Функция SeekEOF( var f: Text ): Boolean возвращает значение True, если до конца файла остались строки, заполненные пробелами.
32. К О М П О Н Е Н Т Н Ы Е Ф А Й Л Ы
Компонентный или типизированный файл - это файл с объявленным ти- пом его компонент. Компонентные файлы состоят из машинных представле- ний значений переменных, они хранят данные в том же виде, что и па- мять ЭВМ.
Описание величин файлового типа имеет вид:
type M= File Of T;
где М - имя файлового типа, Т - тип компоненты. Например:
type
FIO= String[20];
SPISOK=File of FIO; var
STUD, PREP: SPISOK;
Здесь STUD, PREP - имена файлов, компонентами которых являются строки.
Описание файлов можно задавать в разделе описания переменных:
var fsimv: File of Char; fr: File of Real;
Компонентами файла могут быть все скалярные типы, а из структури- рованных - массивы, множества, записи. Практически во всех конкретных реализациях языка ПАСКАЛЬ конструкция "файл файлов" недопустима.
Все операции над компонентными файлами производятся с помощью стандартных процедур:
Reset, Rewrite, Read, Write, Close.
Для ввода - вывода используются процедуры:
Read(f,X);
Write(f,X);
где f - имя логического файла, Х - либо переменная, либо массив, либо строка, либо множество, либо запись с таким же описанием, какое имеет компонента файла.
Выполнение процедуры Read(f,X) состоит в чтении с внешнего уст- ройства одной компоненты файла и запись ее в X. Повторное применение процедуры Read(f,X) обеспечит чтение следующей компоненты файла и за- пись ее в X.
Выполнение процедуры Write(f,X) состоит в записи X на внешнее уст- ройство как одной компоненты. Повторное применение этой процедуры обеспечит запись X как следующей компоненты файла.
Для работы с компонентными файлами введена расширенная форма опе- раторов ввода и вывода:
Read(f,X1,X2,...XK)
Write(f,X1,X2,...XK)
Здесь f - компонентный файл, а переменные Х1, Х2,...ХК должны иметь тот-же тип, что и объявленный тип компонент файла f.
33. Б Е С Т И П О В Ы Е Ф А Й Л Ы
Бестиповые файлы позволяют записывать на диск произвольные участки пвмяти ЭВМ и считывать их с диска в память. Операции обмена с бести- повыми файлами осуществляется с помощью процедур BlokRead и
BlockWrite. Кроме того, вводится расширенная форма процедур Reset и
Rewrite. В остальном принципы работы остаются такими же, как и с ком- понентными файлами.
Перед использованием логический файл
var f: File;
должен быть связан с физическим с помощью процедуры Assign. Далее файл должен быть открыт для чтения или для записи процедурой Reset или Rewrite, а после окончания работы закрыт процедурой Close.
При открытии файла длина буфера устанавливается по умолчанию в 128 байт. TURBO PASCAL позволяет изменить размер буфера ввода - вывода, для чего следует открывать файл расширенной записью процедур
Reset(var f: File; BufSize: Word )
или
Rewrite(var f: File; BufSize: Word )
Параметр BufSize задает число байтов, считываемых из файла или за- писываемых в него за одно обращение. Минимальное значение BufSize - 1 байт, максимальное - 64 К байт.
Чтение данных из бестипового файла осуществляется процедурой
BlockRead( var f: File; var X; Count: Word; var QuantBlock: Word );
Эта процедура осуществляет за одно обращение чтение в переменную X количества блоков, заданное параметром Count, при этом длина блока равна длине буфера. Значение Count не может быть меньше 1. За одно обращение нельзя прочесть больше, чем 64 К байтов.
Необязательный параметр QuantBlock возвращает число блоков (буфе- ров), прочитанных текущей операцией BlockRead. В случае успешного за- вершения операции чтения QuantBlock = Count, в случае аварийной ситу- ации параметр QuantBlock будет содержать число удачно прочитанных блоков. Отсюда следует, что с помощью параметра QuantBlock можно контролировать правильность выполнения операции чтения.
Запись данных в бестиповой файл выполняется процедурой
BlockWrite( var f: File; var X; Count: Word; var QuantBlock: Word );
которая осуществляет за одно обращение запись из переменной X коли- чества блоков, заданное параметром Count, при этом длина блока равна длине буфера.
Необязательный параметр QuantBlock возвращает число блоков (буфе- ров), записанных успешно текущей операцией BlockWrite.
