信息学竞赛Pascal第一章预备知识

1、第一章 预备知识一、概述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

2、令少，容易掌握，从 BASIC， BASICA， GWBASIC， TRUE BASIC， TURBO BASIC， QUICK BASIC等一直发展到目前的 VB.net。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 PASCAL 5 .5, 6.0, 7.0一直到现在的 DELPHI.net 。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 VC .net。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

3、TURBO PASCAL 7.0版本。 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，编译能力也最强。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；而编译执行是在程序

4、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。二、编程环境一、Pascal的启动 装有Turbo Pascal的目录中，双击turbo.exe。在桌面上或程序组中双击turbo图标。常用命令的快捷方式1. F3：打开文件 2. Alt+F3：关闭一个文件 3. F2：存储 4. F6：切换一个窗口 5. Ctrl+Insert：复制 6. Shift+Del：剪切 7. Shift+Insert：粘贴 8. Ctrl+Y：删除一行 9. Alt+Backspace：撤消 一个 PASCAL程序   进入编

5、辑状态： 选择菜单 FILEOPEN（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；  编辑一个 PASCAL

6、程序： 输出一句话的小程序：program Q1;beginwriteln( You are welcome to the PASCAL world ! ;readln;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；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； READLN语句等待用户敲回车键结束程序。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，

7、而其它任何行未都是分号！  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 RUNRUN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：You are welcome to the PASCAL world !然后我们按回车键，就能又回到集成环境中。这时如果还想查看刚才的屏幕显示，只需选择菜单 RUNUSER SCREEN（或 ALT+F5），就又能到输出屏幕，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

8、-time error 错误代码 at 错误发生地址  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 FILESAVE（或 F2），即可。  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 WINDOWSCLOSE（或 ALT+F3），即可。  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 FILEOPEN（或 F3），再按 TAB键去选择或不按 TAB键而直接输入文件名即可。  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：program ar

9、ea_of_cicle;const pi=3.1416;var s:real;r:integer;beginwriteln(Please input radius :;readln(r;s:=pi*r*r;writeln(s=,s;readln;end.运行举例：Please input radius:5s=7.854000000E+01三、程序的基本结构program area_of_cicle;const pi=3.1416;var s:real;r:integer;beginwriteln(Please input radius :;readln(r;s:=pi*r*r;writeln(

10、s=,s;readln;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。 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。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！二、Pascal用到的数和符号

11、1、PASCAL语言的字符表是ASCII字符集，主要有：26个英文字母(不分大小写十个数字符号特殊符号。如+-*/=><：；等2、标识符以字母开头的字母数字序列(大小写等效，可跟下划线_，用来标识常量、变量、程序、函数等。自定义标识符时要注意遵循此规则。3、标准标识符与保留字标准标识符有40个，五类(false true maxint Boolean real integer char abs trunc read write详见书P16。保留字是Pascal语言中具有特定的含义的字符。在PASCAL7.0中书写保留字的时候，字符颜色会变为白色。一共36个保留字：(program

12、function begin end procedure var const array if then else case for to do repeat until while and div in mod not or nil4、常量和变量：程序设计中经常要用到常量和变量，这些都必须先定义后才能使用。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： 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， 655

13、35。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）。特点：1. 可进行+、-、*、DIV(整除、MOD(取余 2. 注意不能用/，因为得到的结果可能不为整型。 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、十进制表示法，如： -0.4576, 123.567, -234, 02、科学计数法，

14、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。特点：1. 包括正实数、负实数和零。运算慢，无法精确表示。 2. 可进行+、-、*、/运算。整数与实数运算时自动转为实数进行运算。 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 STRINGN型。字符串在 PASCAL中使

15、用都是加上单引号。特点：1. 字符常 /变量是由单个字符组成的，所有字符都来自ASCII字符集。字符的数据是用两个单引号把单个字符括起来表示的。 2. 每个字符都有一个序值(在ASCII字符集的位置，可以用六个关系运算符（，！）来比较大小。 布尔型 BOOLEAN：布尔型即为逻辑型，取值为 TRUE、 FALSE， 即真、假。也有序，true 为1，false为0。布尔型有三个运算符：and or not 常量：指程序运行过程中，其值不能改变的量。 在程序头部中说明，以 CONST引导。分为四类：整型常量实型常量字符常量布尔型常量格式： const <常量标识符>=<

