PASCAL语言基础.docx
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PASCAL语言基础
PASCAL语言基础
第一章、什么是计算机语言
计算机语言是计算机软件中非常独特的一部份，它属于系统软件，但又和应用软件息息相关。
它的作用是：
使人类能够用某些命令、指令去让计算机为人类进行数值、逻辑运算。
计算机语言中，只有一种语言是计算机能自己识别的，就是最底层、最难的机器语言，这是一般人类所无法接受的语言，所以在此基础上，人们发展出了许多高级的语言，这些语言的共同特点是：
人类无需去掌握高深的机器语言，只要掌握这些更容易理解、更贴近人类的高级语言，用高级语言编出程序后，再由语言解释、编译系统去把程序解释、编译成机器语言让计算机去执行。
目前最常用的高级语言大致有以下几种：
BASIC语言：
是一般计算机入门者的首选语言，命令少，容易掌握，从BASIC，BASICA，GWBASIC，TRUEBASIC，TURBOBASIC，QUICKBASIC等一直发展到目前的WINDOWS环境下的VB。
PASCAL语言：
最适合科学计算、数据处理的语言，运行、编译速度最快，从TURBOPASCAL5.5,6.0,7.0一直到现在的WINDOWS环境下的DELPHI以及LAZARUS等面向对象的PASCAL，以及目前信息学竞赛使用的FREEPASCAL各个版本。
C语言：
主要适用于应用软件的开发，是计算机人员的必修课，但在算法实现、建模方面不如PASCAL方便。
从C，C++，一直到现在的WIONDOWS环境下的VC、C++等。
实际上，我们日常所用的各种软件，包括Windows，WORD、EXCEL、各种游戏等等，全部都是使用程序设计语言编写出来的软件，我们只有掌握了程序设计语言，才能进行计算机软件的开发。
在我们的信息学竞赛中，所有的题目都是非常复杂的数值与逻辑运算，所以世界上广泛采用PASCAL语言作编程工具，我们采用的是FREEPASCAL2.0版本或者相近版本。
我们学习信息学竞赛除了要掌握程序设计语言，能够使用程序设计语言编写程序外，还有一部分要掌握的更加重要的内容就是——算法设计，它能够使我们的程序运行速度更快、效率、精度更高，使我们的程序取得快人一步的优势，算法设计在本书中我们将接触一部分。
第二章、PASCAL语言入门
第一节、PASCAL语言的特点
以法国数学家命名的PASCAL语言是世界上使用最广泛，最有效的语言之一。
其主要特点是：
严格的结构化形式；丰富完备的数据类型；运行能力、效率高；查错能力强等等。
与BASIC、C等语言相比，PASCAL语言更适合科学计算，运行速度最快，编译能力最强，编译成的可执行文件也最小。
PASCAL语言是编译执行的语言（BASIC语言是解释执行），因此在速度与效率上都比BASIC语言提高了一个档次。
所谓解释执行，是在程序环境下编写好程序后，执行它时是一句一句地由语言解释器翻译成机器语言，由计算机去执行，计算机能在程序编辑时就发现程序中错误，但程序运行速度慢；而编译执行是在程序环境中编写好程序后，执行时先由编译器把整个程序编译成机器语言，然后再由计算机执行，计算机必须在编译程序时才能发现程序中的错误，但程序运行速度快。
第二节、FREEPASCAL的集成环境
一个题目，如果用PASCAL语言来解，在建立好数学模型及完成一定的自然语言描述后，就用PASCAL语言来编辑出程序，编译后再运行（可以作为一个过程），这样才能得到答案。
FREEPASCAL提供了一个功能非常强大的集成环境，我们可以利用它来完成上述所有过程。
进入这个环境的方法很多，可以根据实际情况自己进入。
进入集成环境后屏幕上显示如下：
FileEditSearchRunCompileDebugToolsOptionsWindowHelp
菜单区
程序编辑区
F1HelpF3OpenALTF9CompileF9MakeALTF10LocalMenu
功能键区
用键盘选择菜单的方法是：
按F10，激活菜单后，用光标键来选择；或是直接用ALT健加菜单的第一字母，如ALT+F，即能调出FILE菜单。
另外，我们也可用鼠标来调用菜单，操作方法与其它软件一样。
功能健中定义了：
F1可得到帮助；F3打开一个已存盘的程序文件；ALTF9编译当前程序；F9把当前程序编译成EXE（可执行）文件，ALTF10打开菜单，当然，还有一些功能键并没有在这里显示，在后面的学习中我们将逐个涉及，大家自己也可以从菜单中发现。
第三节、一个PASCAL程序
一、进入编辑状态：
选择菜单[FILE][OPEN]（今后涉及到菜单调用时，均以此格式表示，即选择FILE菜单中的OPEN功能）功能，打开一个程序文件，在输入文件名时，输入文件的主名即可进入程序编辑状态。
这时可用编辑功能健：
光标键：
用以上下左右移动光标位置；
INSERT：
插入/改写状态切换；
TAB；光标跳至下一制表位；
CAPSLOCK：
大小写切换；
DELETE：
删除光标位一字符；
BACKSPACE：
删除光标前一字符；
CTRL+Y：
删除光标处一行；
HOME：
光标跳至行首；
END：
光标跳至行未；
PAGEUP：
上翻一页；
PAGEDOWN：
下翻一页；
ENTER：
回车/换行；
二、编辑一个PASCAL程序：
[例1、1]输出一句话的小程序：
programQ1;
begin
writeln（‘YouarewelcometothePASCALworld!
