Программирование на языке Паскаль. Часть II

в памяти рядом.
Особенности:
все элементы имеют один тип
весь массив имеет одно имя
все элементы расположены в памяти рядом
Примеры:
список учеников в классе
квартиры в доме
школы в городе
данные о температуре воздуха за год

10

в памяти
Массив целых чисел:
Размер через константу:

имя

начальный индекс

конечный индекс

тип
элементов
var A: array[1.. ] of integer;

const N=5;

N

var A : array[ 1 .. 5 ] of integer ;

Y: array [1..10] of real;
C: array [1..20] of char;

var Q: array [0..9] of real;
C: array [-5..13] of char;

var A: array ['A'..'Z'] of real;
B: array [False..True] of integer;
...
A['C'] := 3.14259*A['B'];
B[False] := B[False] + 1;

['z'..'a'] of integer;
...
A['B'] := 15;

A['b']

['a'..'z']

var a: array [0..9] of integer;
...
A[10] := 'X';

array[1..N] of integer;
i: integer;

for i:=1 to N do begin
write('a[', i, ']=');
read ( a[i] );
end;

a[1] =
a[2] =
a[3] =
a[4] =
a[5] =

5
12
34
56
13

for i:=1 to N do a[i]:=a[i]*2;

writeln('Массив A:');
for i:=1 to N do write(a[i]:4);

Массив A:
10 24 68 112 26

всех элементов массива.
Пример:
Введите пять чисел:
4 15 3 10 14
среднее арифметическое 9.200
"5": Ввести c клавиатуры массив из 5 элементов, найти минимальный из них.
Пример:
Введите пять чисел:
4 15 3 10 14
минимальный элемент 3

Поляков, 2006-2007

элемент – максимальный }
for i:=2 to N do
if a[i] > { максимального } then
{ запомнить новый максимальный элемент a[i] }

:= 1;
for i:=2 to N do { проверяем все остальные }
if a[i] > max then { нашли новый максимальный }
begin
max := a[i]; { запомнить a[i] }
iMax := i; { запомнить i }
end;

Дополнение: как найти номер максимального элемента?

По номеру элемента iMax всегда можно найти его значение a[iMax]. Поэтому везде меняем max на a[iMax] и убираем переменную max.

a[iMax]

iMax: integer;
begin
writeln('Исходный массив:');
for i:=1 to N do begin
a[i] := random(100) + 50;
write(a[i]:4);
end;
iMax := 1; { считаем, что первый – максимальный }
for i:=2 to N do { проверяем все остальные }
if a[i] > a[iMax] then { новый максимальный }
iMax := i; { запомнить i }
writeln; {перейти на новую строку}
writeln('Максимальный элемент a[', iMax, ']=', a[iMax]);
end;

for i:=1 to N do begin
a[i] := random(100) + 50;
write(a[i]:4);
end;

iMax := 1; { считаем, что первый – максимальный }
for i:=2 to N do { проверяем все остальные }
if a[i] > a[iMax] then { новый максимальный }
iMax := i; { запомнить i }

случайные числа в интервале [50,150)

поиск максимального

и найти в нем максимальный и минимальный элементы и их номера.
Пример:
Исходный массив:
4 -5 3 10 -4 -6 8 -10 1 0
максимальный a[4]=10
минимальный a[8]=-10
"5": Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [-10..10] и найти в нем два максимальных элемента и их номера.
Пример:
Исходный массив:
4 -5 3 10 -4 -6 8 -10 1 0
максимальные a[4]=10, a[7]=8

2006-2007

A[N], A[2] и A[N-1], …
Псевдокод:

for i:=1 to N do
{ поменять местами A[i] и A[N+1-i] }

сумма индексов N+1

N div 2

do

двух ячеек памяти.

4

6

?