16、;常量> 例：const pi:=3.14;变量：是指在程序执行过程中，其值可以改变的量。 在程序头部中加以说明，以 VAR引导。变量三要素：变量名、变量类型、变量值。变量名用一个合法的标识符来表示。变量在某一固定时刻是用来存放常量的，而常量是有类型的数据，因而变量也是有类型的。类型不能有两义性。变量值。在程序中由赋值语句来赋值。var <变量标识符列表>:<类型> 例：var a,b:integer; c,d:real;5、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）

17、/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：8 DIV 3 的值是 2， 10 DIV 3 的值是 3；8 MOD 3的值是 2， 10 MOD 3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。Pascalspan语言中的运算符及其优先级 浮点模式。除了 real >3.布尔型判断是否大于和 true ，并且 <= 的序号是 0 ， true 的序号是 1 。 false 和 true 都是预定义常数表识符，分别表

18、示逻辑假和逻辑真。并且 true 。 boolean 是布尔型的表识符。 4.字符型字符型用char作为表识符。字符型必须用单引号括起来，字母作为字符型时，大小写是不等价的，并且字符型只允许单引号中有一个字符，否则就是字符串。2.4 常量与变量1.常量判断是否是集合成员常量：在某个程序的整个过程中其值不变的量。 常量定义：常量定义出现在说明部分。它的语法格式是：const(又一个>.<常量标识符>=<常量>常量表识符的类型由定义它的常量的类型决定。例如：const a=12 隐含说明a是整型；const r=3.21 隐含说明r是实型同级运算按从左到右的次序。(3

19、常量定义部分必须以保留字const开头，可以包含一个或几个常量定义，而且每个常量均以分号结束。(4Turbo Pascal类型常量类型常量，又称变量常数，它是Turbo Pascal的一个扩充特性。类型常量的定义与标准Pascal规定的常数定义和变量说明有所区别。类型常量定义的语法格式：const<简单类型常量标识符>:简单类型=常数；例如：constcounter:integer=0;flag:boolean=true;index:0.100=0;2.变量(1变量：在某个程序中的运行过程中其值可以发生改变的量(2变量说明：变脸说明出现在说明部分。它的语法格式是：var<变量

20、标识符列表 .< PASCAL表达式为： (x*x+3*y-5*(z-2/(x-y*y> 运算符两端，除实型和整数型外不允许为两种不同的数据类型。 vara,b,c:integer;m,n:real;2.5标准函数 1.算术函数 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；exp 指数 frac 小数部分 PASCAL*整数部分 ln 自然对数 pi 表达式的数据类型根据它的值来划分。(所以表达式分为算术表达式、字符表达式、布尔表达式span单目运算符 (span最高优先级取变量或函数的地址(返回一个指针not逻辑取反或按位取反乘除及按位运算符*相乘或

21、集合交集/浮点相除div整数相除mod取模 (整数相除的余数as程序运行阶段类型转换 (RTTI运算符and逻辑或按位求和shl按位左移shr按位右移加减运算符+相加、集合并集、字符串连接或指针增加一个偏移量-相减、集合差集或指针减少一个偏移量or逻辑或按位或运算xor逻辑或按位异或运算关系及比较运算符(最低优先级= 有效位数 real 2.9e-39.1.7e38 6 11.12 single 1.5e-45.3.4e38 4 7.8 double 5.0e-324.1.7e308 8 15.16 extended 3.4e-4932.1.1e4932 10 19.20 comp -2*63

22、+1.2*63-1 8 19.20 Turbo Pascal判断是否小于6、标准函数的使用。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 DOS单元中）的话，就必须在程序头部加上： USES DOS；函数的调用：如： A： =ABS（ -34），即把 -34的绝对值赋给变量 A；（注

23、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:

24、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

25、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 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 Ex

26、it 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;var s:string 把数值 I转换为字符串 S val Val(s:string;var r:real;var c:word 把字符串 S转换为数值 R，并返回错误代码 C 练习题： 一、判断以下标识符的合法性： a3 3a a17 abc

27、d ex9.5 二、将下列的数学表达式改写成PASCAL表达式： b2-4ac 三、求下列表达式的值： 20 mod 19 15 mod 9 7 div 8 19 div 3 (4>5 and (7<8 (8>9 or( 9<10 2 and (3=3 or (3<731 div (5 mod 2 31 div 5 mod 2 31 /5 div 2 四、把下列算式改写为 PASCAL表达式：四、程序的调试调试 PASCAL程序 任何一个天才都不敢说，他编的程序是100%正确的。几乎每一个稍微复杂一点的程序都必须经过反复的调试，修改，最终才完成。所以说，程序的调试

