1 to N div 2 do begin c:=A[i]; A[i]:=A[N+1-i]; A[N+1-i]:=c; end; for i:=1 to N div 2 do begin c:=A[i]; A[i]:=A[N+1-i]; A[N+1-i]:=c; end;

19 19 Задания «4»: Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [ ] и выполнить инверсию отдельно для 1-ой и 2-ой половин массива. Пример: Исходный массив: Результат: «5»: Заполнить массив из 12 элементов случайными числами в интервале [ ] и выполнить инверсию для каждой трети массива. Пример: Исходный массив: Результат:

20 20 Циклический сдвиг Задача: сдвинуть элементы массива влево на 1 ячейку, первый элемент становится на место последнего. Алгоритм: A[1]:=A[2]; A[2]:=A[3];… A[N-1]:=A[N]; Цикл: 3581… …N-1N 581…973 for i:=1 to N-1 do A[i]:=A[i+1]; for i:=1 to N-1 do A[i]:=A[i+1]; Что неверно? ? почему не N ?

21 21 Программа program qq; const N = 10; var A: array[1..N] of integer; i, c: integer; begin { заполнить массив } { вывести исходный массив } { вывести полученный массив } end. program qq; const N = 10; var A: array[1..N] of integer; i, c: integer; begin { заполнить массив } { вывести исходный массив } { вывести полученный массив } end. c := A[1]; for i:=1 to N-1 do A[i]:=A[i+1]; A[N] := c; c := A[1]; for i:=1 to N-1 do A[i]:=A[i+1]; A[N] := c;

22 22 Задания «4»: Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [ ] и выполнить циклический сдвиг ВПРАВО. Пример: Исходный массив: Результат: «5»: Заполнить массив из 12 элементов случайными числами в интервале [ ] и выполнить циклический сдвиг ВПРАВО на 4 элемента. Пример: Исходный массив: Результат:

23 23 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 4. Сортировка массивов

24 24 Сортировка Сортировка – это расстановка элементов массива в заданном порядке (по возрастанию, убыванию, последней цифре, сумме делителей, …). Задача: переставить элементы массива в порядке возрастания. Алгоритмы: простые и понятные, но неэффективные для больших массивов метод пузырька метод выбора сложные, но эффективные «быстрая сортировка» (Quick Sort) сортировка «кучей» (Heap Sort) сортировка слиянием пирамидальная сортировка сложность O(N 2 ) сложность O(N·logN) время N O(N 2 ) O(N·logN)

25 25 Метод пузырька Идея – пузырек воздуха в стакане воды поднимается со дна вверх. Для массивов – самый маленький («легкий» элемент перемещается вверх («всплывает») начиная снизу, сравниваем два соседних элемента; если они стоят «неправильно», меняем их местами за 1 проход по массиву один элемент (самый маленький) становится на свое место ый проход 2-ой проход 3-ий проход Для сортировки массива из N элементов нужен N-1 проход (достаточно поставить на свои места N-1 элементов).

26 26 Программа 1-ый проход: 5 2 … … N-1 N сравниваются пары A[N-1] и A[N], A[N-2] и A[N-1] … A[1] и A[2] A[j] и A[j+1] 2-ой проход A[1] уже на своем месте! ! for j:=N-1 downto 2 do if A[j] > A[j+1] then begin c:=A[j]; A[j]:=A[j+1]; A[j+1]:=c; end; for j:=N-1 downto 2 do if A[j] > A[j+1] then begin c:=A[j]; A[j]:=A[j+1]; A[j+1]:=c; end; 2 for j:=N-1 downto 1 do if A[j] > A[j+1] then begin c:=A[j]; A[j]:=A[j+1]; A[j+1]:=c; end; for j:=N-1 downto 1 do if A[j] > A[j+1] then begin c:=A[j]; A[j]:=A[j+1]; A[j+1]:=c; end; 1 i -ый проход for j:=N-1 downto i do... for j:=N-1 downto i do... i 1 5 … … N-1 N

27 27 Программа program qq; const N = 10; var A: array[1..N] of integer; i, j, c: integer; begin { заполнить массив } { вывести исходный массив } { вывести полученный массив } end. for i:=1 to N-1 do begin for j:=N-1 downto i do if A[j] > A[j+1] then begin с := A[j]; A[j] := A[j+1]; A[j+1] := с; end; for i:=1 to N-1 do begin for j:=N-1 downto i do if A[j] > A[j+1] then begin с := A[j]; A[j] := A[j+1]; A[j+1] := с; end; Почему цикл по i до N-1 ? ? i элементы выше A[i] уже поставлены

28 28 Метод пузырька с флажком Идея – если при выполнении метода пузырька не было обменов, массив уже отсортирован и остальные проходы не нужны. Реализация: переменная-флаг, показывающая, был ли обмен; если она равна False, то выход. repeat flag := False; { сбросить флаг } for j:=N-1 downto 1 do if A[j] > A[j+1] then begin с := A[j]; A[j] := A[j+1]; A[j+1] := с; flag := True; { поднять флаг } end; until not flag; { выход при flag=False } repeat flag := False; { сбросить флаг } for j:=N-1 downto 1 do if A[j] > A[j+1] then begin с := A[j]; A[j] := A[j+1]; A[j+1] := с; flag := True; { поднять флаг } end; until not flag; { выход при flag=False } flag := False; flag := True; not flag; var flag: boolean; Как улучшить? ?