4

6

4

x

y

c

c := x;
x := y;
y := c;

x := y;
y := x;

3

2

1

integer;
begin
{ заполнить массив }
{ вывести исходный массив }
{ вывести полученный массив }
end;

for i:=1 to N div 2 do begin
c:=A[i]; A[i]:=A[N+1-i]; A[N+1-i]:=c;
end;

и выполнить инверсию отдельно для 1-ой и 2-ой половин массива.
Пример:
Исходный массив:
4 -5 3 10 -4 -6 8 -10 1 0
Результат:
-4 10 3 -5 4 0 1 -10 8 -6
"5": Заполнить массив из 12 элементов случайными числами в интервале [-12..12] и выполнить инверсию для каждой трети массива.
Пример:
Исходный массив:
4 -5 3 10 -4 -6 8 -10 1 0 5 7
Результат:
10 3 -5 4 -10 8 -6 -4 7 5 0 1

становится на место последнего.
Алгоритм:
A[1]:=A[2]; A[2]:=A[3];… A[N-1]:=A[N];
Цикл:

for i:=1 to N-1 do
A[i]:=A[i+1];

почему не N?

integer;
begin
{ заполнить массив }
{ вывести исходный массив }
{ вывести полученный массив }
end;

c := A[1];
for i:=1 to N-1 do A[i]:=A[i+1];
A[N] := c;

и выполнить циклический сдвиг ВПРАВО.
Пример:
Исходный массив:
4 -5 3 10 -4 -6 8 -10 1 0
Результат:
0 4 -5 3 10 -4 -6 8 -10 1
"5": Заполнить массив из 12 элементов случайными числами в интервале [-12..12] и выполнить циклический сдвиг ВПРАВО на 4 элемента.
Пример:
Исходный массив:
4 -5 3 10 -4 -6 8 -10 1 0 5 7
Результат:
-4 -6 8 -10 1 0 5 7 4 -5 3 10

2006-2007

убыванию, последней цифре, сумме делителей, …).
Задача: переставить элементы массива в порядке возрастания.
Алгоритмы:
простые и понятные, но неэффективные для больших массивов
метод пузырька
метод выбора
сложные, но эффективные
"быстрая сортировка" (Quick Sort)
сортировка "кучей" (Heap Sort)
сортировка слиянием
пирамидальная сортировка

сложность O(N2)

сложность O(N·logN)

вверх.
Для массивов – самый маленький ("легкий") элемент перемещается вверх ("всплывает").

начиная снизу, сравниваем два соседних элемента; если они стоят "неправильно", меняем их местами
за 1 проход по массиву один элемент (самый маленький) становится на свое место

1-ый проход

2-ой проход

3-ий проход

Для сортировки массива из N элементов нужен N-1 проход (достаточно поставить на свои места N-1 элементов).

и A[2]

A[j] и A[j+1]

2-ой проход

for j:=N-1 downto 2 do
if A[j] > A[j+1] then begin
c:=A[j]; A[j]:=A[j+1]; A[j+1]:=c;
end;

2

for j:=N-1 downto 1 do
if A[j] > A[j+1] then begin
c:=A[j]; A[j]:=A[j+1]; A[j+1]:=c;
end;

1

i-ый проход

for j:=N-1 downto i do
...

i

c: integer;
begin
{ заполнить массив }
{ вывести исходный массив }
{ вывести полученный массив }
end;

for i:=1 to N-1 do begin
for j:=N-1 downto i do
if A[j] > A[j+1] then begin
с := A[j];
A[j] := A[j+1];
A[j+1] := с;
end;
end;

i

элементы выше A[i] уже поставлены

было обменов, массив уже отсортирован и остальные проходы не нужны.
Реализация: переменная-флаг, показывающая, был ли обмен; если она равна False, то выход.

repeat
flag := False; { сбросить флаг }
for j:=N-1 downto 1 do
if A[j] > A[j+1] then begin
с := A[j];
A[j] := A[j+1];
A[j+1] := с;
flag := True; { поднять флаг }
end;
until not flag; { выход при flag=False }

flag := False;

flag := True;

not flag;

var flag: boolean;

flag := False; { сбросить флаг }
for j:=N-1 downto 1 do
if A[j] > A[j+1] then begin
с := A[j];
A[j] := A[j+1];
A[j+1] := с;
flag := True; { поднять флаг }
end;
until not flag; { выход при flag=False }

i := 0;

i

i := i + 1;