’）;
end.
请在编辑状态下编辑输入上述程序，第一行为程序开头，程序名（这一行并不是必须的，今后的程序中我们会经常省略之一行）；第二行BEGIN表示程序开始，最后一行END表示程序结束；WRITELN（）语句把括号中单引号中的的字符打印在屏幕上；记住，一般每行以分号“；”结束，但END后以句号“.”结束，而BEGIN后没有标点符号。
即：
除BEGIN外，每一句PASCAL语句后均有分号或句号，只有程序的最后一个END后才用句号，而其它任何行未都是分号！
！
！
三、在集成环境中运行程序：
上述程序[例1、1]编辑好后，如果要运行，只需选择菜单[RUN][RUN]命令（或CRTL+F9），如果程序正确的，就会在屏幕（这个屏幕叫程序输出屏幕）上显示：
YouarewelcometothePASCALworld!
但是我们看到，输出屏幕上显示的结果一闪而过就又回到了集成环境屏幕显示，我们几乎看不到在屏幕上显示的结果，要查看刚才的屏幕显示，只需选择菜单[RUN][USERSCREEN]（或ALT+F5），就又能回到输出屏幕，敲任意键又回到集成环境中。
如果程度出错，则程序没有被运行完就会回到集成环境中，并且光标停在错误的这一行，在编辑窗口中的第一行还会显示出错信息，如：
Run-timeerror错误代码at错误发生地址
四、保存文件
把当前编辑的程序文件以当前名存盘，只需运行菜单命令[FILE][SAVE]（或F2），即可。
五、关闭当前文件
当前文件不想现在再编辑了，可把它关闭掉，即运行菜单命令[WINDOWS][CLOSE]（或ALT+F3），即可。
六、打开已有文件
欲打开一个已经存在的程序文件，运行菜单命令[FILE][OPEN]（或F3），再按TAB键去选择或不按TAB键而直接输入文件名即可。
七、练习
在集成环境中输入以下程序，程序的作用是计算圆的面积，圆的半径由用户从键盘输入，编辑运行正确后请存盘：
programarea_of_cicle;
constpi=3.1416;
vars:
real;
r:
integer;
begin
writeln（‘Pleaseinputradius:
’）;
readln（r）;
s:
=pi*r*r;
writeln（‘s=’,s）;
end.
运行举例：
Pleaseinputradius:
5
s=7.854000000E+01
第三章、PASCAL语言程序基本概念
第一节、PASCAL程序的组成
我们仍以上述程序为例：
[例2、1]
programarea_of_cicle;
constpi=3.1416;
vars:
real;
r:
integer;
begin
writeln（‘Pleaseinputradius:
’）;
readln（r）;
s:
=pi*r*r;
writeln（‘s=’,s）;
end.