29 29 Метод пузырька с флажком i := 0; repeat i := i + 1; flag := False; { сбросить флаг } for j:=N-1 downto 1 do if A[j] > A[j+1] then begin с := A[j]; A[j] := A[j+1]; A[j+1] := с; flag := True; { поднять флаг } end; until not flag; { выход при flag=False } i := 0; repeat i := i + 1; flag := False; { сбросить флаг } for j:=N-1 downto 1 do if A[j] > A[j+1] then begin с := A[j]; A[j] := A[j+1]; A[j+1] := с; flag := True; { поднять флаг } end; until not flag; { выход при flag=False } i := 0; i i := i + 1;

30 30 Метод выбора Идея: найти минимальный элемент и поставить на первое место (поменять местами с A[1] ) из оставшихся найти минимальный элемент и поставить на второе место (поменять местами с A[2] ), и т.д

31 31 Метод выбора for i := 1 to N-1 do begin nMin = i ; for j:= i+1 to N do if A[j] < A[nMin] then nMin:=j; if nMin i then begin c:=A[i]; A[i]:=A[nMin]; A[nMin]:=c; end; N-1 N нужно N-1 проходов поиск минимального от A[i] до A[N] если нужно, переставляем Можно ли убрать if ? ? i+1 i

32 32 Задания «4»: Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [0..100] и отсортировать его по последней цифре. Пример: Исходный массив: Результат: «5»: Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [0..100] и отсортировать первую половину по возрастанию, а вторую – по убыванию. Пример: Исходный массив: Результат:

33 33 «Быстрая сортировка» (Quick Sort) Идея – более эффективно переставлять элементы, расположенные дальше друг от друга. Сколько перестановок нужно, если массив отсортирован по убыванию, а надо – по возрастанию? ? N div 2 2 шаг: переставить элементы так: при сортировке элементы не покидают « свою область»! 1 шаг: выбрать некоторый элемент массива X A[i] = X 3 шаг: так же отсортировать две получившиеся области Разделяй и властвуй (англ. divide and conquer)

34 34 «Быстрая сортировка» (Quick Sort) Медиана – такое значение X, что слева и справа от него в отсортированном массиве стоит одинаковое число элементов (для этого надо отсортировать массив…). Разделение: 1)выбрать средний элемент массива ( X=67 ) 2)установить L:=1, R:=N 3)увеличивая L, найти первый элемент A[L], который >= X (должен стоять справа) 4)уменьшая R, найти первый элемент A[R], который

35 35 «Быстрая сортировка» (Quick Sort) LR LR LR RL L > R : разделение закончено !

36 36 «Быстрая сортировка» (Quick Sort) procedure QSort ( first, last: integer); var L, R, c, X: integer; begin if first < last then begin X:= A[(first + last) div 2]; L:= first; R:= last; QSort(first, R); QSort(L, last); end; end. procedure QSort ( first, last: integer); var L, R, c, X: integer; begin if first < last then begin X:= A[(first + last) div 2]; L:= first; R:= last; QSort(first, R); QSort(L, last); end; end. ограничение рекурсии while L X do R:= R - 1; if L

37 37 «Быстрая сортировка» (Quick Sort) program qq; const N = 10; var A: array[1..N] of integer; begin { заполнить массив } { вывести исходный массив на экран } Qsort ( 1, N ); { сортировка } { вывести результат } end. program qq; const N = 10; var A: array[1..N] of integer; begin { заполнить массив } { вывести исходный массив на экран } Qsort ( 1, N ); { сортировка } { вывести результат } end. procedure QSort ( first, last: integer);... Сложность (в среднем) ! !

38 NQuickSort«пузырек» Количество перестановок (случайные данные) От чего зависит скорость? ? Как хуже всего выбирать X? ?

39 39 Задания «4»: Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [ ] и отсортировать его по убыванию с помощью алгоритма быстрой сортировки. «5»: Заполнить массив из 500 элементов случайными числами в интервале [0..100]. Отсортировать его по возрастанию двумя способами – методом «пузырька» и методом «быстрой сортировки». Вывести на экран число перестановок элементов массива в том и в другом случае. Массив выводить на экран не нужно.

