Wykład 1

Informatyka II

MPZI2 sem.letni

Tablice

Tablice deklarujemy

array [ lista typów indeksów ] of typ bazowy (składowych)

np.

var t1,t2:array [1..5, 1..6] of real;

const osoby: array[ 1..3] of string[20] = ( 'Nowak', 'Kowalski', 'Nycz' );

Nadanie wartości początkowych zmiennym tablicowym- dla tablic konstrukcja typu:

( (st11, st21,..., stn1 ), (st12, st22,..., stn2 ), . . . (st1m, st2m,..., stnm) )

var wyniki: array[ 1..3, 1..4] of real = ( ( 3, 4, 4.5, 5),

( 2, 3.5, 5.0, 4.5), (5.0, 4, 3.5, 2) );

albo zmienna (zmiennym można w programie zmienić wartości a stałym NIE):

program p2;uses SysUtils; var wyniki: array[ 1..3, 1..4] of real

= (( 3, 4, 4.5, 5), ( 2, 3.5, 5.0, 4.5), (5.0, 4, 3.5, 2));

begin writeln (wyniki[1,1]:10:2); //wypisze wartość 3.00 readln;end.

Przykład:

typetab = array [1..2, 1..5] of real;

vart1, t2 : tab;wie,kol: integer;

beginwrite ('Podaj element 1,1:'); readln(t1[1,1]); //itp.

// najczęściej operacje w pętli zagnieżdżanej jeśli tablica 2-wymiarowa for wie:=1 to 2 do

for kol:= 1 to 5 dot1[wie, kol] :=1;

//wyświetlenie na ekranie też w pętli zagnieżdżanej for wie:=1 to 2 do begin

for kol:= 1 to 5 dowrite(t1[wie, kol]);

writeln; end;readln;end.

Przykłady operacji tablicowych

Zadanie: w wektorze zsumować co drugi element (nieparzyste indeksy)

const N=12;type zakres = 1..N;var k: zakres;suma: real; x: array [ 1 .. N ] of real= ( 3, 4, 4.5, 5, 2, 3.5, 5.0, 4.5, 5.0, 4, 3.5, 2);begin suma := 0; for k := 1 to N do if (k mod 2) = 1 then suma := suma + x [k]; writeln ( suma :10:3) ; readlnend.

for k := 1 to ( N+1 ) div 2 do suma := suma + x [ 2*k - 1 ];

albo można tak:

zastanowić się!

Pamiętajmy: Nie ma gotowych operacji macierzowych (mnożenie, obliczanie wyznacznika, znajdowanie macierzy odwrotnej itp.), trzeba samemu stworzyć algorytm lub posiadać odpowiednie biblioteki z gotowymi podprogramamiPrzykładowo mnożenie tablic:program mn24;var t1:array[1..2, 1..4] of real =

((1,2,4,-1),(0, -1, 8, 1)); t2 :array[1..4,1..2] of real =

((1,1.1),(4,-2.0),(0, -1),(-3,-2.5)); wyn: array[1..2,1..2] of real; i:1..4;begin// obliczanie elementu 1,1 wyn[1,1]:=0; for i:=1 to 4 do

wyn[1,1]:= wyn[1,1]+ t1[1,i]*t2[i,1]; writeln(wyn[1, 1]:10:2); readln;end.

1 1.1

4 -2

0 -1

-3 -2.5

1 2 4 -1

0 -1 8 1

program mn24;const N=2; M=4;var t1:array[1..N, 1..M] of real = ((1,2,4,-1),(0, -1, 8, 1)); t2 :array[1..M,1..N] of real= ((1,1.1),(4,-2.0),(0, -1),(-3,-2.5)); wyn: array[1..N,1..N] of real; wie,kol, i:1..4;begin //potrójna pętla! for wie:=1 to N do for kol:=1 to N do for i:=1 to M do

wyn[wie,kol]:= wyn[wie,kol]+ t1[wie,i]*t2[i,kol];//wyswietlenie wynikufor wie:=1 to N do begin

for kol:= 1 to N dowrite(wyn[wie, kol]:10:2); //wypisanie wiersza

writeln; //zmiana wiersza end;readln;end.

Całość:

...begin //potrójna pętla! for wie:=1 to N do begin for kol:=1 to N do begin //utworzenie elementu for i:=1 to M do

wyn[wie,kol]:= wyn[wie,kol]+ t1[wie,i]*t2[i,kol]; // i od razu wyświetlenie write(wyn[wie, kol]:10:2); end; writeln; end;readln;end.