с A[1])
из оставшихся найти минимальный элемент и поставить на второе место (поменять местами с A[2]), и т.д.

i ;
for j:= i+1 to N do
if A[j] < A[nMin] then nMin:=j;
if nMin <> i then begin
c:=A[i];
A[i]:=A[nMin];
A[nMin]:=c;
end;
end;

N-1

N

нужно N-1 проходов

поиск минимального от A[i] до A[N]

если нужно, переставляем

i+1

i

и отсортировать его по последней цифре.
Пример:
Исходный массив:
14 25 13 30 76 58 32 11 41 97
Результат:
30 11 41 32 13 14 25 76 97 58
"5": Заполнить массив из 10 элементов случайными числами в интервале [0..100] и отсортировать первую половину по возрастанию, а вторую – по убыванию.
Пример:
Исходный массив:
14 25 13 30 76 58 32 11 41 97
Результат:
13 14 25 30 76 97 58 41 32 11

Поляков, 2006-2007

установить, что его нет.
Решение: для произвольного массива: линейный поиск (перебор)
недостаток: низкая скорость
Как ускорить? – заранее подготовить массив для поиска
как именно подготовить?
как использовать "подготовленный массив"?

X then begin
nX := i;
break; {выход из цикла}
end;

nX := 0; { пока не нашли ...}
if nX < 1 then writeln('Не нашли...')
else writeln('A[', nX, ']=', X);

nX – номер нужного элемента в массиве

Улучшение: после того, как нашли X, выходим из цикла.

for i:=1 to N do { цикл по всем элементам }
if A[i] = X then { если нашли, то ... }
nX := i; { ... запомнили номер}

nX := 0; i := 1;
while i <= N do begin
if A[i] = X then begin
nX := i; i := N;
end;
i := i + 1;
end;

break;

i := N;

элемент A[c] и сравнить с X.
Если X = A[c], нашли (выход).
Если X < A[c], искать дальше в первой половине.
Если X > A[c], искать дальше во второй половине.

N; {границы: ищем от A[1] до A[N] }
if nX < 1 then writeln('Не нашли...')
else writeln('A[', nX, ']=', X);

while R >= L do begin
c := (R + L) div 2;
if x < A[c] then R := c - 1;
if x > A[c] then L := c + 1;
end;

номер среднего элемента

if X = A[c] then begin
nX := c;
R := L - 1; { break; }
end;

нашли

выйти из цикла

сдвигаем границы

в нем элемент, равный X (это число вводится с клавиатуры). Использовать двоичный поиск.
"5": Написать программу, которая считает среднее число шагов в двоичном поиске для массива из 32 элементов в интервале [0,100]. Для поиска использовать 1000 случайных чисел в этом же интервале.

2006-2007

– отдельный объект;
массив имеет длину N, которая задана при объявлении

Что нужно:
обрабатывать последовательность символов как единое целое
строка должна иметь переменную длину

( s );

var i: integer;

на буквы "б".

program qq;
var s: string;
i: integer;
begin
writeln('Введите строку');
readln(s);
for i:=1 to Length(s) do
if s[i] = 'а' then s[i] := 'б';
writeln(s);
end.

readln(s);

writeln(s);

Length(s)

ввод строки

длина строки

вывод строки

"б" и наоборот, как заглавные, так и строчные.
Пример:
Введите строку:
ааббссААББСС
Результат:
ббаассББААСС
"5": Ввести символьную строку и проверить, является ли она палиндромом (палиндром читается одинаково в обоих направлениях).
Пример: Пример:
Введите строку: Введите строку:
АБВГДЕ КАЗАК
Результат: Результат:
Не палиндром. Палиндром.

s, s1, s2: string;

s := 'Вася';

s1 := 'Привет';
s2 := 'Вася';
s := s1 + ', ' + s2 + '!';

'Привет, Вася!'

Подстрока: выделить часть строки в другую строку.

s := '123456789';
s1 := Copy ( s, 3, 6 );
s2 := Copy ( s1, 2, 3 );

'345678'

'456'

с 3-его символа

6 штук

3, 6 );

с 3-его символа

6 штук

строка
меняется!

