pascal枚举子界集合及记录类型.docx
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pascal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'）;{字符串不是标识符，不可以作为枚举值}
numbers=（1,3,5,7,9）;{数字不可作为枚举值}
ty=（for,do,while）;
week=（sun,…,sat）;{枚举值须一一列出，不可用省略号代替}
fruits=（apple,orange,pear,pear）;{pear不可以作为两个枚举值}
drink=（tea,milk,orage）;{orage已作为fruits的一个值，不可以再作drink类型的值}
（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
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