Cơ bản về ngôn ngữ lập trình Pascal

Pascal là tên của một trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao thông dụng. Ngôn ngữ lập trình Pascal được giáo sư Niklaus Wirth ở trường Ðại học Kỹ thuật Zurich (Thụy sĩ) thiết kế và công bố vào năm 1970. Niklaus Wirth đặt tên cho ngôn ngữ này là Pascal để tưởng nhớ đến nhà Toán học và Triết học Pháp ở thế kỷ 17 là Blaise Pascal, người đã phát minh ra một máy tính cơ khí đơn giản đầu tiên của con người.

doc29 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 31/03/2015 | Lượt xem: 698 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Cơ bản về ngôn ngữ lập trình Pascal, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Cơ bản về ngôn ngữ lập trình Pascal Gs. Lê Anh Tuấn GIỚI THIỆU.  CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA NGÔN NGỮ PASCAL. BỘ KÝ TỰ. Từ khóa. Tên chuẩn. Danh hiệu tự đặt.  CẤU TRÚC MỘT CHƯƠNG TRÌNH PASCAL.  CÁC KIỂU DỮ LIỆU CƠ SỞ : INTEGER, REAL, BOOLEAN, CHAR. Khái niệm. Kiểu số nguyên (Integer type). Kiểu số thực (Real type). Kiểu logic (Boolean type). Kiểu ký tự (Char type).  CÁC KHAI BÁO HẰNG, BIẾN, KIỂU, BIỂU THỨC, .... Hằng. Biến. Kiểu. Biểu thức.  CÁC THỦ TỤC XUẤT/NHẬP. Câu lệnh. Cấu trúc tuần tự. Cấu trúc rẽ nhánh. Cấu trúc lặp.                     BÀI ÐỌC THÊM  NHẬP & XUẤT DỮ LIỆU TRONG TURBO PASCAL. I. GIỚI THIỆU  Pascal là tên của một trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao thông dụng. Ngôn ngữ lập trình Pascal được giáo sư Niklaus Wirth ở trường Ðại học Kỹ thuật Zurich (Thụy sĩ) thiết kế và công bố vào năm 1970. Niklaus Wirth đặt tên cho ngôn ngữ này là Pascal để tưởng nhớ đến nhà Toán học và Triết học Pháp ở thế kỷ 17 là Blaise Pascal, người đã phát minh ra một máy tính cơ khí đơn giản đầu tiên của con người.              Ngôn ngữ Pascal được dùng hiện nay có nhiều điểm khác biệt với chuẩn Pascal nguyên thủy của Giáo sư Wirth. Tùy theo quốc gia hoặc công ty đã phát triển cho ra đời các chương trình biên dịch ngôn ngữ Pascal như:  · ISO PASCAL (International Standards Organization) của Châu Âu · ANSI PASCAL (American National Standards Institute) của Mỹ · TURBO PASCAL của hãng BORLAND (Mỹ) · IBM PASCAL của hãng Microsoft (Mỹ) · v.v...             Ðến nay, ngôn ngữ Pascal đã phát triển đến phiên bản Turbo Pascal Version 7. Các diễn giải và ví dụ trong giáo trình này chủ yếu sử dụng chương trình Turbo Pascal 5.5 - 7.0, hiện đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam.  II. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA NGÔN NGỮ PASCAL  1. Bộ ký tự                         - Bộ 26 chữ Latin:                                     Chữ in:                        A, B, C, ..., X, Y, Z                                     Chữ thường:                            a, b, c, ..., x, y, z             - Bộ chữ số thập phân:           0, 1, 2, 3, ..., 8, 9                         - Ký tự gạch nối dưới:             _             - Các ký hiệu toán học:           +, -, *, /, =, , (, ), [, }  2. Từ  khóa Là các từ riêng của Pascal, có ngữ nghĩa đã được xác định, không được dùng nó vào các việc khác hoặc đặt tên mới trùng với các từ khóa.             - Từ khóa chung: PROGRAM, BEGIN, END, PROCEDURE, FUNCTION              - Từ khóa để khai báo: CONST, VAR, TYPE, ARRAY, STRING, RECORD, SET, FILE, LABEL             - Từ khóa của lệnh lựa chọn: IF ... THEN ... ELSE,   CASE ... OF              - Từ khóa của lệnh lặp: FOR... TO... DO,    FOR... DOWNTO... DO,    WHILE... DO,    REPEAT... UNTIL              - Từ khóa điều khiển: WITH,  GOTO,  EXIT, HALT              - Từ khóa toán tử: AND, OR, NOT, IN, DIV, MOD  3. Tên chuẩn Tên chuẩn là tên đã được định nghĩa sẵn trong Pascal, nhưng người ta có thể định nghĩa lại nếu muốn. Trong Pascal ta có các tên chuẩn sau đây:                          Boolean, Char, Integer, Word, Byte, Real, Text                         False, True, MaxInt                         Abs, Arctan, Chr, Cos, Sin, Eof, Eoln                         Exp, Ln, Odd, Ord                         Round, Trunc, Sqr, Pred, Succ                         Dispose, New, Get, Put, Read, Readln,                         Write, Writeln                         Reset, Rewrite   4. Danh hiệu tự đặt Trong Pascal để đặt tên cho các biến, hằng, kiểu, chương trình con ta dùng các danh hiệu (identifier). Danh hiệu của Pascal được bắt đầu bằng một chữ cái, sau đó có thể là các chữ cái, chữ số hay là dấu nối, không được có khoảng trắng và độ dài tối đa cho phép là 127.  Ví dụ 6.1:  Sau đây là các danh hiệu:               x;     S1;    Delta;    PT_bac_2  Pascal không phân biệt chữ thường và chữ hoa trong một danh hiệu.  Ví dụ 6.2:         aa và AA là một;                     XyZ_aBc  và  xyZ_AbC là một              Khi viết chương trình ta nên đặt các danh hiệu sao cho chúng nói lên các ý nghĩa của đối tượng mà chúng biểu thị. Ðiều này giúp chúng ta viết chương trình dễ dàng và người khác cũng dễ hiểu nội dung chương trình. III. CẤU TRÚC MỘT CHƯƠNG TRÌNH PASCAL Hình 6.1:  Sơ đồ cấu trúc chương trình Pascal  Ví dụ 6.3:             PROGRAM     Hello;               { Dòng tiêu đề }             USES               Crt;                  { Lời gọi sử dụng các đơn vị chương trình }             VAR                 Name : string; { Khai báo biến }             PROCEDURE  Input;             { Có thể có nhiều Procedure và Function }                                                    Begin                                     ClrScr;             { Lệnh xóa màn hình }                                     Write(' ‘Hello ! What is your name ?... ‘');Readln(Name);                         End;             BEGIN                                     { Thân chương trình chính }                         Input;                           Writeln  (' ‘Welcome to you,  ‘, Name') ;                         Writeln  (' ‘Today, we study PASCAL PROGRAMMING ... ‘');                         Readln;             END.  Một chương trình Pascal có các phần: * Phần tiêu đề:             Phần này bắt đầu bằng từ khóa Program rồi tiếp đến là tên của chương trình và chấm dứt bằng dấu chấm phẩy (;)              Tên chương trình phải được đặt theo đúng qui cách của danh hiệu tự đặt. Phần tiêu đề có hay không cũng được.  * Phần khai báo dữ liệu:             Trước khi sử dụng biến nào phải khai báo biến đó, nghĩa là xác định rõ xem biến đó thuộc kiểu dữ liệu nào. Một chương trình Pascal có thể có một số hoặc tất cả các khai báo dữ liệu sau:             CONST  : khai báo hằng             ...             TYPE      : định nghĩa  kiểu dữ  liệu mới             ...             VAR      : khai báo các biến             ...  * Phần khai báo chương trình con: Phần này mô tả một nhóm lệnh được đặt tên chung là một chương trình con để khi thân chương trình chính gọi đến thì cả nhóm lệnh đó được thi hành. Phần này có thể có hoặc không tùy theo nhu cầu. * Phần thân chương trình: Phần thân chương trình là phần quan trọng nhất và bắt buộc phải có, phần này luôn nằm giữa 2 từ khoá là BEGIN và END. Ở giữa là lệnh mà các chương trình chính cần thực hiện. Sau từ khóa END là dấu chấm (.) để báo kết thúc chương trình.  * Dấu chấm phẩy (;): Dấu ;  dùng để ngăn cách các câu lệnh của Pascal và không thể thiếu được.  * Lời chú thích: Lời chú thích dùng để chú giải cho người sử dụng chương trình nhớ nhằm trao đổi thông tin giữa người và người, máy tính sẽ không để ý đến lời chú thích này. Lời chú thích nằm giữa ký hiệu: {  } hoặc (*  *)  IV. CÁC KIỂU DỮ LIỆU CƠ SỞ: INTEGER, REAL, BOOLEAN, CHAR  1. Khái niệm Dữ liệu (data) là tất cả những gì mà máy tính phải xử lý. Theo Niklaus Wirth: CHƯƠNG TRÌNH = THUẬT TOÁN + CẤU TRÚC DỮ LIỆU              Một kiểu dữ liệu (data type) là một qui định về hình dạng, cấu trúc và giá trị của dữ liệu cũng như cách biểu diễn và cách xử lý dữ liệu.              Trong Pascal các kiểu dữ liệu gồm các loại sau:              - Kiểu đơn giản (Simple type): bao gồm kiểu số nguyên (Integer), kiểu số thực (Real), kiểu logic (Boolean), kiểu ký tự (Char).              - Kiểu có cấu trúc (Structure type): bao gồm mảng (Array), chuỗi (String), bản ghi (Record), tập hợp (Set), tập tin (File). - Kiểu chỉ điểm (pointer): Trong chương này, chúng ta chỉ xét các kiểu dữ liệu đơn giản.  2. Kiểu số nguyên (Integer type)  a. Kiểu số nguyên thuộc Z chứa trong Turbo Pascal Ðược định nghĩa với các từ khóa sau:  TỪ KHÓA SỐ BYTE PHẠM VI BYTE 1 0 .. 255 SHORTINT 1 - 128 .. 127 INTEGER 2 - 32768 .. + 32767 WORD 2 0 .. 65535 LONGINT 4 - 2147483648 .. 2147483647             b. Các phép toán số học đối với số nguyên  KÝ HIỆU Ý NGHĨA + Cộng - Trừ * Nhân / Chia cho kết quả là số thực DIV Chia lấy phần nguyên MOD Chia lấy phần dư SUCC (n) n + 1 PRED (n) n - 1 ODD (n) TRUE nếu n lẻ và FALSE nếu n chẵn  3. Kiểu số thực (Real type) Ở Turbo Pascal, kiểu số thực thuộc tập hợp R chứa trong 6 bytes, được định nghĩa với từ khóa REAL:                          R =([2.9 x 10-39 , 1.7 x 1038 ]  Hay viết theo dạng số khoa học:         R = ( [2.9E-39, 1.7E38]              Số thực có thể viết theo kiểu có dấu chấm thập phân bình thường hoặc viết theo kiểu thập phân có phần mũ và phần định trị.            Các phép toán số học cơ bản +, -, * , /dĩ nhiên được sử dụng trong kiểu real.  Bảng dưới đây là các hàm số học cho kiểu số thực:  KÝ HIỆU Ý NGHĨA ABS (x) |x| : lấy giá trị tuyệt đối của số x SQR (x) x2 : lấy bình phương trị số x SQRT(x)  : láúy càn báûc 2 cuía trë säú x SIN(x) sin (x) : lấy sin của x COS (x) cos (x) : lấy cos của x ARCTAN (x) arctang (x) LN (x) ln x : lấy logarit nepe của trị x (e ( 2.71828) EXP (x) ex TRUNC (x) lấy phần nguyên lớn nhất không vượt quá trị số x ROUND (x) làm tròn giá trị của x, lấy số nguyên gần x nhất 4. Kiểu logic (Boolean) Một dữ liệu thuộc kiểu BOOLEAN là một đại lượng được chứa trong 1 byte ở Turbo Pascal và chỉ có thể nhận được một trong hai gía trị logic là TRUE (đúng) và FALSE (sai).                                     Qui ước:         TRUE > FALSE              Các phép toán trên kiểu Boolean:  A B NOT A A AND B A OR B A XOR B TRUE TRUE FALSE TRUE TRUE FALSE TRUE FALSE FALSE FALSE TRUE TRUE FALSE TRUE TRUE FALSE TRUE TRUE FALSE FALSE TRUE FALSE FALSE FALSE  Nhận xét: · Phép AND (và) chỉ cho kết quả là TRUE khi cả 2 toán hạng là TRUE · Phép OR (hoặc) chỉ cho kết quả là FALSE khi cả 2 toán hạng là FALSE · Phép XOR (hoặc triệt tiêu) luôn cho kết quả là TRUE khi cả 2 toán hạng là khác nhau và ngược lại.              