Cơ bản về lập trình Pascal

Khoa Công ngh Thông tin - Tr ng D y ngh t nh i n Biênệ ườ ạ ề ỉ Đ ệ CHƯƠNG I: CƠ BẢN VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 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. PASCAL giúp sinh viên viết chương trình có cấu trúc sáng sủa, rõ ràng, dễ hiểu và dễ đọc. PASCAL là ngôn ngữ có cấu trúc mạnh mẽ cả về dữ liệu lẫn chương trình và lệnh. II/ CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA 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 1 Gi i thi u Ngôn ng l p trình Pascalớ ệ ữ ậ - 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 2.1: 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 2.2: 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. 2 Khoa Công ngh Thông tin - Tr ng D y ngh t nh i n Biênệ ườ ạ ề ỉ Đ ệ III/ CẤU TRÚC MỘT CHƯƠNG TRÌNH PASCAL Hình 1: Sơ đồ cấu trúc chương trình Pascal Ví dụ 3.1: 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 (;) 3 Gi i thi u Ngôn ng l p trình Pascalớ ệ ữ ậ 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 (* *) Ví dụ 3.2: Viết chương trình để tính diện tích hình tròn khi biết độ dài bán kinh và tính diện tích hình vuông khi biết độ dài cạnh. PROGRAM THIDU4; (* Dòng tiêu đề *) VAR R, A, Dien_Tich: Real; (* Khai báo ba biến thực *) BEGIN 4 Khoa Công ngh Thông tin - Tr ng D y ngh t nh i n Biênệ ườ ạ ề ỉ Đ ệ Write(' Bán kính R = '); READLN(R); (* Đọc giá trị của R *) Dien_Tich := PI*R*R; (* Tính diện tích hình tròn *) (* Viết ra màn hình kết quả tính *) Writeln(' Diện tích hình tròn = ', Dien_Tich); Write(' Cạnh hình vuông A = '); READLN(A); Dien_Tich := A*A; Writeln(' Diện tích hình vuông =', Dien_Tich); Readln; END. Kết quả chạy chương trình Bán kính R = 2.56 ↵ Diện tích hình tròn = 2.0588741615E+01 Cạnh hình vuông A = 2.56 ↵ Diện tích hình vuông = 6.5536000000E+00 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. 5 Gi i thi u Ngôn ng l p trình Pascalớ ệ ữ ậ 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) : lấy căn bậc 2 của trị số x SIN(x) sin (x) : lấy sin của x COS (x) cos (x) : lấy cos của x ARCTAN (x) arctang (x) 6 Khoa Công ngh Thông tin - Tr ng D y ngh t nh i n Biênệ ườ ạ ề ỉ Đ ệ LN (x) ln x : lấy logarit nepe của trị x (e ( 2.71828) EXP (x) e x 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: 7 Gi i thi u Ngôn ng l p trình Pascalớ ệ ữ ậ 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 <Tên hằng> = <giá trị của hằng> ; Ví dụ 5.1: 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 5.2: 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 <Tên biến> : <Kiểu biến> ; 8 Khoa Công ngh Thông tin - Tr ng D y ngh t nh i n Biênệ ườ ạ ề ỉ Đ ệ Ví dụ 5.3: 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 <Tên kiểu> = <Mô tả xây dựng kiểu> ; Ví dụ 5.4: 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 5.5: VAR i, j : SoNguyen ; Dtb : Diem ; T : tuoi ; Mau : Color ; Ngay_hoc : Thu; 4. Biểu thức (Expression) 9 Gi i thi u Ngôn ng l p trình Pascalớ ệ ữ ậ 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 5.6: 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 5.7: (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 5.8: 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) Ý nghĩa 10 [...]... trong tiến trình lập trình cho máy tính điện tử, có thể nhanh chóng loại bỏ những sai sót khi cần hiệu chỉnh hay cải tiến chương trình Ðây là khái niệm cơ bản trong ý tưởng lập chương trình có cấu trúc Một quá trình tính cũng có thể có nhiều chương trình con lồng ghép vào nhau Trong Pascal, chương trình con được viết dưới dạng thủ tục (procedure) và hàm (function) Cấu trúc của 2 kiểu chương trình con... Giới thiệu Ngôn ngữ lập trình Pascal CHƯƠNG II CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ ÐƠN VỊ CHƯƠNG TRÌNH I/ KHÁI NIỆM VỀ CHƯƠNG TRÌNH CON Khi lập trình, chúng ta thường có những đoạn chương trình hay phép tính