40 40 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 5. Поиск в массиве

41 41 Поиск в массиве Задача – найти в массиве элемент, равный X, или установить, что его нет. Решение: для произвольного массива: линейный поиск (перебор) недостаток: низкая скорость Как ускорить? – заранее подготовить массив для поиска как именно подготовить? как использовать «подготовленный массив»?

42 42 Линейный поиск nX := 0; for i:=1 to N do if A[i] = X then begin nX := i; break; {выход из цикла} end; nX := 0; for i:=1 to N do if A[i] = X then begin nX := i; break; {выход из цикла} end; nX := 0; { пока не нашли...} if nX < 1 then writeln('Не нашли...') else writeln('A[', nX, ']=', X); nX := 0; { пока не нашли...} if nX < 1 then writeln('Не нашли...') else writeln('A[', nX, ']=', X); nX – номер нужного элемента в массиве Что плохо? ? Улучшение: после того, как нашли X, выходим из цикла. for i:=1 to N do { цикл по всем элементам } if A[i] = X then { если нашли, то... } nX := i; {... запомнили номер} for i:=1 to N do { цикл по всем элементам } if A[i] = X then { если нашли, то... } nX := i; {... запомнили номер} nX := 0; i := 1; while i

43 43 Двоичный поиск X = 7X = 7 X < 8X < X > 4X > X > 6 1.Выбрать средний элемент A[c] и сравнить с X. 2.Если X = A[c], нашли (выход). 3.Если X < A[c], искать дальше в первой половине. 4.Если X > A[c], искать дальше во второй половине.

44 44 Двоичный поиск nX := 0; L := 1; R := N; {границы: ищем от A[1] до A[N] } if nX < 1 then writeln('Не нашли...') else writeln('A[', nX, ']=', X); while R >= L do begin c := (R + L) div 2; if X < A[c] then R := c - 1; if X > A[c] then L := c + 1; end; номер среднего элемента if X = A[c] then begin nX := c; R := L - 1; { break; } end; if X = A[c] then begin nX := c; R := L - 1; { break; } end; нашли Почему нельзя while R > L do begin … end; ? ? выйти из цикла сдвигаем границы 1LcRN

45 45 Сравнение методов поиска ЛинейныйДвоичный подготовканетотсортировать число шагов N = 222 N = N = N= N N log 2 N+1

46 46 Задания «4»: Написать программу, которая сортирует массив ПО УБЫВАНИЮ и ищет в нем элемент, равный X (это число вводится с клавиатуры). Использовать двоичный поиск. «5»: Написать программу, которая считает среднее число шагов в двоичном поиске для массива из 32 элементов в интервале [0,100]. Для поиска использовать 1000 случайных чисел в этом же интервале.

47 47 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 6. Символьные строки

48 48 Чем плох массив символов? var B: array[1..N] of char; Это массив символов: каждый символ – отдельный объект; массив имеет длину N, которая задана при объявлении Что нужно: обрабатывать последовательность символов как единое целое строка должна иметь переменную длину

49 49 Символьные строки Привет!¤¤¤…¤¤¤ длина строки рабочая часть s[1] s[2] s[3] s[4] var s: string; var s: string[20]; 20 1 Длина строки: n := length ( s ); var n: integer; В Delphi это ограничение снято! !

50 50 Символьные строки Задача: ввести строку с клавиатуры и заменить все буквы «а» на буквы «б». program qq; var s: string; i: integer; begin writeln('Введите строку'); readln(s); for i:=1 to Length(s) do if s[i] = 'а' then s[i] := 'б'; writeln(s); end. program qq; var s: string; i: integer; begin writeln('Введите строку'); readln(s); for i:=1 to Length(s) do if s[i] = 'а' then s[i] := 'б'; writeln(s); end. readln(s); writeln(s); Length(s) ввод строки длина строки вывод строки

51 51 Задания «4»: Ввести символьную строку и заменить все буквы «а» на буквы «б» и наоборот, как заглавные, так и строчные. Пример: Введите строку: ааббссААББСС Результат: ббаассББААСС «5»: Ввести символьную строку и проверить, является ли она палиндромом (палиндром читается одинаково в обоих направлениях). Пример: Пример: Введите строку: Введите строку: АБВГДЕ КАЗАК Результат: Результат: Не палиндром. Палиндром.