28、是编程中的一项重要技术。PASCAL语言提供了很强大的调试功能，使我们能很方便的找出程序的错误。程序错误： 编译错误：即语法错误。如：命令错写，少分号等等。此种错误在程序编译执行就能发现，而把光标停留在错误行上，并显示出错误信息，由用户修改。 运行错误：如果没有语法错误。则程序可以运行，但在运行过程中也有可能出现错误，如程序结构不合理，打印语句错误等。此时，程序将中止运行，光标停留在错误语句处，并显示错误信息，等待用户修改。 逻辑错误：如：程序递归出口设置不正确，逻辑判断设置错误，这样程序虽然能够正常运行，但运行结果却不正确，这是用户最难发现有错误，也是最难查找的错误，此时计算机也无任何错误信

29、息。 TURBO PASCAL的集成调试器 在 TURBO PASCAL语言集成环境中，我们可以非常方便地调试程序。 暂停（ CTRL+BREAK）：在程序运行过程中，我们可用 CTRL+BREAK暂停程序的运行，此时集成环境会在当前运行到的语句上设置一条光带，表示程序可继续运行。此时，如果要程序继续执行（接着刚刚中断的语句），可用 CTRL+F9（即 RUN功能）继续运行程序；如果不需程序继续运行，可用 CTRL+F2清除光带并复位，这样程序将不能被继续运行。 跟踪（ F7）：菜单 RUN|TRACE INTO功能能够逐步运行程序，即使在过程中也能逐步运行。 跟踪（ F8）：菜单 RUN|S

30、TEP功能能够使我们逐段运行程序，即子程序中的语句将不会逐步执行。 执行到光标处（ F4）：把光标移到要执行到的语句行，再用 F4（菜单 RUN|GOTO CRUSOR）可让程序执行到该行暂停。 断点：我们可用 DEBUG|BREAKPOINT功能在光标处行设置程序断点，这样，当程序运行到这里时将自动暂停。清除断点也用此功能。 查看变量或表达式值（ CTRL+F4）：我们可以在程序未运行、运行暂停、运行结束后用此功能查看变量或表达式的值。 设置动态变量查看（ CTRL+F7）：我们可用此功能打开 WATCH窗口，在此窗口中增加要查看的变量，这样，我们在用 F7或 F8或在程序暂停时，就能在此窗

31、口中看到要查看的变量的值。 集成环境中的窗口操作： TURBO PASCAL语言是类似 WINDOWS的，也可提供多窗口操作。如：用 F3功能打开一个文件，再用 F3功能打开一个文件，这时，我们就打开了两个窗口。此时，可用 F6在各个窗口之间切换；用 ALT+F3可把当前窗口关闭；用 CTRL+F5可进入改变窗口大小、位置状态，此时，可用光标键上下左右移动当前窗口，也可用 SHIFT+光标键来改变窗口大小。这样，我们就能在屏幕上同时看到文件窗口、 WATCH窗口、 OUTPUT窗口等。 记录文件运行编译环境（ CTRL+OO）：因为 PASCAL语言是在集成环境中来运行程序，而各台计算机的集成

32、环境设置有可能不同，这样就使得一个文件在一台机器上运行正常，而在另一台机器上运行不正常或不能运行。所以，我们一般都会在程序的 第一行用 CTRL+OO键来记录下当前的程序运行环境，这此在屏幕当前行会出现两行语句，都是用“ ”括住，以“ $”引导，尤其是第二行是非常重要的，如： $16384， 0， 655350；是指程序中允许最多打开 16384个栈，这如果是在做一些搜索问题时是不够的，所以我们都会把它改成最大的数值： 65520，请大家记住这个数值，这是 PASCAL语言允许打开的最大栈数。 我们先编一个比较简单的程序，看看程序是如何调试的。 program tiaoshi;var i:integer;beginfor i:=1 to 300 dobeginif i mod 2 = 0 thenif i mod 3 = 0 thenif i mod 5 = 0 thenwriteln(i; end;end. 该程序是输出300以内同时能被2，3，5整除的整数。 现在我们开始调试。 调试有多种方法，先介绍一种，权且叫步骤法，步骤法就是模拟计算机的运算，把程序每一步执