КОМБИНИРОВАННЫЙ ТИП - ЗАПИСИ. ДАННЫЕ ТИПА RECORD

 

Ранее было рассмотрено, как удобно работать с множествами и массивами. Однако все элементы множества всегда должны иметь один и тот же тип. Хотя в ряде случаев это вызывает определенные ограничения.

Рассмотрим в качестве примера задачу заполнения анкеты с некоторыми данными, например: имя, адрес, телефон, возраст, пол, семейное положение. Каждое из этих данных имеет свой тип. Однако все эти данные взаимосвязаны, они принадлежат всегда одному человеку, и хотелось бы, чтобы все они имели общее имя. Для таких случаев Паскаль предоставляет новый, комбинированный тип переменной, а именно RECORD - запись.

 

Определение типа RECORD

 

Так же, как и массив, запись объединяет переменные. Однако у записи переменные могут быть различных типов! Каждая компонента записи называется полем. Каждое поле записи имеет свой тип.

Мы уже знаем, что элементы массива всегда могут использоваться как отдельные переменные. Например, определив:

type RY = array [1..10] of integer;

var A: RY,

можно писать А[1],...,A[10]. Аналогичная ситуация имеет место и для записи. Здесь также можно использовать поля записи как отдельные переменные.

ПРИМЕР: type PATIENT = record

NAME: string [20];

MALADI: string [40];

AGE: integer;

MARIE: boolean;

end;

var NEKTO:PATIENT.

Это есть описание типа RECORD. Структура записи такого типа определяется здесь с помощью всех полей между RECORD и END.

В рассмотренном выше примере всей структуре этого типа присвоено имя PATIENT (пациент). Запись типа PATIENT состоит из четырех отдельных переменных, т.е. полей, которые имеют имена: NAME, MALADI, AGE, MARIE. Каждое из этих полей имеет свой тип. В разделе TYPE описывается тип PATIENT, который затем присваивается переменной NEKTO. Именно NEKTO есть переменная типа PATIENT, т.е. переменная типа RECORD.

Чтобы обратиться к некоторым полям записи, следует написать имя переменной и имя поля. Эти два идентификатора должна разделять точка.

ПРИМЕР:

NEKTO.NAME: = 'MANUELA'; NEKTO.AGE:= 20;

NEKTO.MALADI: = 'GRIP'; NEKTO.MARIE: = true.

Отметим, что поле записи, например поле NEKTO.AGE, может рассматриваться как обычная простая переменная целого типа:

NEKTO.AGE:= NEKTO.AGE + 1. Вместе с тем, запись может рассматриваться как единое целое. Пусть имеется следующее описание:

type DATE = record

DAY: 1...31;

MONTH: (JAN, FEB, MAR, APR, MAY, JUN, JUL,

AUG, SEP, OCT, NOV, DEC);

YEAR: integer;

end;

var HB, MB: DATE.

Мы видим, что HB и MB имеют тип DATE. Помимо действий над отдельными полями записей HB и МB можно выполнять операции над всей записью: HB:= MB.

Это присваивание эквивалентно следующей последовательности операторов: HB.DAY:= MB.DAY;

HB.MONTH: = MB.MONTH;

HB.YEAR:= MB.YEAR.

Для переменных этого типа вводятся сравнения: " = " и " <> ".

Так в нашем случае логическое выражение МB=HB является истинным.

Так как на тип компонент массива не накладывается ограничений, то можно образовывать массивы, компонентами которых являются записи. Например, вместо VAR NEKTO: PATIENT можно записать VAR NEKTO: ARRAY [1..N] OF PATIENT. Тогда фамилию первого пациента можно указать как NEKTO [1].NAME. Аналогично можно задать множество дат рождений N персон VAR BD: ARRAY[1..N] OF DATE.

Отсюда мы видим, что компоненты (элементы) массива BD есть записи. Чтобы обратиться к некоторому полю определенной записи массива, следует определить имя массива, индекс интересующей записи и имя необходимого поля. Например, для печати года рождения3-й персоны необходим оператор:

WRITELN (BD[3].YEAR).

Как и в случае с массивом, на типы компонент записи не накладывается каких-либо ограничений. Поля могут быть массивами, множествами или даже записями.

Оператор WITH

 

При работе с записями, при обращении к различным полям каждый раз приходится писать сначала имя самой записи, что не всегда удобно, если полей много. Поэтому в Паскале применяется оператор WITH:

with NEKTO do

begin

NAME:= 'MANUELA'; AGE:= 20;

MALADI:= 'GRIP';

MARIE:= true;

end.

Другими словами, в рамках оператора, помещенного внутри оператора WITH, к полям определенной переменной можно обращаться просто по имени (префикация имен опускается).