52 52 Операции со строками Объединение: добавить одну строку в конец другой. Запись нового значения: var s, s1, s2: string; s := 'Вася'; s1 := 'Привет'; s2 := 'Вася'; s := s1 + ', ' + s2 + '!'; s1 := 'Привет'; s2 := 'Вася'; s := s1 + ', ' + s2 + '!'; 'Привет, Вася!' Подстрока: выделить часть строки в другую строку. s := ' '; s1 := Copy ( s, 3, 6 ); s2 := Copy ( s1, 2, 3 ); s := ' '; s1 := Copy ( s, 3, 6 ); s2 := Copy ( s1, 2, 3 ); '345678' '456' с 3-его символа 6 штук

53 53 Удаление и вставка Удаление части строки: Вставка в строку: s := ' '; Delete ( s, 3, 6 ); s := ' '; Delete ( s, 3, 6 ); с 3-его символа 6 штук строка меняется! строка меняется! ' ' '129' s := ' '; Insert ( 'ABC', s, 3 ); Insert ( 'Q', s, 5 ); s := ' '; Insert ( 'ABC', s, 3 ); Insert ( 'Q', s, 5 ); куда вставляем что вставляем начиная с 3-его символа '12ABC ' '12ABQC '

54 54 Поиск в строке Поиск в строке: s := 'Здесь был Вася.'; n := Pos ( 'е', s ); if n > 0 then writeln('Буква е – это s[', n, ']') else writeln('Не нашли'); n := Pos ( 'Вася', s ); s1 := Copy ( s, n, 4 ); s := 'Здесь был Вася.'; n := Pos ( 'е', s ); if n > 0 then writeln('Буква е – это s[', n, ']') else writeln('Не нашли'); n := Pos ( 'Вася', s ); s1 := Copy ( s, n, 4 ); s[3] 3 3 n = 11 Особенности: функция возвращает номер символа, с которого начинается образец в строке если слова нет, возвращается 0 поиск с начала (находится первое слово) var n: integer;

55 55 Примеры s := 'Вася Петя Митя'; n := Pos ( 'Петя', s ); Delete ( s, n, 4 ); Insert ( 'Лена', s, n ); s := 'Вася Петя Митя'; n := Pos ( 'Петя', s ); Delete ( s, n, 4 ); Insert ( 'Лена', s, n ); 'Вася Лена Митя' s := 'Вася Петя Митя'; n := length ( s ); s1 := Copy ( s, 1, 4 ); s2 := Copy ( s, 11, 4 ); s3 := Copy ( s, 6, 4 ); s := s3 + s1 + s2; n := length ( s ); s := 'Вася Петя Митя'; n := length ( s ); s1 := Copy ( s, 1, 4 ); s2 := Copy ( s, 11, 4 ); s3 := Copy ( s, 6, 4 ); s := s3 + s1 + s2; n := length ( s ); 'Вася Митя' 14 'Вася' 'Митя' 'Петя' 'ПетяВасяМитя'

56 56 Преобразования «строка»-«число» Из строки в число: s := '123'; Val ( s, N, r ); { N = 123 } { r = 0, если ошибки не было r – номер ошибочного символа} s := ' '; Val ( s, X, r ); { X = } s := '123'; Val ( s, N, r ); { N = 123 } { r = 0, если ошибки не было r – номер ошибочного символа} s := ' '; Val ( s, X, r ); { X = } Из числа в строку: N := 123; Str ( N, s ); { '123' } X := ; Str ( X, s ); { ' E+002' } Str ( X:10:3, s ); { ' ' } N := 123; Str ( N, s ); { '123' } X := ; Str ( X, s ); { ' E+002' } Str ( X:10:3, s ); { ' ' } var N: integer; X: real; s: string; var N: integer; X: real; s: string;

57 57 Пример решения задачи Задача: Ввести имя, отчество и фамилию. Преобразовать их к формату «фамилия-инициалы». Пример: Введите имя, фамилию и отчество: Василий Алибабаевич Хрюндиков Результат: Хрюндиков В.А. Алгоритм: найти первый пробел и выделить имя удалить имя с пробелом из основной строки найти первый пробел и выделить отчество удалить отчество с пробелом из основной строки «сцепить» фамилию, первые буквы имени и фамилии, точки, пробелы…

58 58 Программа program qq; var s, name, otch: string; n: integer; begin writeln('Введите имя, отчество и фамилию'); readln(s); n := Pos(' ', s); name := Copy(s, 1, n-1); { вырезать имя } Delete(s, 1, n); n := Pos(' ', s); otch := Copy(s, 1, n-1); { вырезать отчество } Delete(s, 1, n); { осталась фамилия } s := s + ' ' + name[1] + '.' + otch[1] + '.'; writeln(s); end. program qq; var s, name, otch: string; n: integer; begin writeln('Введите имя, отчество и фамилию'); readln(s); n := Pos(' ', s); name := Copy(s, 1, n-1); { вырезать имя } Delete(s, 1, n); n := Pos(' ', s); otch := Copy(s, 1, n-1); { вырезать отчество } Delete(s, 1, n); { осталась фамилия } s := s + ' ' + name[1] + '.' + otch[1] + '.'; writeln(s); end.