'123456789'

'129'

s := '123456789';
Insert ( 'ABC', s, 3 );
Insert ( 'Q', s, 5 );

куда вставляем

что вставляем

начиная с 3-его символа

'12ABC3456789'

'12ABQC3456789'

( 'е', s );
if n > 0 then
writeln('Буква е – это s[', n, ']')
else writeln('Не нашли');
n := Pos ( 'Вася', s );
s1 := Copy ( s, n, 4 );

s[3]

3

n = 11

Особенности:
функция возвращает номер символа, с которого начинается образец в строке
если слова нет, возвращается 0
поиск с начала (находится первое слово)

var n: integer;

( s, n, 4 );
Insert ( 'Лена', s, n );

'Вася Лена Митя'

s := 'Вася Петя Митя';
n := length ( s );
s1 := Copy ( s, 1, 4 );
s2 := Copy ( s, 11, 4 );
s3 := Copy ( s, 6, 4 );
s := s3 + s1 + s2;
n := length ( s );

'Вася Митя'

14

'Вася'

'Митя'

'Петя'

'ПетяВасяМитя'

12

6

формату "фамилия-инициалы".
Пример:
Введите имя, фамилию и отчество:
Василий Алибабаевич Хрюндиков
Результат:
Хрюндиков В.А.

Алгоритм:
найти первый пробел и выделить имя
удалить имя с пробелом из основной строки
найти первый пробел и выделить отчество
удалить отчество с пробелом из основной строки
"сцепить" фамилию, первые буквы имени и фамилии, точки, пробелы…

и фамилию');
readln(s);
n := Pos(' ', s);
name := Copy(s, 1, n-1); { вырезать имя }
Delete(s, 1, n);
n := Pos(' ', s);
otch := Copy(s, 1, n-1); { вырезать отчество }
Delete(s, 1, n); { осталась фамилия }
s := s + ' ' + name[1] + '.' + otch[1] + '.';
writeln(s);
end.

на ".exe".
Пример:
Введите имя файла: Введите имя файла:
qqq qqq.com
Результат: Результат:
qqq.exe qqq.exe
"5": Ввести путь к файлу и "разобрать" его, выводя каждую вложенную папку с новой строки
Пример:
Введите путь к файлу:
C:\Мои документы\10-Б\Вася\qq.exe
Результат:
C:
Мои документы
10-Б
Вася
qq.exe

2006-2007

Щ и О. Вывести на экран все слова из К букв, которые можно составить в этом языке, и подсчитать их количество. Число K вводится с клавиатуры.

1

K

в каждой ячейке может быть любая из 4-х букв

4 варианта

4 варианта

4 варианта

4 варианта

Количество вариантов:

4-м задачам для слов из K-1 букв.

1

K

1

K

1

K

перебрать все варианты

перебрать все варианты

перебрать все варианты

перебрать все варианты

:= count+1;
end
else begin
s[p]:='Ы'; Rec ( p+1 );
s[p]:='Ц'; Rec ( p+1 );
s[p]:='Щ'; Rec ( p+1 );
s[p]:='О'; Rec ( p+1 );
end;
end;

1

K

p

s

p+1

рекурсивные вызовы

окончание рекурсии

Глобальные переменные:
var s: string;
count, K: integer;

begin
if p > k then begin
writeln(s);
count := count+1;
end
else begin
for i:=1 to length(letters) do begin
s[p] := letters[i];
Rec(p+1);
end;
end;
end;

const letters = 'ЫЦЩО';

for i:=1 to length(letters) do begin
s[p] := letters[i];
Rec(p+1);
end;

все буквы

цикл по всем буквам

локальная переменная

read ( K );
s := '';
for i:=1 to K do s := s + ' ';
count := 0;
Rec ( 1 );
writeln('Всего ', count, ' слов');
end.

procedure Rec(p: integer);
...
end;

процедура

s := '';
for i:=1 to K do s := s + ' ';

строка из K пробелов

глобальные переменные

О. Число K вводится с клавиатуры.

"4": Вывести на экран все слова из К букв, в которых буква Ы встречается более 1 раза, и подсчитать их количество.
"5": Вывести на экран все слова из К букв, в которых есть одинаковые буквы, стоящие рядом (например, ЫЩЩО), и подсчитать их количество.