Các phép toán quan hệ cho kết quả kiểu Boolean:  KÝ HIỆU Ý NGHĨA khác nhau = bằng nhau > lớn hơn < nhỏ hơn > = lớn hơn hoặc bằng < = nhỏ hơn hoặc bằng   5. Kiểu ký tự (Char type) Tất cả các dữ liệu viết ở dạng chữ ký tự được khai báo bởi từ khóa CHAR.  Một ký tự được viết trong hai dấu nháy đơn ( ). Ðể tiện trao đổi thông tin cần phải sắp xếp, đánh số các ký tự, mỗi cách sắp xếp như vậy gọi là bảng mã. Bảng mã thông dụng hiện nay là bảng mã ASCII (xem lại chương 3).  Ðể thực hiện các phép toán số học và so sánh, ta dựa vào giá trị số thứ tự mã ASCII của từng ký tự, chẳng hạn: 'A' < 'a' vì số thứ tự mã ASCII tương ứng là 65 và 97.            Trong Turbo Pascal mỗi ký tự được chứa trong 1 byte.             Các hàm chuẩn liên quan đến kiểu ký tự:  KÝ HIỆU Ý NGHĨA ORD(x) Cho số thứ tự của ký tự x trong bảng mã CHR(n) hay #n Cho ký tự có số thứ tự là n PRED(x) Cho ký tự đứng trước x SUCC(x) Cho ký tự đứng sau x  V. CÁC KHAI BÁO HẰNG, BIẾN, KIỂU, BIỂU THỨC, ... 1. Hằng (constant) a. Ðịnh nghĩa Hằng là một đại lượng có giá trị không đổi trong quá trình chạy chương trình. Ta dùng tên hằng để chương trình được rõ ràng và dễ sửa đổi.  b. Cách khai báo                          CONST                                      = ;  Ví dụ 6.4:         CONST                                                 Siso = 100;                                                 X = ‘xxx ‘;  2. Biến (variable) a. Ðịnh nghĩa Biến là một cấu trúc ghi nhớ có tên (đó là tên biến hay danh hiệu của biến).               Biến ghi nhớ một dữ liệu nào đó gọi là giá trị (value) của biến. Giá trị của biến có thể được biến đổi trong thời gian sử dụng biến.               Sự truy xuất của biến nghĩa là đọc giá trị hay thay đổi giá trị của biến được thực hiện thông qua tên biến. Ví dụ 6.5:         Readln (x) ;                                     Writeln (x) ;                                     x := 9 ;              Biến là một cấu trúc ghi nhớ dữ liệu vì vậy nó phải tuân theo qui định của kiểu dữ liệu : một biến phải thuộc một kiểu dữ liệu nhất định.  b. Cách khai báo                          VAR                                       : ;   Ví dụ 6.6:         VAR                                                 a : Real ;                                                 b, c : Integer ;                                                 TEN : String [20]                                     X : Boolean ;                                                 Chon : Char ;              Cần khai báo các biến trước khi sử dụng chúng trong chương trình. Khai báo một biến là khai báo sự tồn tại của biến đó và cho biết nó thuộc kiểu gì.   3. Kiểu (Type) a. Ðịnh nghĩa Ngoài các kiểu đã định sẵn, Pascal còn cho phép ta định nghĩa các kiểu dữ liệu khác từ các kiểu căn bản theo qui tắc xây dựng của Pascal.   b. Cách khai báo                         TYPE                                      = ;  Ví dụ 6.7:                         TYPE                                     SoNguyen = Integer ;                         Diem = Real;                                     Tuoi = 1 .. 