59 59 Задания «4»: Ввести имя файла (возможно, без расширения) и изменить его расширение на «.exe ». Пример: Введите имя файла: Введите имя файла: qqq qqq.com Результат: Результат: qqq.exe qqq.exe «5»: Ввести путь к файлу и «разобрать» его, выводя каждую вложенную папку с новой строки Пример: Введите путь к файлу: C:\Мои документы\10-Б\Вася\qq.exe Результат: C: Мои документы 10-Б Вася qq.exe

60 60 Посимвольный ввод Задача: с клавиатуры вводится число N, обозначающее количество футболистов команды «Шайба», а затем – N строк, в каждой из которых – информация об одном футболисте таком формате: Все данные разделяются одним пробелом. Нужно подсчитать, сколько футболистов, родившихся в период с 1988 по1990 год, не забили мячей вообще. Алгоритм: for i:=1 to N do begin { пропускаем фамилию и имя } { читаем год рождения Year и число голов Gol } if (1988

61 61 Посимвольный ввод Пропуск фамилии: repeat read(c); until c = ' '; { пока не встретим пробел } repeat read(c); until c = ' '; { пока не встретим пробел } var c: char; Пропуск имени: repeat read(c); until c = ' '; Ввод года рождения: read(Year); { из той же введенной строки } var Year: integer; Ввод числа голов и переход к следующей строке: readln(Gol); { читать все до конца строки } var Gol: integer;

62 62 Программа program qq; var c: char; i, N, count, Year, Gol: integer; begin writeln('Количество футболистов'); readln(N); count := 0; for i:=1 to N do begin repeat read(c); until c = ' '; read(Year); readln(Gol); if (1988

63 63 Посимвольный ввод Если фамилия нужна: fam := ''; { пустая строка } repeat read(c); { прочитать символ } fam := fam + c; { прицепить к фамилии } until c = ' '; fam := ''; { пустая строка } repeat read(c); { прочитать символ } fam := fam + c; { прицепить к фамилии } until c = ' '; Вместо read(Year) : s := ''; { пустая строка } repeat read(c); { прочитать символ } s := s + c; { прицепить к фамилии } until c = ' '; Val(s, Year, r); { строку – в число } s := ''; { пустая строка } repeat read(c); { прочитать символ } s := s + c; { прицепить к фамилии } until c = ' '; Val(s, Year, r); { строку – в число } var fam: string; var s: string;

64 64 Посимвольный ввод Если нужно хранить все фамилии: const MAX = 100; var fam: array[1..MAX] of string;... fam[i] := ''; { пустая строка } repeat read(c); { прочитать символ } fam[i] := fam[i] + c; until c = ' '; const MAX = 100; var fam: array[1..MAX] of string;... fam[i] := ''; { пустая строка } repeat read(c); { прочитать символ } fam[i] := fam[i] + c; until c = ' '; массив символьных строк

65 65 Задания «4»: Вывести фамилию и имя футболиста, забившего наибольшее число голов, и количество забитых им голов. Пример: Иванов Василий 25 «5»: Вывести в алфавитном порядке фамилии и имена всех футболистов, которые забили хотя бы один гол. В списке не более 100 футболистов. Пример: Васильев Иван Иванов Василий Кутузов Михаил Пупкин Василий Информация о футболистах вводится так же, как и для приведенной задачи (сначала N, потом N строк с данными).

66 66 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 7. Рекурсивный перебор

67 67 Рекурсивный перебор Задача: Алфавит языка племени «тумба-юмба» состоит из букв Ы, Ц, Щ и О. Вывести на экран все слова из К букв, которые можно составить в этом языке, и подсчитать их количество. Число K вводится с клавиатуры. 1K в каждой ячейке может быть любая из 4-х букв 4 варианта Количество вариантов:

68 68 Рекурсивный перебор Ы 1K Рекурсия: Решения задачи для слов из К букв сводится к 4-м задачам для слов из K-1 букв. Щ 1K О 1K Ц 1K перебрать все варианты

69 69 Процедура procedure Rec(p: integer); begin if p > K then begin writeln(s); count := count+1; end else begin s[p]:='Ы'; Rec ( p+1 ); s[p]:='Ц'; Rec ( p+1 ); s[p]:='Щ'; Rec ( p+1 ); s[p]:='О'; Rec ( p+1 ); end; ???? 1K p s p+1 рекурсивные вызовы А если букв много? ? окончание рекурсии Глобальные переменные: var s: string; count, K: integer;

70 70 Процедура procedure Rec(p: integer); const letters = 'ЫЦЩО'; var i: integer; begin if p > k then begin writeln(s); count := count+1; end else begin for i:=1 to length(letters) do begin s[p] := letters[i]; Rec(p+1); end; procedure Rec(p: integer); const letters = 'ЫЦЩО'; var i: integer; begin if p > k then begin writeln(s); count := count+1; end else begin for i:=1 to length(letters) do begin s[p] := letters[i]; Rec(p+1); end; const letters = 'ЫЦЩО'; for i:=1 to length(letters) do begin s[p] := letters[i]; Rec(p+1); end; все буквы цикл по всем буквам локальная переменная