每一个PASCAL程序都由程序头部和程序主体组成，最后以“end.”作为整个程序的结束。
一、程序头部
程序头部毫无疑问是在程序的开头位置，以“program”这个词开始（但经常省略这一），以第一个BEGIN的前一行结束，中间每行后均有分号。
以CONST为开始的部分是说明程序中要用到的常量，以VAR为开始的部分是说明程序中要用到的变量。
即程序中要用到的所有的常量及变量，我们必需在程序首部加以说明其名称及类型。
这些我们将在稍后讲到。
二、程序主体
以第一个BEGIN开始，以最后一个END结束，中间即为程序命令行，每一行均以分号结束！
第二节、PASCAL的数据类型
PASCAL语言的常量与变量都必须在程序头部先加以说明，即说明常量、变量的的名称及数据类型。
PASCAL语言的数据类型很多，最常用的有以下几种：
一、整数类型（没有小数部分）
INTEGER：
取值范围[-32768，32767]。
占用内存2个字节（16位）。
WORD：
取值范围[0，65535]。
占用内存2个字节（16位）。
BYTE：
取值范围[0，255]。
占用内存1个字节（8位）。
LONGINT：
取值范围[-2147483648，2147483647]。
占用内存4个字节（32位）。
SHORTINT：
取值范围[-128，127]。
占用内存1个字节（8位）。
二、实数类型
REAL：
取值范围[2.9E-39，1.7E+38]。
占用内存6个字节（48位）。
实数的表示法有两种：
1、直接表示，如：
-0.4576,123.567,-234,0
2、科学计数法，如：
1.234E-4,-3.546E12
表示1.234乘10的负4次方；-3.546乘10的12次方。
三、字符类型
CHAR：
单字符型，即取1个字符，如‘A’，‘1’。
STRING：
字符串型，即多个字符，如‘ABCD！
123’，‘%￥#DS12’。
如果一个常/变量只要用到1个字符，则可把它定义成CHAR型；如果是多个字符，但不知确切多少个，则定义成STRING型，如果知道确切有N个字符，则定义成STRING[N]型，例如STRING[5]，则表示定义的这个字符串变量由5个字符组成。
字符串在PASCAL中使用都是加上单引号。
四、布尔型
BOOLEAN：
布尔型即为逻辑型，取值为TRUE、FALSE，即真、假。
第三节、常量、变量、标准函数和表达式
一、常量和变量
常量：
程序运行过程中，其值不会改变的量，称为常量。
在程序头部中说明，以CONST引导。
变量：
程序运行过程中，其值可改变的量，称为变量。
在程序头部中加以说明，以VAR引导。
如，在[例2、1]中说明的常量PI，变量S、R。
二、标准函数
PASCAL语言提供数量非常大的标准函数供我们使用，这些函数有些可以直接调用，有些放在另外的单元（UNIT）中。
PASCAL也提供了大量的标准过程，和标准函数一样供用户直接或间接调用。
如果一个函数或过程不在SYSTEM（即默认调用的单元）中，而在其它单元中话，即在程序头部的第一行正式行中加上USES单元名；如，如果要使用CLRSCR（清屏过程，在CRT单元中）的话，就必须在程序头部加上：
USESCRT；
函数的调用：
如：
A：
=ABS（-34），即把-34的绝对值赋给变量A；（注意：
函数只能出现在表达式中，即赋值语句中）。
此时：
A的数据类型与括号中的参数-34是一致的。
函数的语法中都会说明，这个函数的参数的类型及这个函数的值（结果）的类型。
过程的调用：
过程即命令，如：
CLRACR；程序运行结果是清屏。
常用标准函数与过程很多，这里只列出最常用的几个。
标准函数
函数名
语法
说明
Abs
Abs（r:
real/integer）:
real/integer
返回参数R的绝对值，类型与参数相同
Chr
chr（i：
integer）：
char
返回参数所对应的ASCII码值，类型为CHAR
Copy
Copy（s:
string;n,m:
integer）:
string
返回字串S的第N个字符开始的M个字符
Cos
Cos（r:
real）:
real
返回参数R的余弦值
Exp
Exp（r:
real）:
real
返回参数R的以e为底的幂
Int
Int（r:
real）:
real
返回参数R的整数部分，返回的值是实数类型
Length
Length（s:
string）:
integer
返回字串S的长度
Ln
Ln（r:
real）:
real
返回参数R的自然对数
odd
Odd（I:
integer）:
boolean
判断参数I是否奇数，如是，则返回TRUE
ord
Ord（s:
scalar）:
integer
返回任意有序量的序值
random
Random
返回0至于间的任意一个小数（随机数）
round
Round（r:
real）:
longint
返回参数R的四舍五入取整值
sin
Sin（r:
real）:
real
返回参数R的正弦值
sqrt
sqrt（r:
real）:
real
返回参数R的平方根
sqr
Sqr（r）
返回参数R的平方值，结果类型与R的类型相同
trunc
Trunc（r:
real）:
integer
返回参数R的整数部分，返回的值是整数类型
标准过程
过程名
语法
说明
Delay
（CRT单元）
Delay（ms:
word）
延迟发声MS毫秒
Delete
Delete（s:
string;n,m:
integer）
把串S中的第N个字符开始的M个字符删除
Exit
Exit
从当前执行的程序中退出
Gotoxy
（CRT单元）
Gotoxy（x,y:
integer）
把光标定位到第X列Y行处
halt
Halt
中断程序的运行
nosound
Nosound
关闭机器喇叭
Sound
（CRT单元）
Sound（f:
word）
让机器喇叭发出频率为F的声音，直到nosound
str
Str（I:
integer;vars:
string）
把数值I转换为字符串S
val
Val（s:
string;varr:
real;varc:
word）
把字符串S转换为数值R，并返回错误代码C
三、表达式
由算术运算符（+，—，*，/）及数字、常量、变量、标准函数所组成的式子中心表达式。
如：
5+9；A*B-34*ABS（-34）/INT（B）
另外，PASCAL中有两个很有用的运算符，DIV：
求商的整数值；MOD：
求余数。
如：
8DIV3的值是2，10DIV3的值是3；
8MOD3的值是2，10MOD3的值是1；
在PASCAL的表达式中，不允许出现我们日常生活中的那种分式或根号等式子，我们必须按照PASCAL的语法把它们改写成PASCAL表达式。
在PASCAL的表达式中，运算顺序是：
（）函数*，/，DIV，MOD+,-
如：
把下列算式改写成PASCAL表达式：
改写为PASCAL表达式为：
（x*x+3*y-5*（z-2））/（x-y*y）
从上例中可以看出：
1、PASCAL表达式中没有分式，只能以除号“/”来隔开；
2、PASCAL表达式中的分子与分母应该用括号括开；
3、PASCAL表达式中只有小括号，不能有中括号或大括号，小括号可以有很多层；
4、PASCAL表达式中没有乘幂，只能用乘法来表达（在FP中有平方函数，所以可以使用SQR函数）；
5、PASCAL*表达式中任意两个常量、变量、数值、括号、函数之间都必须不能缺省运算符，即乘号必不可少；
这些要求希望大家记熟，这是我们编写PASCAL程序的必要基础。
四、练习
1、计算下列表达式的结果：
31div（5mod2）31div5mod231/（5div2）
2、
把下列算式改写为PASCAL表达式：
第四节、程序头部的说明语句
在程序头部的说明语句中，可有以下几种引导词，例：
LABEL10，30：
说明程序中要用到两处标记（即行号）10和30；此项不用掌握。
CONSTp=123；
a=12.346;
s=’abcdefg’;
VARI,j,k:
integer;
X,y:
real;
S1:
string[5];
P:
boolean;
TYPET=record
Tn,tm:
integer;
Ts:
string;
End;
第四章、PASCAL的顺序程序结构
PASCAL是一种结构化的程序设计语言，其包含三种结构：
顺序、选择、重复，其中顺序结构是最基础的，即程序是完全从第一句运行到最后一句，中间没有中断，没有分支，没有反复；而选择结构即是给程序设置了分支；重复结构即反复运行某一段（句）程序。
第一节、赋值语句
赋值语句的一般格式：
变量名：
=表达式
变量名一定要已经在程序头部先说明过，赋值符号其实就是冒号加等于号“：
=”，而绝不能只用等于号“=”。
冒号的左边（即赋值符号的左边）只能是一个变量名！
不能也是表达式，更不能是具体数值。
一个赋值语句中只能出现一个赋值符号。
例如：
以下赋值语句都是正确的：
X：
=1；把1这个数值赋给X这个变量；
A：
=B*C+12*INT（D）；把B*C+12*INT（D）这个表达式的值赋给变量A；
Y：
=Y+1；把Y+1的值再赋给Y这个变量，即累加。
以下赋值语句都是错误的：
S：
=T：
=1；不能有两个赋值号在一个语句中；
X+2：
=4；赋值号左边不能是表达式；
Z=3；少了冒号；
由上可以看出，赋值语句实际上是先把等于号右边的表达式计算出，再赋给赋值号左边的变量。
以下[例3、1]程序的作用是先把A，B两个变量赋上值（3和2），打印在屏幕上；然后再交换它们的值，再打印在屏幕上：
ProgramL31;
vara,b,c:
integer;
begin
a:
=3;
b:
=2;
writeln（’a=’,a,’’,’b=’,b）;
c:
=a;
a:
=b;
b:
=c;
writeln（’a=’,a,’’,’b=’,b）;
end.