Особенно эффективно использовать WITH, когда речь идет о вложенных записях, т.е. таких, где поля есть тоже записи. Например, запись типа PATIENT можно расширить добавлением поля DATE, которое снова есть запись с 3-мя полями:

type PATIENT = record

NAME: string [10];

MALADI: string [30];

DATE: record

DEN: integer;

MESJATS: string [10];

GOD: integer;

end;

MARIE: boolean;

end;

var NEKTO: PATIENT.

При таком вложении доступ, например, к полю GOD уже должен сопровождаться указанием двух префиксных имен, например:

read (NEKTO.DATE.GOD).

Здесь уже WITH может значительно упростить работу с полями:

with NEKTO, DATE do

begin

NAME:= 'MANUELA'; AGE:= 20;

MALADI:= 'GRIP';

DEN:= 18;

MESJATS:= 'MART';

GOD:= 1944;

MARIE:= TRUE;

end.

Оператор WITH принято называть оператором присоединения. В общем случае он выглядит так: WITH R1, R2,..., Rn do S, что эквивалентно WITH R1 do WITH R2, R3,..., Rn do S.

Имя поля в операторе присоединения обозначает компоненту комбинированной переменной из ближайшего объединяющего оператора присоединения, в котором указана переменная с таким полем. Следовательно, если две переменные из списка комбинированных переменных оператора присоединения имеют поля, обозначенные одним и тем же именем, то внутри оператора WITH это имя обозначает поле той переменной, которая указана в списке позже.

С другой стороны, при определении некоторого комбинированного типа имена отдельных полей могут совпадать с именами обычных, простых переменных, не входящих в комбинированную переменную. Как здесь происходит отличие?

Пусть, например, имеется простая переменная AGE и поле AGE некоторой комбинированной переменной NEKTO. В этом случае их можно отличить, т.к. простая переменная имеет имя AGE, а переменная-поле имеет полное имя NEKTO.AGE. А что будет в операторе WITH, где префикс NEKTO опускается?

В этом случае в операторе предпочтение отдается именам полей записи, т.е. считается, что внутри оператора WITH соответствующее имя обозначает имя поля, а не имя переменной.

Проиллюстрируем этот тезис на примере. Пусть даны типы:

const N_STUD =...;

N_SOTR =...;

n =...;

type SEX = (M,F);

STUD = RECORD

FAM,IM,OTH: array [1..N_STUD] of string[n];

POL: SEX;

GR: 111..154;

STIP: boolean;

end;

SOTR = record

FAM,IM,OTH: array [1..N_SOTR] of string[n];

POL: SEX;

DOLGN: (LAB, ASS, STPR, DOZ, PROF);

ZARPL: integer;

end;

var X: STUD; Y: SOTR;

STIP: integer;

Тогда можно дать такой фрагмент программы:

with X, Y do

begin

IM[5]:= 'ALEXANDR ';

POL:= M;

STIP:= true;

GR:= 122;

end;

STIP:= 160.

Здесь поля IM, POL относятся к переменной Y типа SOTR, т.к. эта переменная в списке переменных-записей заголовка WITH фигурирует после переменной X типа STUD. Кроме того, в этом фрагменте имя STIP в теле оператора WITH есть имя поля переменной Х.

 

9.3 Записи с вариантами

 

Записи, описанные ранее - это записи с фиксированными частями. Они имеют в различных ситуациях строго определенную структуру. Однако бывают ситуации, когда нужно отказаться от этой строгой определенности. Поэтому появляются записи с вариантами.

Рассмотрим пример создания программ для введения списка библиографических ссылок. Например, научные работы могут быть оформлены в виде монографий, т.е. книг, а могут быть и журнальные публикации. Если известно, что все публикации есть книги, то это можно задать в виде следующего описания:

const MAXNOMBRE =...

type ENTRY = record

AUTOR, TITLE, PUBLISHER, SITY: STRING [100];

YEAR: 1...9999;

end;

var REFLIST: array [1...MAXNOMBRE] of ENTRY;

Здесь ENTRY - вход, т.е. данные о какой-либо научной работе. Если же некоторые работы входят в журналы, то нужно создавать новый массив данных только для журналов и работать с этими двумя массивами, что не очень удобно. В Паскале есть возможность образовать структуру с вариантами, каждый вход которой соответствует содержанию записи. Это достигается путем введения в описание записи специального оператора CASE- переключателя, который в чем-то похож на ранее введенный, но имеет свои синтаксические и семантические отличия.