71 71 Программа program qq; var s: string; K, i, count: integer; begin writeln('Введите длину слов:'); read ( K ); s := ''; for i:=1 to K do s := s + ' '; count := 0; Rec ( 1 ); writeln('Всего ', count, ' слов'); end. program qq; var s: string; K, i, count: integer; begin writeln('Введите длину слов:'); read ( K ); s := ''; for i:=1 to K do s := s + ' '; count := 0; Rec ( 1 ); writeln('Всего ', count, ' слов'); end. procedure Rec(p: integer);... end; процедура s := ''; for i:=1 to K do s := s + ' '; строка из K пробелов глобальные переменные

72 72 Задания Алфавит языка племени «тумба-юмба» состоит из букв Ы, Ц, Щ и О. Число K вводится с клавиатуры. «4»: Вывести на экран все слова из К букв, в которых буква Ы встречается более 1 раза, и подсчитать их количество. «5»: Вывести на экран все слова из К букв, в которых есть одинаковые буквы, стоящие рядом (например, ЫЩЩО), и подсчитать их количество.

73 73 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 8. Матрицы

74 74 Матрицы Задача: запомнить положение фигур на шахматной доске abcdefgh c6 A[6,3]

75 75 Матрицы Матрица – это прямоугольная таблица чисел (или других элементов одного типа). Матрица – это массив, в котором каждый элемент имеет два индекса (номер строки и номер столбца) A строка 2 столбец 3 ячейка A[3,4]

76 76 Матрицы Объявление: const N = 3; M = 4; var A: array[1..N,1..M] of integer; B: array[-3..0,-8..M] of integer; Q: array['a'..'d',False..True] of real; const N = 3; M = 4; var A: array[1..N,1..M] of integer; B: array[-3..0,-8..M] of integer; Q: array['a'..'d',False..True] of real; Ввод с клавиатуры: for i:=1 to N do for j:=1 to M do begin write('A[',i,',',j,']='); read ( A[i,j] ); end; for i:=1 to N do for j:=1 to M do begin write('A[',i,',',j,']='); read ( A[i,j] ); end; Если переставить циклы? ? A[1,1]=25 A[1,2]=14 A[1,3]=14... A[3,4]=54 i i j j for j:=1 to M do for i:=1 to N do begin

77 77 Матрицы Заполнение случайными числами for i:=1 to N do for j:=1 to M do A[i,j] := random(25) - 10; for i:=1 to N do for j:=1 to M do A[i,j] := random(25) - 10; Какой интервал? ? цикл по строкам цикл по столбцам Вывод на экран for i:=1 to N do begin writeln; end; for i:=1 to N do begin writeln; end; перейти на новую строку for j:=1 to M do write ( A[i,j]:5 ); for j:=1 to M do write ( A[i,j]:5 ); вывод строки Если переставить циклы? ? в той же строке

78 78 Обработка всех элементов матрицы Задача: заполнить матрицу из 3 строк и 4 столбцов случайными числами и вывести ее на экран. Найти сумму элементов матрицы. program qq; const N = 3; M = 4; var A: array[1..N,1..M] of integer; i, j, S: integer; begin { заполнение матрицы и вывод на экран} S := 0; writeln('Сумма элементов матрицы ', S); end. program qq; const N = 3; M = 4; var A: array[1..N,1..M] of integer; i, j, S: integer; begin { заполнение матрицы и вывод на экран} S := 0; writeln('Сумма элементов матрицы ', S); end. for i:=1 to N do for j:=1 to M do S := S + A[i,j]; for i:=1 to N do for j:=1 to M do S := S + A[i,j];

79 79 Задания Заполнить матрицу из 8 строк и 5 столбцов случайными числами в интервале [-10,10] и вывести ее на экран. «4»: Найти минимальный и максимальный элементы в матрице их номера. Формат вывода: Минимальный элемент A[3,4]=-6 Максимальный элемент A[2,2]=10 «5»: Вывести на экран строку, сумма элементов которой максимальна. Формат вывода: Строка 2:

80 80 Операции с матрицами Задача 1. Вывести на экран главную диагональ квадратной матрицы из N строк и N столбцов. A[1,N] A[2,2] A[3,3] A[N,N] for i:=1 to N do write ( A[i,i]:5 ); for i:=1 to N do write ( A[i,i]:5 ); Задача 2. Вывести на экран вторую диагональ. A[N,1] A[N-1,2] A[2,N-1] for i:=1 to N do write ( A[i, ]:5 ); for i:=1 to N do write ( A[i, ]:5 ); N+1-i сумма номеров строки и столбца N+1 A[1,1]