Można wyświetlać wyniki od razu po utworzeniu elementu

Algorytm polega porównywaniu kolejnych par elementów sąsiadujących i zamianie miejscami w przypadku niewłaściwej kolejności

Sortowanie bąbelkowe

Sortowanie

1 2 3 4 ..... N

N-1 porównań

Wykonujemy N przebiegów

1 przebieg12  5 11  4  7  2 zamiana 1 5 12 11  4  7  2 zamiana 2 5 11 12  4  7  2 zamiana 3 5 11  4 12  7  2 zamiana 4 5 11  4  7 12  2 zamiana 5 5 11  4  7  2 12 efekt ostatniej zamiany

– największy na końcu2 przebieg

 5 11  4  7  2 12 5 11  4  7  2 12 zmiana 6 5  4 11  7  2 12 zmiana 7 5  4  7 11  2 12 zmiana 8 5  4  7  2 11 12 5  4  7  2 11 12

3 przebieg 5  4  7  2 11 12 zamiana 9 4  5  7  2 11 12 4  5  7  2 11 12 zamiana 10 4  5  2  7 11 12 4  5  2  7 11 12 4  5  2  7 11 12

4 przebieg 4  5  2  7 11 12 4  5  2  7 11 12 zamiana 11 4  2  5  7 11 12 4  2  5  7 11 12 4  2  5  7 11 12 4  2  5  7 11 12

N=6

zauważamy nadmiarowe porównania

5 przebieg 4  2  5  7 11 12 zmiana 12 2  4  5  7 11 12 2  4  5  7 11 12 2  4  5  7 11 12 2  4  5  7 11 12 2  4  5  7 11 12

6 przebieg 2  4  5  7 11 12 2  4  5  7 11 12 2  4  5  7 11 12 2  4  5  7 11 12 2  4  5  7 11 12

30 operacji= (N-1)*N=6*5

Algorytm polega na porównywaniu kolejnych par elementów sąsiadujących, z tym, że w każdym kolejnym przebiegu liczba analizowanych par jest zmniejszana o 1

Przebiegów wykonujemy N-1

Sortowanie bąbelkowe skrócone

1 przebieg12  5 11  4  7 2 zamiana 1 5 12 11  4  7  2 zamiana 2 5 11 12  4  7  2 zamiana 3 5 11  4 12  7  2 zamiana 4 5 11  4  7 12  2 zamiana 5 5 11  4  7 2 12 efekt

2 przebieg 5 11  4  7  2 12 5 11  4  7  2 12 zamiana 6 5  4 11  7  2 12 zamiana 7 5  4  7 11  2 12 zamiana 8 5  4  7  2 11 12 efekt

3 przebieg 5  4  7  2 11 12 zamiana 9 4  5  7  2 11 12 4  5  7  2 11 12zamiana 10 4  5  2  7 11 12 efekt

4 przebieg 4  5  2  7 11 12 4  5  2  7 11 12zamiana 11 4  2  5  7 11 12 efekt

5 przebieg 4  2  5  7 11 12zamiana 12 2  4  5  7 11 12 efekt

15 operacji

5

4

3

2

1

Algorytm polega na porównywaniu:• pierwszego elementu z kolejnymi i dokonanie

zamiany jeśli trzeba, • drugiego elementu z kolejnymi itd.,• aż do porównania dwóch ostatnich elementów.

N2 (N-1) operacji

Można też tak (rodzaj sortowania bąbelkowego):

1 przebieg12 5 11 4 7 2 zamiana 1 5 12 11 4 7 2 5 12 11 4 7 2 zamiana 2 4 12 11 5 7 2 4 12 11 5 7 2 zamiana 3 2 12 11 5 7 4 najmniejszy na początku

2 przebieg 2 12 11 5 7 4 zamiana 4 .. więc zaczynamy od 2-go 2 11 12 5 7 4 zamiana 5 2 5 12 11 7 4 2 5 12 11 7 4 zamiana 6 2 4 12 11 7 5

3 przebieg 2 4 12 11 7 5 zamiana 7 2 4 11 12 7 5 zamiana 8 2 4 7 12 11 5 zamiana 9 2 4 5 12 11 7

4 przebieg 2 4 5 12 11 7 zamiana 10 2 4 5 11 12 7 zamiana 11 2 4 5 7 12 11

5 przebieg 2 4 5 7 12 11 zamiana 12 2 4 5 7 11 12

15 operacji

const N=10; var tab:array [1..N] of integer; var k,m:1..N; pom,lop:integer;begin//wypełnienie losowe tablicy 1-wymiarowej Randomize; for k:=1 to N do tab[k]:=random(100);//sortowanie for k:=1 to N do for m:=1 to N-1 do begin lop:=lop+1;

if tab[m]>tab[m+1] then begin

pom:=tab[m];tab[m]:=tab[m+1];tab[m+1]:=pom;

end; end;//wypisanie wynikufor k:= 1 to N do write(tab[k]:6);writeln;writeln(lop);readln;end.