каждый элемент имеет два индекса (номер строки и номер столбца).

A

строка 2

столбец 3

ячейка A[3,4]

B: array[-3..0,-8..M] of integer;
Q: array['a'..'d',False..True] of real;

Ввод с клавиатуры:

for i:=1 to N do
for j:=1 to M do begin
write('A[',i,',',j,']=');
read ( A[i,j] );
end;

A[1,1]=

25

A[1,2]=

14

A[1,3]=

14

...

A[3,4]=

54

i

j

for j:=1 to M do
for i:=1 to N do begin

do
A[i,j] := random(25) - 10;

цикл по строкам

цикл по столбцам

Вывод на экран

for i:=1 to N do begin
writeln;
end;

перейти на новую строку

for j:=1 to M do
write ( A[i,j]:5 );

вывод строки

в той же строке

столбцов случайными числами и вывести ее на экран. Найти сумму элементов матрицы.

program qq;
const N = 3; M = 4;
var A: array[1..N,1..M] of integer;
i, j, S: integer;
begin
{ заполнение матрицы и вывод на экран}
S := 0;
writeln('Сумма элементов матрицы ', S);
end;

for i:=1 to N do
for j:=1 to M do
S := S + A[i,j];

интервале [-10,10] и вывести ее на экран.

"4": Найти минимальный и максимальный элементы в матрице их номера. Формат вывода:
Минимальный элемент A[3,4]=-6
Максимальный элемент A[2,2]=10
"5": Вывести на экран строку, сумма элементов которой максимальна. Формат вывода:
Строка 2: 3 5 8 9 8

из N строк и N столбцов.

A[1,N]

A[2,2]

A[3,3]

A[N,N]

for i:=1 to N do
write ( A[i,i]:5 );

Задача 2. Вывести на экран вторую диагональ.

A[N,1]

A[N-1,2]

A[2,N-1]

for i:=1 to N do
write ( A[i, ]:5 );

N+1-i

сумма номеров строки и столбца N+1

A[1,1]

и ниже ее.

строка 1: A[1,1]
строка 2: A[2,1]+A[2,2]
...
строка N: A[N,1]+A[N,2]+...+A[N,N]

S := 0;
for i:= 1 to N do

цикл по всем строкам

for j:= 1 to i do
S := S + A[i,j];

складываем нужные элементы строки i

N строк и M столбцов переставить 2-ую и 4-ую строки.

2

4

j

A[2,j]

A[4,j]

for j:=1 to M do begin
c := A[2,j];
A[2,j] := A[4,j];
A[4,j] := c;
end;

Задача 5. К третьему столбцу добавить шестой.

for i:=1 to N do
A[i,3] := A[i,3] + A[i,6];

интервале [-10,10] и вывести ее на экран. Обнулить элементы, отмеченные зеленым фоном, и вывести полученную матрицу на экран.

"4": "5":

содержат управляющих символов (с кодами < 32)

ACSII (1 байт на символ)
UNICODE (2 байта на символ)

*.txt, *.log,
*.htm, *.html

могут содержать любые символы кодовой таблицы

*.doc, *.exe,
*.bmp, *.jpg,
*.wav, *.mp3,
*.avi, *.mpg

Текстовые

Двоичные

Папки (каталоги)

(сделать его активным, приготовить к работе)

assign(f, 'qq.dat');

reset(f); {для чтения}

rewrite(f); {для записи}

II этап: работа с файлом

Переменная типа "текстовый файл": var f: text;

III этап: закрыть файл

close(f);

read ( f, n ); { ввести значение n }

write ( f, n ); { записать значение n }
writeln ( f, n );{c переходом на нов.строку }

файлу идет через файловую переменную
файл, который открывается на чтение, должен существовать
если файл, который открывается на запись, существует, старое содержимое уничтожается
данные записываются в файл в текстовом виде
при завершении программы все файлы закрываются автоматически
после закрытия файла переменную f можно использовать еще раз для работы с другим файлом

позиции, где стоит курсор
после чтения курсор сдвигается на первый непрочитанный символ