81 81 Операции с матрицами Задача 3. Найти сумму элементов, стоящих на главной диагонали и ниже ее. Одиночный цикл или вложенный? ? строка 1: A[1,1] строка 2: A[2,1]+A[2,2]... строка N: A[N,1]+A[N,2]+...+A[N,N] S := 0; for i:= 1 to N do S := 0; for i:= 1 to N do цикл по всем строкам for j:= 1 to i do S := S + A[i,j]; for j:= 1 to i do S := S + A[i,j]; складываем нужные элементы строки i

82 82 Операции с матрицами Задача 4. Перестановка строк или столбцов. В матрице из N строк и M столбцов переставить 2-ую и 4-ую строки j A[2,j] A[4,j] for j:=1 to M do begin c := A[2,j]; A[2,j] := A[4,j]; A[4,j] := c; end; for j:=1 to M do begin c := A[2,j]; A[2,j] := A[4,j]; A[4,j] := c; end; Задача 5. К третьему столбцу добавить шестой. for i:=1 to N do A[i,3] := A[i,3] + A[i,6]; for i:=1 to N do A[i,3] := A[i,3] + A[i,6];

83 83 Задания Заполнить матрицу из 7 строк и 7 столбцов случайными числами в интервале [-10,10] и вывести ее на экран. Обнулить элементы, отмеченные зеленым фоном, и вывести полученную матрицу на экран. «4»: «5»:

84 84 Программирование на языке Паскаль Часть II Тема 9. Файлы

85 85 Файлы Файл – это область на диске, имеющая имя. Файлы только текст без оформления, не содержат управляющих символов (с кодами < 32) ACSII (1 байт на символ) UNICODE (2 байта на символ) *.txt, *.log, *.htm, *.html могут содержать любые символы кодовой таблицы *.doc, *.exe, *.bmp, *.jpg, *.wav, *.mp3, *.avi, *.mpg ТекстовыеДвоичные Папки (каталоги)

86 86 Принцип сэндвича I этап. открыть файл : связать переменную f с файлом открыть файл (сделать его активным, приготовить к работе) assign(f, 'qq.txt'); reset(f); {для чтения} rewrite(f); {для записи} II этап: работа с файлом Переменная типа «текстовый файл»: var f: text; III этап: закрыть файл close(f); read ( f, n ); { ввести значение n } write ( f, n ); { записать значение n } writeln ( f, n );{c переходом на нов.строку } write ( f, n ); { записать значение n } writeln ( f, n );{c переходом на нов.строку }

87 87 Работа с файлами Особенности: имя файла упоминается только в команде assign, обращение к файлу идет через файловую переменную файл, который открывается на чтение, должен существовать если файл, который открывается на запись, существует, старое содержимое уничтожается данные записываются в файл в текстовом виде при завершении программы все файлы закрываются автоматически после закрытия файла переменную f можно использовать еще раз для работы с другим файлом

88 88 Последовательный доступ при открытии файла курсор устанавливается в начало чтение выполняется с той позиции, где стоит курсор после чтения курсор сдвигается на первый непрочитанный символ конец файла (end of file, EOF) конец файла (end of file, EOF) assign ( f, 'qq.txt' ); reset ( f ); assign ( f, 'qq.txt' ); reset ( f ); read ( f, x );

89 89 чтение до конца строки как вернуться назад? Последовательный доступ close ( f ); reset ( f ); { начать с начала } close ( f ); reset ( f ); { начать с начала } readln ( f, x ); ¤ 36 67¤ 56 конец строки (end of line, EOL) конец строки (end of line, EOL)

90 90 Пример Задача: в файле input.txt записаны числа (в столбик), сколько их – неизвестно. Записать в файл output.txt их сумму. Алгоритм: 1.Открыть файл input.txt для чтения. 2.S := 0; 3.Если чисел не осталось, перейти к шагу 7. 4.Прочитать очередное число в переменную x. 5.S := S + x; 6.Перейти к шагу 3. 7.Закрыть файл input.txt. 8.Открыть файл output.txt для записи. 9.Записать в файл значение S. 10.Закрыть файл output.txt. Можно ли обойтись без массива? ? цикл с условием «пока есть данные»

91 91 Программа program qq; var s, x: integer; f: text; begin assign(f, 'input.txt'); reset(f); s := 0; close(f); end. program qq; var s, x: integer; f: text; begin assign(f, 'input.txt'); reset(f); s := 0; close(f); end. while not eof(f) do begin readln(f, x); s := s + x; end; while not eof(f) do begin readln(f, x); s := s + x; end; f: text; eof(f) логическая функция, возвращает True, если достигнут конец файла assign(f, 'output.txt'); rewrite(f); writeln(f, 'Сумма чисел ', s); close(f); assign(f, 'output.txt'); rewrite(f); writeln(f, 'Сумма чисел ', s); close(f); запись результата в файл output.txt

92 92 Задания В файле input.txt записаны числа, сколько их – неизвестно. «4»: Найти среднее арифметическое всех чисел и записать его в файл output.txt. «5»: Найти минимальное и максимальное числа и записать их в файл output.txt.