lặp lại nhiều lần Nếu mỗi lần lặp lại, ta phải viết những đoạn lệnh như nhau thì chương trình của chúng ta trở nên dài dòng, rối rắm và mất thời gian vô ích Ðể giải quyết những trường hợp như vậy, Pascal cho phép... CHƯƠNG TRÌNH (UNIT) 1 Khái niệm: Lập trình một bài toán lớn rất phức tạp và vất vả nếu nó phải sử dụng nhiều thuật toán lập đi lập lại Việc tạo ra nhiều mẫu chương trình con nhằm giảm nhẹ công việc của một lập trình viên (programmer) Tuy nhiên, mỗi chương trình con chỉ có ứng dụng được trong chính chương trình chứa nó mà thôi Ðể khỏi mất thời gian để viết lại chúng, người ta biến mỗi chương trình con... qua tên chương trình con và danh sách các tham số tương ứng (nếu có) Các qui tắc của lời gọi chương trình con: - Trong thân chương trình chính hoặc thân chương trình con, ta chỉ có thể gọi tới các chương trình con trực thuộc nó - Trong chương trình con, ta có thể gọi các chương trình con ngang cấp đã được thiết lập trước đó a) Thủ tục (Procedure): Thủ tục là một đoạn cấu trúc chương trình được chứa... chương trình, nó được sử dụng bên trong chương trình chính và cả bên trong chương trình con Biến toàn cục sẽ tồn tại trong suốt quá trình thực hiện chương trình - Biến cục bộ (local variable): Còn được gọi là biến riêng, là biến được khai báo ở đầu chương trình con, và nó chỉ được sử dụng bên trong thân chương trình con hoặc bên trong thân chương trình con khác nằm bên trong nó (các chương trình con... Procedure Xuat1(hoten : Str25); Procedure Xuat2(mang: M10); 29 Giới thiệu Ngôn ngữ lập trình Pascal III/ TRUYỀN THAM SỐ CHO CHƯƠNG TRÌNH CON Khi truyền tham số trong Pascal, đòi hỏi phải có sự tương ứng về tên của kiểu dữ liệu của các tham số hình thức và tham số thực Một số định nghĩa và qui tắc về truyền tham số trong Pascal: - Những tham số hình thức nằm sau từ khóa VAR gọi là tham số biến (variable... và tham số trị) là ứng bước nào mà chương trình đang thực hiện? Ðây là phần then chốt để nắm được cách vận hành và kết quả của chương trình xử lý Sơ đồ minh họa cách vận hành và quản lý biến của chương trình: b) Hàm (Function) : 27 Giới thiệu Ngôn ngữ lập trình Pascal Hàm là một chương trình con cho ta 1 giá trị kiểu vô hướng Hàm tương tự như thủ tục nhưng trả về một giá trị thông qua tên hàm và lời... a không đổi và b thay đổi ! ') ; Readln; END PHẦN ĐỌC THÊM IV/ TÍNH ÐỆ QUI CỦA CHƯƠNG TRÌNH CON Một chương trình con mà trong quá trình thiết lập, nó sẽ gọi chính bản thân nó thì chương trình con có tính đệ qui (recursion) Ví dụ 4.1: Bài toán tính giai thừa (factorials) theo cách đệ qui Bài toán này có phần chương trình chính giống như đã có ở ví dụ trước: PROGRAM Giaithua ; (*Tính giai thừa của số... module mang một đoạn chương trình gọi là chương trình con (subroutine hay subprogram) Mỗi chương trình con sẽ mang một cái tên khác nhau Một module chỉ cần viết một lần và sau đó chúng ta có thể truy xuất nó nhiều lần, bất kỳ nơi nào trong chương trình chính Khi cần thiết, chúng ta chỉ việc gọi tên chương trình con đó ra để thi hành lệnh Nhờ sử dụng chương trình con, chương trình có thể tiết kiệm được... module độc lập, được biên dịch sẵn và lưu trữ trên đĩa như một thư viện Khi cần ta cứ việc gọi các module này ra mà không cần phải viết lại chúng Mỗi module như vậy được gọi là một đơn vị chương trình, hay gọi tắt là UNIT Khái niệm Unit đã được vào sử dụng từ chương trình Pascal version 4.0 trở đi Có hai loại Unit là các Unit chuẩn do Turbo Pascal tạo sẵn và các Unit tự tạo do người lập trình tự viết . CHƯƠNG I: CƠ BẢN VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PASCAL I/ GIỚI THIỆU Pascal là tên của một trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao thông dụng. Ngôn ngữ lập trình Pascal. CHƯƠNG TRÌNH PASCAL Hình 1: Sơ đồ cấu trúc chương trình Pascal Ví dụ 3.1: PROGRAM Hello; { Dòng tiêu đề } USES Crt; { Lời gọi sử dụng các đơn vị chương trình