В нашем примере, помимо описанного уже типа ENTRY, вводим еще один переменный тип:

ENTRYTYPE = (BOOK,MAGAZINE);

Теперь можно скорректировать раннюю запись:

type ENTRY = record

AUTOR, TITLE: string [100];

YEAR: 1..9999;

case TAG: ENTRYTYPE of

BOOK: (PUBLISHER, SITY: STRING [100]);

MAGAZINE: (MAGNAME: STRING; VOLUME, ISSUE: integer)

END;

Это описание делится на две части: фиксированную и вариантную. Поля: AUTOR, TITLE и YEAR - фиксированная часть. Остальная часть - вариантная, структура которой может меняться в пределах двух вариантов. Вариантная часть записи начинается со строки CASE, где в качестве селектора выступает не выражение, а идентификатор некоторого перечислимого типа. Элементы (компоненты) этого перечислимого типа (в нашем случае ENTRYTYPE) используются в качестве альтернативного определения записи: BOOK и MAGAZINE. В каждой альтернативе имеется свой набор полей:

BOOK: MAGAZINE:

AUTOR AUTOR

TITLE TITLE

YEAR YEAR

PUBLISHER MAGNAME

CITY VOLUME

ISSUE

Для того, чтобы различать, какую из ветвей нужно выбрать для работы, в такую запись вводится так называемое поле ТЕГА (tag fild) или узловое поле. Это дополнительное поле с именем TAG имеет тип ENTRYTYPE и помещается в качестве селектора в оператор CASE - OF:

ENTRY = record

AUT, TIT: string[100];

YEAR: 1..9999;

case TAG: ENTRYTYPE of

BOOK: (PUB,CYTY: string[100]);

MAGAZINE: (MAGNAME: string[100]; VOL,ISSU: integer);

end;

Здесь поле с именем TAG имеет тип ENTRYTYPE и принимает два значения. Если это поле имеет значение BOOK, то это ссылка на книгу, в противном случае - на журнал. Для определения составления записи с вариантами достаточно проверить значение поля TAG.

ПРИМЕР: Процедура печати значений записей типа ENTRY

procedure PRINTREF (CITATION: ENTRY);

begin

with CITATION do begin

writeln (AUTOR); writeln (TITLE); writeln (YEAR);

if TAG = BOOK then

writeln (PUB,',',CITY)

else

begin writeln (MAGNAME);

writeln (VOL,',',ISSUE)

end;

end;

end;

ЗАМЕЧАНИЯ:

1. Вариантная часть может содержать произвольное число аргументов, которые задействуются или перечислимыми типами, или произвольными порядковыми типами (интервалами).

2. Любая запись имеет только одну вариантную часть, которая должна всегда располагаться в конце описания, поэтому END оператора CASE совпадает с END всего описания.

3. Имя поля не может встречаться в двух вариантах одной записи.

4. В вариантной части могут встречаться другие новые вариантные части.

ФАЙЛОВЫЙ ТИП

 

До сих пор все рассмотренные типы переменных отличались тем, что в них заранее известно число компонент и тип этих компонент. Например, массив ARRAY[1..N] OF REAL состоит из N вещественных чисел, а запись:

record

POL1: string[M];

POLN: real;

end;

состоит из N полей, каждое из которых имеет свой тип. Кроме того, характерной особенностью всех рассмотренных ранее типов данных является то обстоятельство, что все эти данные неразрывно связаны с самим текстом программы и "живут" вместе с ней. Это означает, что все данные, присущие некоторой программе, не могут быть отделены от нее и использоваться в другой программе.

Но существует класс задач, когда количество компонент (пусть одного и того же типа) заранее определить невозможно. Оно выясняется только в процессе решения задачи, т.е. во время работы программы. Поэтому возникает необходимость в таком типе значений, которые представляют собой произвольные последовательности элементов одного и того же типа, но длина этих последовательностей заранее не ограничена. Такие типы называют файловыми.

Итак, файл (FILE) представляет собой совокупность данных одинакового типа. В этом файл напоминает массив. Однако у массива с помощью индекса можно указать любой его элемент, например, A[7] - седьмой элемент. У файла же вызывать данные таким образом нельзя.

Условно файлы можно изобразить как некоторую ленту, у которой есть начало, а конец не фиксируется. Элементы файла записываются на эту ленту последовательно, друг за другом:

Файл напоминает магнитную ленту для записи мелодий, начало которой заполнено, а конец пока свободен. Новые записи помещаются в конец ленты. Прокрутить какую-то мелодию на ленте означает сделать протяжку ленты. Существует несколько разновидностей файлов, отличающихся методом доступа к ним. По способу доступа к элементам файла они бывают ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО и ПРЯМОГО доступа.

Файлы - это единственный тип данных, посредством которого данные получаются извне (входной файл) и передаются из ЭВМ во внешний мир (выходной файл). Файлы - средство связи с внешним миром.