12 5 45 67 56●

конец файла
(end of file, EOF)

12 5 45 67 56●

assign ( f, 'qq.dat' );
reset ( f );

read ( f, x );

( f ); { начать с начала }

readln ( f, x );

12 5 45¤ 36 67¤ 56●

конец строки
(end of line, EOL)

неизвестно. Записать в файл output.txt их сумму.
Алгоритм:
Открыть файл input.txt для чтения.
S := 0;
Если чисел не осталось, перейти к шагу 7.
Прочитать очередное число в переменную x.
S := S + x;
Перейти к шагу 3.
Закрыть файл input.txt.
Открыть файл output.txt для записи.
Записать в файл значение S.
Закрыть файл output.txt.

цикл с условием "пока есть данные"

s := 0;
close(f);
end.

while not eof(f) do begin
readln(f, x);
s := s + x;
end;

f: text;

eof(f)

логическая функция, возвращает True, если достигнут конец файла

assign(f, 'output.txt');
rewrite(f);
writeln(f, 'Сумма чисел ', s);
close(f);

запись результата в файл output.txt

среднее арифметическое всех чисел и записать его в файл output.txt.
"5": Найти минимальное и максимальное числа и записать их в файл output.txt.

– неизвестно, но не более 100. Переставить их в порядке возрастания и записать в файл output.txt.
Проблемы:
для сортировки надо удерживать в памяти все числа сразу (массив);
сколько чисел – неизвестно.
Решение:
выделяем в памяти массив из 100 элементов;
записываем прочитанные числа в массив и считаем их в переменной N;
сортируем первые N элементов массива;
записываем их в файл.

ReadArray: integer;
var i: integer;
begin
assign(f, 'input.txt');
reset(f);
i := 0;
close(f);
ReadArray := i;
end;

Глобальные переменные:

Функция: ввод массива, возвращает число элементов

while (not eof(f)) and (i < 100) do begin
i := i + 1;
readln(f, A[i]);
end;

ReadArray := i;

цикл заканчивается, если достигнут конец файла или прочитали 100 чисел

:= ReadArray;
{ сортировка первых N элементов }
end.

function ReadArray: integer;
...
end;

assign(f, 'output.dat');
rewrite(f);
for i:=1 to N do
writeln(f, A[i]);
close(f);

вывод отсортированного массива в файл

более 100.

"4": Отсортировать массив по убыванию последней цифры и записать его в файл output.txt.
"5": Отсортировать массив по возрастанию суммы цифр и записать его в файл output.txt.

слово-паразит "короче". Очистить текст от мусора и записать в файл output.txt.
Файл input.txt :
Мама, короче, мыла, короче, раму.
Декан, короче, пропил, короче, бутан.
А роза, короче, упала на лапу, короче, Азора.
Каждый, короче, охотник желает, короче, знать, где ...
Результат - файл output.txt :
Мама мыла раму.
Декан пропил бутан.
А роза упала на лапу Азора.
Каждый охотник желает знать, где сидит фазан.

", короче," (Pos, Delete).
Перейти к шагу 1.
Обработка строки s:
Особенность:
надо одновременно держать открытыми два файла (один в режиме чтения, второй – в режиме записи).

пока не кончились данные

repeat
i := Pos(', короче,', s);
if i <> 0 then Delete(s, i, 9);
until i = 0;

искать ", короче,"

удалить 9 символов

integer;
fIn, fOut: text;
begin
assign(fIn, 'input.txt');
reset(fIn);
assign(fOut, 'output.txt');
rewrite(fOut);
{ обработать файл }
close(fIn);
close(fOut);
end.

fIn, fOut: text;

файловые переменные

открыть файл для чтения

открыть файл для записи

s);
writeln(fOut, s);
end;

repeat
i := Pos(', короче,', s);
if i <> 0 then
Delete(s, i, 9);
until i = 0;

пока не достигнут конец файла

обработка строки

запись "очищенной" строки

все слова "короче" на "в общем" и записать результат в файл output.txt.
"5": Вывести в файл output.txt только те строки, в которых больше 5 слов (слова разделены одним пробелом).