Bąbelkowe

lop=90

const N=10; var tab:array [1..N] of integer; var k,m:1..N; pom,lop:integer;begin//wypełnienie losowe tablicy 1-wymiarowej Randomize; for k:=1 to N do tab[k]:=random(100);//sortowanie for k:=1 to N-1 do for m:=1 to N-k do begin lop:=lop+1;

if tab[m]>tab[m+1] then begin

pom:=tab[m];tab[m]:=tab[m+1];tab[m+1]:=pom;

end; end;//wypisanie wynikufor k:= 1 to N do write(tab[k]:6);writeln;writeln(lop);readln;end.

Bąbelkowe skrócone

różnice!

lop=45

szybsze

Typ rekordowy (record)Pojęcie i opis

· opis:record lista_nazw_pól: typ; . . .

end

· pojęcie:- skończony zbiór elementów dowolnego typu składowego

tak zwane pola- ułożone jednowymiarowo- o położeniu (selekcji) określanym przez nazwę składowej (pola) - tzw. dostęp kwalifikowany

wektor nazwanych pól dowolnego typu (różnego rozmiaru)

typ dowolny: prosty lubstrukturalny (bez plików)

pole może być tablicą,napisem, innymrekordem

deklaracja_pól_tego_samego_typu;

· przykłady:type data = record

rok: 1900 .. 2100;mies: 1..12;dzien: 1..31

end;

· fizycznie:w PaO kolejne wartości pól określonego typu

311

121

21001900

..

..

..

-

-

-

dzien

mies

rok

var student: record

nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of

string[ 15 ]; data_ur: data; stypend: real

end;

| | | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

| | | | | | | | | |

nazw

data_ur

imie

stypend

[1][2]

rokmies

dzien

· jednakowe składowe· selektor typu indeks· dostęp bezpośredni· statyczny rozmiar

· różne składowe· selektorem jest nazwa pola· dostęp bezpośredni· statyczny rozmiar

12...

wektor

N

dł pole 1

rekord

pole 2

. . .

pole N

Porównanie:

Uwaga:Rekord to jeden zestaw danych (np. dane jednego studenta), jeśli potrzebujemy analizy większej liczby to tworzymy tablicę rekordów

Zmienne rekordowe

· zmienne całościowe - tylko przypisanie - typów tożsamych!

całościowe desygnator pola (składowa)

brak: + - * /porównaniawejścia/wyjścia – można tylko składową (pole)

np:var r1, r2: record ..definicja... end ; begin

r1 := r2;

21 rekrek ZZ :

· desygnator pola (składowa) - dostęp do pola

Z . p

Przykład:

nazwa pola

Ztypu składowego

· użycie - w wyrażeniach lub instrukcjach, jak zmienne typu składowego

type data= record dzien, miesiac, rok:integer;

var student: record nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data;//zdef. typ rekordowy

stypend: real end;

student.nazw (nazwisko)student.stypendstudent.imie (tablica)student.data_ur.dzienstudent.data_ur.rokstudent.imie[1] (1-sze imię)

student.imie[2][1] (1-sza litera 2-go imienia)

nazwa zmiennej rekordowej

type osoba = record

nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data;

end;var grupa: array[1..100] of osoba; //tablica rekordów !!!! os1:osoba; // zmienna rekordowa pomocnicza

grupa – zmienna typu tablicowegogrupa[k] – typu rekordowegogrupa[1].nazw - typu stringgrupa[2].imie – typu tablicowegogrupa[k].imie[1] - typu stringgrupa[k].data_ur - typu rekordowegogrupa[k].data_ur.rok – typu integergrupa[2].imie[2][5] – typu char

Użycie zależne od typu:writeln( grupa[3].nazw);os1.nazw := 'Nowak';grupa[50]:=os1;os1:= grupa[51];writeln (grupa[k]. imie[1]);writeln(length(grupa[30].nazw))if grupa[k].data_ur.rok>1970 then…

type data = record rok: 1900 .. 2100; mies: 1..12; dzien: 1..31

end;

TABLICE REKORDÓW

· jednakowe składowe· selektor typu indeks

· różne składowe· selektorem jest nazwa

pola

12...

wektor

N

dł pole 1

rekord

pole 2

. . .

pole N

var student: record

nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data; stypend: real

end;

var t1:array [1..5, 1..6] of real;Zmienna tablicowa

Zmienna rekordowa

Deklaracje (opis) zmiennych

Użycie w części wykonawczej programu

tablica t1[5, 6]

rekord student.nazwisko

student.imie[1]

student.data_ur.rok

w zależności od typu

indeks (-y)

nazwa pola

var grupa: array[1..100] of osoba; //tablica rekordów !!!!

type data = record rok: 1900 .. 2100; mies: 1..12; dzien: 1..31

end;osoba = record

nazw: string[ 20 ]; imie: array[1..2] of string[ 15 ]; data_ur: data;

end;