100 ;                                     Color = (Red, Blue, Green) ;                         Thu = (Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat) ; và khi đã khai báo kiểu gì thì ta có quyền sử dụng để khai báo biến như ở ví dụ sau:  Ví dụ 6.8:         VAR                                                 i, j : SoNguyen ;                                                 Dtb : Diem ;                                                 T : tuoi ;                                     Mau : Color ;                                                 Ngay_hoc : Thu;  4. Biểu thức (Expression) a. Ðịnh nghĩa Một biểu thức là một công thức tính toán bao gồm các phép toán, hằng, biến, hàm và các dấu ngoặc.  Ví dụ 6.9:         5 + A * SQRT(B) / SIN(X)                         (A AND B) OR C   b. Thứ tự ưu tiên Khi tính giá trị của một biểu thức, ngôn ngữ Pascal qui ước thứ tự ưu tiên của các phép toán từ cao đến thấp như sau:                  Mức ưu tiên:                        Các phép toán:                         1.                     Biểu thức trong ngoặc đơn (  )             2.                     Phép gọi hàm                         3.                     Not,  -             4.                     *, /, DIV, MOD, AND                         5.                     +, -, OR, XOR             6.                     =, , =, , IN  Ví dụ 6.10:       (4+5)/3 + 6 - (sin((/2)+3)*2  = (9)/3 + 6 - (1+3)*2 = 3 + 6 - 8 = 1  c. Qui ước tính thứ tự ưu tiên Khi tính một biểu thức có 3 qui tắc về thứ tự ưu tiên như sau:  Qui tắc 1 :       Các phép toán nào có ưu tiên cao hơn sẽ được tính trước. Qui tắc 2 :       Trong các phép toán có cùng thứ tự ưu tiên thì sự tính toán sẽ được thực hiện từ trái sang phải. Qui tắc 3 :       Phần trong ngoặc từ trong ra ngoài được tính toán để trở thành một giá trị đơn.   d. Kiểu của biểu thức Là kiểu của kết quả sau khi tính biểu thức.  Ví dụ 6.11:       Biểu thức sau được gọi là biểu thức Boolean:                         not (('a'>'c') and ('c'>'C')) or ('B'='b') có giá trị TRUE  VI. CÁC THỦ TỤC XUẤT/NHẬP 1. Câu lệnh (statement) a. Trong một chương trình Pascal, sau phần mô tả dữ liệu là phần mô tả các câu lệnh. Các câu lệnh có nhiệm vụ xác định các công việc mà máy tính phải thực hiện để xử lý các dữ liệu đã được mô tả và khai báo.  b. Câu lệnh được chia thành câu lệnh đơn giản và câu lệnh có cấu trúc. (xem phần bài đọc thêm)              - Câu lệnh đơn giản                         + Vào dữ liệu   :           Read, Readln                         + Ra dữ liệu    :           Write, Writeln                         + Lệnh gán      :           :=                         + Lời gọi chương trình con     (gọi trực tiếp tên của chương trình con)                         + Xử lý tập tin :            RESET, REWRITE, ASSIGN ...             - Câu lệnh có cấu trúc                         + Lệnh ghép    :           BEGIN .. END                         + Lệnh chọn    :           IF .. THEN .. ELSE                                                             CASE .. OF .                         + Lệnh lặp       :           FOR .. TO .. DO                                                             REPEAT .. UNTIL                                                             WHILE .. DO   c. Các câu lệnh phải được ngăn cách với nhau bởi dấu chấm phẩy ( ; ) và Các câu lệnh có thể viết trên một dòng hay nhiều dòng.   2. Cấu trúc tuần tự a. Lệnh gán (Assignment statement) Một trong các lệnh đơn giản và cơ bản nhất của Pascal là lệnh gán. Mục đích của lệnh này là gán cho một biến đã khai báo một giá trị nào đó cùng kiểu với biến.  * Cách viết:                           :=    ;  Ví dụ 6.12:       Khi đã khai báo                         VAR                                     c : Char ;                         i,j : Integer ;                                     x, y : Real ;                                     p, q : Boolean ;  thì ta có thể có các phép gán sau :                         c := ‘A’ ;                         c := Chr(90) ;                         i := (35+7)*2 mod 4 ;                         i := i div 7 ;                         x := 0.5 ;                         x := i + 1 ;                         q := i > 2*j +1 ;                         q := not p ;  * Ý nghĩa: Biến và các phát biểu gán là các khái niệm quan trọng của một họ các ngôn ngữ lập trình mà Pascal là một đại diện tiêu biểu. Chúng phản ánh cách thức hoạt động của máy tính hiện nay, đó là:  - Lưu trữ các giá trị khác nhau vào một ô nhớ tại những thời điểm khác nhau. - Một quá trình tính toán có thể coi như là một quá trình làm thay đổi giá trị của một (hay một số) ô nhớ nào đó, cho đến khi đạt được giá trị cần tìm.   b. Lệnh ghép (Compound statement) Một nhóm câu lệnh đơn được đặt giữa 2 chữ BEGIN và END sẽ tạo thành một câu lệnh ghép.              Trong Pascal ta có thể đặt các lệnh ghép con trong các lệnh ghép lớn hơn bao ngoài của nó và có thể hiểu tương tự như cấu trúc ngoặc đơn ( ) trong các biểu thức toán học.             * Sơ đồ:                    Hình 6.2:   Sơ đồ cấu trúc BEGIN .. END;              Ở hình minh họa trên ta dễ thấy các nhóm lệnh thành từng khối (block). Một khối lệnh bắt đầu bằng BEGIN và chấm dứt ở END; . Trong một khối lệnh cũng có thể có các khối lệnh con nằm trong nó. Một khối chương trình thường được dùng để nhóm từ 2 lệnh trở lên để tạo thành một của các lệnh có cấu trúc, ta có thể gặp khái niệm này trong nhiều ví dụ ở các phần sau.   3. Cấu trúc rẽ nhánh a. Lệnh IF .. THEN .. và Lệnh IF .. THEN .. ELSE.. *  Lưu đồ diễn tả các lệnh và ý nghĩa cách viết: Hình 6. 3: Lệnh IF THEN ; Hình 6. 4:   Lệnh IF .. THEN .. ELSE ..; Chú ý:             - Ðiều kiện là một biểu thức Boolean.                                                            - Nếu sau THEN hoặc ELSE có nhiều hơn một lệnh thì ta phải gói  lại trong BEGIN .. END;             - Toàn bộ lệnh IF .. THEN .. ELSE xem như 1 lệnh đơn.  Ví dụ 6.13:  Tính căn bậc 2 của một số             PROGRAM Tinh_can_bac_hai ;             VAR                             a : Real ;             BEGIN                         Write ( Nhập số a =  ) ; Readln(a) ;                         IF a < 0 THEN                         Write (' a : 10 : 2 , là số âm nên không lấy căn được !!! ')                         ELSE                         Writeln (' Căn số bậc 2 của , a : 2 : 2 , la , SQRT(a) :10 : 3 ');                         Writeln (' Nhấn ENTER để thoát ... ') ;                         Readln; {Dừng màn hình để xem kết quả}             END. Ghi chú:        Trong chương trình trên, a ta thấy có dạng a :m :n với ý nghĩa m là số định khoảng mà phần nguyên của a sẽ chiếm chỗ và n là khoảng cho số trị phần thập phân của a.   b. Lệnh CASE .. OF * Lưu đồ biểu diễn: Hình 6.5:  Lưu đồ lệnh CASE .. OF  * Cách viết, ý nghĩa:             Cách viết                                             Ý nghĩa      CASE OF                 Xét giá trị của biểu thức chọn             GT1 : Công việc 1 ;                 Nếu có giá trị 1 (GT
Tài liệu liên quan