这边程序说明、解释，大家不用输入。
这时刚说明A，B，C三个变量，值均为0
程序开始
这时A的值为3
这时B的值为2
此句为打印语句，结果在输出屏幕上
这时C的值为3
这时A的值为2
这时B的值为3，此时A，B的值已经交换
打印语句
程序结束
上述程序是一个比较简单的顺序结构的程序，希望大家看懂程序每一句的作用，进一步理解PASCAL程序的语法规则。
在程序运行过程中各变量数值变化的情况如程序右边。
从上述程序中还可以看出，一个变量如果本身已经被赋过值，当再次赋值时，原来的值就不起作用，而被新的值所覆盖。
赋值时一定要考虑数据类型的匹配，如下列程序[例3、2]中一些赋值语句就会出错。
Programq32;
VarI,j,k:
integer;
R:
real;
S:
string;
Begin
I:
=123.456;
R:
=146;
R:
=trunc（1231.54346）;
K:
=6/3;
S:
=123;
S:
=’aasd’+1234;
End.
说明I，J，K三个变量是整数型；
R是实数型；
S是字符串型；
程序开始
错误：
因为I是整数型变量，不能把一个实数型数值赋给它；
正确：
146也是一个实数；
正确：
trunc这个函数的返回值是整数型的，可以赋给实数型变量；
错误：
6/3虽然得到的值是2，但这个2是实数型，而不整数型的；
错误：
S是字符串型变量，而123是数值型值；
错误：
表达式中不能把字符串与数值相加。
程序结束
第二节、输出语句
计算机在运行一个程序时，当计算出结果后，是不会自动在屏幕上显示出结果的，而必须由用户用输出（打印）语句把结果显示（打印）到屏幕上。
输出语句就是在程序完成计算后，让用户能够控制计算机把结果显示出来。
PASCAL语言提供了两个输出语句：
WRITE（项目，项目，……）；
WRITELN（项目，项目，……）；
两个语句用法完全相同，只不过WRITE在输出所有项目后，光标不换行，停在最后一个输出项目后；而WRITELN在输出所有项目后，光标自动换行，跳到下一行开头位置。
PASCAL的输出屏幕与DOS下完全相同，共有25行，80列，即每行可显示80个字符。
例：
[例3、3]：
programq33;
vara,b,c:
integer;
begin
a:
=1;
b:
=a+1;
c:
=a+b;
write（a）;
write（b）;
writeln（c）;
writeln;
writeln（a,b,c）;
writeln（a:
4,b:
4,c:
4）;
end.
输出结果是：
123
123
123
由上可以看出，一个WRITE语句输出完内容后，光标没有换行；一个WRITE或WRITELN语句中可输出多个项目；一个空的WRITELN语句的作用是换行（即空一行）；在WRITE或WRITELN语句中如果输出数值型数据，可用如“A：
4”这种格式来控制变量A在输出时固定占用4个字符位（4个有效数字）。
如：
WRITELN（X：
6：
2）；表示输出X的值时，给定6个有效数字，其中2个小数位，即另有3个整数位及一个小数点。
第三节、键盘输入语句
键盘输入语句的作用是，使用户能在程序运行过程中，从键盘对变量进行赋值。
PASCAL提供了两个键盘输入语句：
READ（变量名，变量名，……）；
READLN（变量名，变量名，……）；
其中变量名必须是在程序头部先说明过的，而在键盘输入时输入的数据也必须与其类型相符。
READ和READLN都可以一次性从键盘输入多个数据，每个数据用空格隔开。
假设READ或READLN要求输入X个数据，而我们输入时也输入了X个数据，这时READ与READLN的功能是完全一样的。
但是，如果要求输入X个数据，而我们输入了多于X个数据时（如X+N个），这时READ与READLN都是把前X个数据赋给X个变量，而剩下的多输入的N个数据就有如下情况：
如果是READ，则这N个数据被保存下来，到下一个READ/READLN语句时再赋给剩下的变量；而用的是READLN的话，这些数据将被放弃，不会留至下一个READ/READLN。
例如如下两个程序[例3、4]：
Programq341;
VarI,j,k,l:
integer;
Begin
Read（I,j）;
Read（k,l）;
Writeln（I,j,k,l）;
End.
Programq342;
VarI,j,k,l:
integer;
Begin
Readln（I,j）;
Readln（k,l）;
Writeln（I,
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