93 93 Обработка массивов Задача: в файле input.txt записаны числа (в столбик), сколько их – неизвестно, но не более 100. Переставить их в порядке возрастания и записать в файл output.txt. Проблемы: 1.для сортировки надо удерживать в памяти все числа сразу (массив); 2.сколько чисел – неизвестно. Решение: 1.выделяем в памяти массив из 100 элементов; 2.записываем прочитанные числа в массив и считаем их в переменной N ; 3.сортируем первые N элементов массива; 4.записываем их в файл. Можно ли обойтись без массива? ?

94 94 Чтение данных в массив var A: array[1..100] of integer; f: text; var A: array[1..100] of integer; f: text; function ReadArray: integer; var i: integer; begin assign(f, 'input.txt'); reset(f); i := 0; close(f); ReadArray := i; end; function ReadArray: integer; var i: integer; begin assign(f, 'input.txt'); reset(f); i := 0; close(f); ReadArray := i; end; Глобальные переменные: Функция: ввод массива, возвращает число элементов while (not eof(f)) and (i < 100) do begin i := i + 1; readln(f, A[i]); end; while (not eof(f)) and (i < 100) do begin i := i + 1; readln(f, A[i]); end; ReadArray := i; цикл заканчивается, если достигнут конец файла или прочитали 100 чисел

95 95 Программа program qq; var A: array[1..100] of integer; f: text; N, i: integer; Begin N := ReadArray; { сортировка первых N элементов } end. program qq; var A: array[1..100] of integer; f: text; N, i: integer; Begin N := ReadArray; { сортировка первых N элементов } end. function ReadArray: integer;... end; assign(f, 'output.txt'); rewrite(f); for i:=1 to N do writeln(f, A[i]); close(f); assign(f, 'output.txt'); rewrite(f); for i:=1 to N do writeln(f, A[i]); close(f); вывод отсортированного массива в файл

96 96 Задания В файле input.txt записаны числа (в столбик), известно, что их не более 100. «4»: Отсортировать массив по убыванию последней цифры и записать его в файл output.txt. «5»: Отсортировать массив по возрастанию суммы цифр и записать его в файл output.txt.

97 97 Обработка текстовых данных Задача: в файле input.txt записаны строки, в которых есть слово-паразит «короче». Очистить текст от мусора и записать в файл output.txt. Файл input.txt : Мама, короче, мыла, короче, раму. Декан, короче, пропил, короче, бутан. А роза, короче, упала на лапу, короче, Азора. Каждый, короче, охотник желает, короче, знать, где... Результат - файл output.txt : Мама мыла раму. Декан пропил бутан. А роза упала на лапу Азора. Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.

98 98 Обработка текстовых данных Алгоритм: 1. Прочитать строку из файла ( readln ). 2. Удалить все сочетания ", короче," ( Pos, Delete ). 3. Записать строку в другой файл. 4. Перейти к шагу 1. Обработка строки s : Особенность: надо одновременно держать открытыми два файла (один в режиме чтения, второй – в режиме записи). пока не кончились данные repeat i := Pos(', короче,', s); if i 0 then Delete(s, i, 9); until i = 0; repeat i := Pos(', короче,', s); if i 0 then Delete(s, i, 9); until i = 0; искать «, короче,» удалить 9 символов

99 99 Работа с двумя файлами одновременно program qq; var s: string; i: integer; fIn, fOut: text; begin assign(fIn, 'input.txt'); reset(fIn); assign(fOut, 'output.txt'); rewrite(fOut); { обработать файл } close(fIn); close(fOut); end. fIn, fOut: text; файловые переменные открыть файл для чтения открыть файл для записи

100 100 Полный цикл обработки файла while not eof(fIn) do begin readln(fIn, s); writeln(fOut, s); end; while not eof(fIn) do begin readln(fIn, s); writeln(fOut, s); end; repeat i := Pos(', короче,', s); if i 0 then Delete(s, i, 9); until i = 0; пока не достигнут конец файла обработка строки запись «очищенной» строки

101 101 Задания В файле input.txt записаны строки, сколько их – неизвестно. «4»: Заменить все слова «короче» на «в общем» и записать результат в файл output.txt. «5»: Вывести в файл output.txt только те строки, в которых больше 5 слов (слова могут быть разделены несколькими пробелами).

102 102 Конец фильма