34. П О С Л Е Д О В А Т Е Л Ь Н Ы Й И П Р Я М О Й
Д О С Т У П
Смысл последовательного доступа заключается в том, что в каждый момент времени доступна лишь одна компонента из всей последователь- ности. Для того, чтобы обратиться (получить доступ) к компоненте с номером К, необходимо просмотреть от начала файла К-1 предшествующую компоненту. После обращения к компоненте с номером К можно обращаться к компоненте с номером К+1. Отсюда следует, что процессы формирования
(записи) компонент файла и просмотра (чтения) не могут произвольно чередоваться. Таким образом, файл вначале строится при помощи после- довательного добавления компонент в конец, а затем может последова- тельно просматриваться от начала до конца.
Рассмотренные ранее средства работы с файлами обеспечивают после- довательный доступ.
TURBO PASCAL позволяет применять к компонентным и бестиповым фай- лам, записанным на диск, способ прямого доступа. Прямой доступ озна- чает возможность заранее определить в файле блок, к которому будет применена операция ввода - вывода. В случае бестиповых файлов блок равен размеру буфера, для компонентных файлов блок - это одна компо- нента файла.
Прямой доступ предполагает, что файл представляет собой линейную последовательность блоков. Если файл содержит n блоков, то они нуме- руются от 1 через 1 до n. Кроме того, вводится понятие условной гра- ницы между блоками, при этом условная граница с номером 0 расположена перед блоком с номером 1, граница с номером 1 расположена перед бло- ком с номером 2 и, наконец, условная граница с номером n находится после блока с номером n.
Реализация прямого доступа осуществляется с помощью функций и про- цедур FileSize, FilePos, Seek и Truncate.
Функция FileSize( var f ): Longint возвращает количество блоков в открытом файле f.
Функция FilePos( var f ): Longint возвращает текущую позицию в файле f. Позиция в файле - это номер условной границы. Для только что открытого файла текущей позицией будет граница с номером 0. Это зна- чит, что можно записать или прочесть блок с номером 1. После чтения или записи первого блока текущая позиция переместится на границу с номером 1, и можно будет обращаться к ьлоку с номером 2. После проч- тения последней записи значение FilePos равно значению FileSize.
Процедура Seek( var f; N: Longint) обеспечивает назначение текущей позиции в файле (позиционирование). В параметре N должен быть задан номер условной границы, предшествующей блоку, к которому будет произ- водиться последующее обращение. Например, чтобы работать с блоком 4, необходимо задать значение N, равное 3. Процедура Seek работает с от- крытыми файлами.
Процедура Truncate( var f ) устанавливает в текущей позиции приз- нак конца файла и удаляет (стирает) все последующие блоки.
Пример. Пусть на НМД имеется текстовый файл ID.DAT, который содер- жит числовые значения действительного типа по два числа в каждой строке - значения аргумента и функции соответственно. Количество пар чисел не более 200. Составить программу, которая читает файл, значе- ния аргумента и функции записывает в одномерные массивы, подсчитывает их количество, выводит на экран дисплея и записывает в файл компо- нентного типа RD.DAT.
Program F; var rArg, rF: Array[1..200] of Real; inf: Text; outf: File of Real; n, l: Integer; begin
Assign(inf,'ID.DAT');
Assign(outf,'RD.DAT');
Reset(inf);
Rewrite(outf); n:=0; while not EOF(inf) do begin n:=n+1;
ReadLn(inf,rArg[n],rF[n]) end; for l:=1 to n do begin
WriteLn(l:2,rArg[l]:8:2,rF[l]:8:2);
Write(outf,rArg[l], rF[l]); end; close(outf) end.
35. У К А З А Т Е Л И.
Операционная система MS - DOS все адресуемое пространство делит на сегменты. Сегмент - это участок памяти размером 64 К байт. Для зада- ния адреса необходимо определить адрес начала сегмента и смещение от- носительно начала сегмента.
В TURBO PASCAL определен адресный тип Pointer - указатель. Пере- менные типа Pointer
var p: Pointer;
содержат адрес какого - либо элемента программы и занимают 4 байта, при этом адрес хранится как два слова, одно из них определяет сег- мент, второе - смещение.
Переменную типа указатель можно описать другим способом.
type NameType= ^T;
var p: NameType;
Здесь p - переменная типа указатель, связанная с типом Т с помощью имени типа NameType. Описать переменную типа указатель можно непос- редственно в разделе описания переменных:
var p: ^T;
Необходимо различать переменную типа указатель и переменную, на которую этот указатель ссылается. Например если p - ссылка на пере- менную типа Т, то p^ - обозначение этой самой переменной.
Для переменных типа указатель введено стандартное значение NIL, которое означает, что указатель не ссылается ни к какому объекту.
Константа NIL используется для любых указателей.
Над указателями не определено никаких операций, кроме проверки на равенство и неравенство.