TABLICE REKORDÓW

Instrukcja wiążąca - with· dotyczy tylko zmiennych rekordowych (obiektowych)· upraszcza zapis !!

with lista_zmiennych_rekordowych do instrukcja;

najczęściej begin. . .

endmożna tu używać nazw pólbez specyfikowania zmiennej rekordowej

przykład:

student.nazw :=’Kowalski’;student.imie[1] := ’Jan’;student.data_ur.rok := 1988;student.stypendium := 420.00;

with student do begin nazw :=’Kowalski’; imie[1] := ’Jan’; data_ur.rok := 1988; stypendium := 420,00;end;

Opis:

Podprogramy

· dzielenie programu na części (logicznie spójne)· nazwane· niezależne od pozostałych części· z określonym sposobem wymiany informacji z innymi częściami

(przekazywanie danych)

· korzyści:· krótszy zapis źródłowy· efektywniejsze wykorzystanie PaO (mniej)· czytelność· łatwiejsze uruchamianie i testowanie· tworzenie bibliotek i korzystanie z nich

Pojęcie i istota stosowania

Definiowanie

· różnice - sposób definiowania - funkcja przyjmuje wartość a procedura nie- sposób wywołania

procedury

nagłówek:   procedure nazwa_proc (deklaracje_parametrów_formalnych );   function nazwa_fun ( deklaracje_param._formal. ): typ_wartości;

 lista_nazw_parametrów_formalnych: nazwa_typu var lista_nazw_parametrów_ formalnych : nazwa_typu

elementy listy oddzielane ; mechanizm przekazywania danych

funkcje

Czyli...

- musimy zdefiniować sposób otrzymywania przez podprogram danych i ewentualny zwrot wyników oraz operacje wykonawcze podprogramu

podprogram

dane

wyniki

function nazwa (parametry formalne): typ funkcji ;definicje, deklaracje lokalnebegin ....

nazwa := wyrażenie ; //albo result:=wyrażenieend ;

procedure nazwa (parametry formalne) ;definicje, deklaracjebegin....

instrukcje....end ;

Definicje funkcji i procedury dane wynik

dane i ewentualne wyniki

Wywołanie (wykonanie)procedura – osobna instrukcja wykonania:

nazwa_procedury( lista_parametrów_aktualnych );

Uwagi:parametry aktualne zgodne z parametrami formalnymi:

- co do liczby- co do typu- co do kolejności

funkcja – najczęściej w wyrażeniu (jako składniku instrukcji):   nazwa_funkcji( lista_parametrów_aktualnych );

ale może być też osobną instrukcją, gdy nie zależy nam na zwracanej wartości

parametry oddzielane przecinkami ,

var a, b, c:real;begin

a:=2; writeln(srednia (6.7, 2*a)) ; readln;

end.

function srednia (x1, x2 : real): real ; begin

result := (x1 + x2)/2 ;//albosrednia:= (x1 + x2)/2 ;

end ; {koniec definicji funkcji}

parametry formalne typ wyniku

program p1;

Przykład funkcji obliczającej średnią arytmetyczną Definicja lokalna funkcji

parametry aktualne

Przekazywanie danych z/do podprogramu

- parametr formalny bez var - jest zmienną lokalną - wartość początkowa w momencie wywołania- argument aktualny - wyrażenie typu zgodnego- przekazywanie danych tylko na wejściu do podprogramu

· przez zmienną (adres) - określonego typu (referencyjnie)

- parametr formalny z var - faktycznie nie dane lecz adres argumentu aktualnego- argument aktualny - zmienna tego samego typu- przekazywanie danych na wyjściu (czyli w większości

przypadków zwrot wyniku lub wyników) - ale może być także na wejściu

· przez wartość

program x; procedure alfa(x1,x2:real; var wynik:real); begin

wynik:=x1-x2; end;

var w:real; //dodatkowa zmienna begin

alfa(5,2,w);writeln(w) ;alfa(4,2,w);writeln(w) ;readln;

end;

definicja procedury

Przykład

procedure srednia (liczba1, liczba2 : real ; var wynik : real) ; begin

wynik := (liczba1 + liczba2)/2 ;end ; {koniec definicji procedury}

var a, b, c:real;begin

a:=2; b:=3;srednia (6.7, 2*a, c) ; {trzeci parametr aktualny musi być zmienną}writeln(c)) ; {c jest równe (6.7+2*2)/2=5.35}

srednia (a, b, c) ;writeln(c) ; {c jest równe (2+3)/2=2.5}

srednia (a, c, c) ;writeln(c) ; {c jest równe (2+2.5)/2=2.25}

srednia (c, b, a) ; writeln(a) ; {a jest równe (2.25+3)/2=2.67..

end.

Przykład procedury obliczającej średnią arytmetycznąparametry formalne

parametry aktualne

var !!Program proc;