Переменные типа указатель могут быть записаны в левой части опера- тора присваивания, при этом в правой части может находиться либо функция определения адреса Addr(X), либо выражение @ X, где @ - унар- ная операция взятия адреса, X - имя переменной любого типа, в том числе процедурного.
Переменные типа указатель не могут быть элементами списка ввода - вывода.
36. Д И Н А М И Ч Е С К И Е П Е Р Е М Е Н Н Ы Е
Статической переменной (статически размещенной) называется описан- ная явным образом в программе переменная, обращение к ней осуществля- ется по имени. Место в памяти для размещения статических переменных определяется при компиляции программы.
В отличие от таких статических переменных в программах, написанных на языке ПАСКАЛЬ, могут быть созданы динамические переменные. Основ- ное свойство динамических переменных заключается в том, что они соз- даются и память для них выделяется во время выполнения программы.
Размещаются динамические переменные в динамической области памяти
(heap - области).
Динамическая переменная не указывается явно в описаниях переменных и к ней нельзя обратиться по имени. Доступ к таким переменным осу- ществляется с помощью указателей и ссылок.
Работа с динамической областью памяти в TURBO PASCAL реализуется с помощью процедур и функций New, Dispose, GetMem, FreeMem, Mark,
Release, MaxAvail, MemAvail, SizeOf.
Процедура New( var p: Pointer ) выделяет место в динамической об- ласти памяти для размещения динамической переменной p^ и ее адрес присваивает указателю p.
Процедура Dispose( var p: Pointer ) освобождает участок памяти, выделенный для размещения динамической переменной процедурой New, и значение указателя p становится неопределенным.
Проуедура GetMem( var p: Pointer; size: Word ) выделяет участок памяти в heap - области, присваивает адрес его начала указателю p, размер участка в байтах задается параметром size.
Процедура FreeMem( var p: Pointer; size: Word ) освобождает учас- ток памяти, адрес начала которого определен указателем p, а размер - параметром size. Значение указателя p становится неопределенным.
Процедура Mark( var p: Pointer ) записывает в указатель p адрес начала участка свободной динамической памяти на момент ее вызова.
Процедура Release( var p: Pointer ) освобождает участок динамичес- кой памяти, начиная с адреса, записанного в указатель p процедурой
Mark, то-есть, очищает ту динамическую память, которая была занята после вызова процедуры Mark.
Функция MaxAvail: Longint возвращает длину в байтах самого длинно- го свободного участка динамической памяти.
Функция MemAvail: Longint полный объем свободной динамической па- мяти в байтах.
Вспомогательная функция SizeOf( X ): Word возвращает объем в бай- тах, занимаемый X, причем X может быть либо именем переменной любого типа, либо именем типа.
Рассмотрим некоторые примеры работы с указателями.
var p1, p2: ^Integer;
Здесь p1 и p2 - указатели или пременные ссылочного типа.
p1:=NIL; p2:=NIL;
После выполнения этих операторов присваивания указатели p1 и p2 не будут ссылаться ни на какой конкретный объект.
New(p1); New(p2);
Процедура New(p1) выполняет следующие действия:
-в памяти ЭВМ выделяется участок для размещения величины целого типа;
-адрес этого участка присваивается переменной p1:
г=====¬ г=====¬
¦ *--¦--------->¦ ¦
L=====- L=====- p1 p1^
Аналогично, процедура New(p2) обеспечит выделение участка памяти, адрес которого будет записан в p2:
L=====- L=====- p2 p2^
После выполнения операторов присваивания
p1^:=2; p2^:=4;
в выделенные участки памяти будут записаны значения 2 и 4 соответ- ственно:
¦ *--¦--------->¦ 2 ¦
¦ *--¦--------->¦ 4 ¦
В результате выполнения оператора присваивания
p1^:=p2^;
в участок памяти, на который ссылается указатель p1, будет записано значение 4:
После выполнения оператора присваивания
p2:=p1;
оба указателя будут содержать адрес первого участка памяти:
L=====- --->L=====- p1 ¦ p1^ p2^
¦ г=====¬ ¦
¦ *--¦-------
L=====- p2
Переменные p1^, p2^ являются динамическими, так как память для них выделяется в процессе выполнения программы с помощью процедуры New.
Динамические переменные могут входить в состав выражений, напри- мер:
p1^:=p1^+8; Write('p1^=',p1^:3);
Пример. В результате выполнения программы:
Program DemoPointer; var p1,p2,p3:^Integer; begin p1:=NIL; p2:=NIL; p3:=NIL;
New(p1); New(p2); New(p3); p1^:=2; p2^:=4; p3^:=p1^+Sqr(p2^); writeln('p1^=',p1^:3,' p2^=',p2^:3,' p3^=',p3^:3); p1:=p2; writeln('p1^=',p1^:3,' p2^=',p2^:3) end.
на экран дисплея будут выведены результаты:
p1^= 2 p2^= 4 p3^= 18 p1^= 4 p2^= 4
37. Д И Н А М И Ч Е С К И Е С Т Р У К Т У Р Ы
Д А Н Н Ы Х
Структурированные типы данных, такие, как массивы, множества, за- писи, представляют собой статические структуры, так как их размеры неизменны в течение всего времени выполнения программы.
Часто требуется, чтобы структуры данных меняли свои размеры в ходе решения задачи. Такие структуры данных называются динамическими, к ним относятся стеки, очереди, списки, деревья и другие. Описание ди- намических структур с помощью массивов, записей и файлов приводит к неэкономному использованию памяти ЭВМ и увеличивает время решения за- дач.
Каждая компонента любой динамической структуры представляет собой запись, содержащую по крайней мере два поля: одно поле типа указа- тель, а второе - для размещения данных. В общем случае запись может содержать не один, а несколько укзателей и несколько полей данных.
Поле данных может быть переменной, массивом, множеством или записью.
Для дальнейшего рассмотрения представим отдельную компоненту в ви- де: г=====¬
¦ D ¦
¦=====¦
¦ p ¦
L=====- где поле p - указатель; поле D - данные.
Описание этой компоненты дадим следующим образом:
Pointer = ^Comp;
Comp = record
D:T; pNext:Pointer end;
здесь T - тип данных.
Рассмотрим основные правила работы с динамическими структурами данных типа стек, очередь и список, базируясь на приведенное описание компоненты.
38. С Т Е К И
Стеком называется динамическая структура данных, добавление компо- ненты в которую и исключение компоненты из которой производится из одного конца, называемого вершиной стека. Стек работает по принципу
LIFO (Last-In, First-Out) -
поступивший последним, обслуживается первым.
Обычно над стеками выполняется три операции:
-начальное формирование стека (запись первой компоненты);
-добавление компоненты в стек;
-выборка компоненты (удаление).
Для формирования стека и работы с ним необходимо иметь две пере- менные типа указатель, первая из которых определяет вершину стека, а вторая - вспомогательная. Пусть описание этих переменных имеет вид:
var pTop, pAux: Pointer;
где pTop - указатель вершины стека; pAux - вспомогательный указатель.
Начальное формирование стека выполняется следующими операторами:
New(pTop); ¦ *--¦---¬ ¦ ¦
L=====- ¦ ¦=====¦ pTop L-->¦ ¦
L=====-
г=====¬ г=====¬ pTop^.pNext:=NIL; ¦ *--¦---¬ ¦ ¦
L=====- ¦ ¦=====¦ pTop L-->¦ NIL ¦
г=====¬ г=====¬ pTop^.D:=D1; ¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦
Последний оператор или группа операторов записывает содержимое поля данных первой компоненты.
Добавление компоненты в стек призводится с использованием вспо- могательного указателя:
г=====¬ г=====¬ г=====¬
New(pAux); ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ----¦--* ¦
L=====- ¦ ¦=====¦ ¦ L=====- pTop ¦ ¦ ¦¦ NIL ¦
г=====¬ г=====¬ г=====¬ pAux^.pNext:=pTop; ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ----¦--* ¦
L=====- ¦ ¦=====¦¦ NIL ¦¦ *--¦-¬
L=====- ¦
¦ D1 ¦ ¦
¦=====¦ ¦
¦ NIL ¦¦ ¦ pEnd
г=====¬ г=====¬ г=====¬ pBegin^.pNext:=NIL; ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ¦ ¦
L=====- ¦ ¦=====¦ L=====- pBegin L-->¦ NIL ¦ pEnd
г=====¬ г=====¬ г=====¬ pBegin^.D:=D1; ¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ¦ ¦
г=====¬ г=====¬ г=====¬ pEnd:=pBegin; ¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ----¦--* ¦
L=====- ¦ ¦=====¦ ¦ L=====- pBegin L-->¦ NIL ¦¦ NIL ¦¦ *--¦------>¦ NIL ¦¦ *--¦------>¦ NIL ¦¦ *--¦--->¦ *--¦-....->¦ *--¦--->¦ NIL ¦¦ *-¦-...->¦ *-¦---->¦ *-¦-...->¦NIL¦¦ * ¦ ¦ *-¦-...->¦NIL¦¦-* ¦¦ *-¦-...->¦ *-¦-¬ ¦ *-¦--->¦ *-¦-...->¦NIL¦
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
