Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

Кафедра «Моделювання складних систем»

КУРСОВА РОБОТА

з предмету «Програмування

і алгоритмічні мови»

на тему «Використання підпрограм»

Суми – 2001

ЗМІСТ

ВСТУП

Часто в підпрограмі виявляються однотипні ділянки, які виконують ті ж самі обчислення, але з різними даними. Такі частини програм доцільно оформлювати у вигляді підпрограм. Використання підпрограм дозволяє:

1)     зробити основну програму більш наочною і компактною;

2)     зменшити об`єм використовуваної пам`яті ЕОМ;

3)     скоротити час налагодження, тому що програмування і налагодження основної програми і підпрограми можуть виконувати паралельно різні програмісти.

В Турбо-Паскалі виділяють два види програм: процедури і функції. Структура процедур і функцій така ж, як і структура основної програми, тобто включає заголовок і блок. В свою чергу блок складається із розділу описів і розділу операторів. Текст процедури або функції може бути розташований в основній програмі одним з нижчевикладених способів:

1)     розташований безпосередньо в розділі опису основної програми;

2)     записаний у окремий файл і вставлений в розділ описів основної програми за допомогою директиви компілятору:

{$I ім`я_файлу}

3)     оформлений у вигляді зовнішнього модуля (це можуть бути або стандартні модулі, або поряд з використанням стандартних модулів кожний програміст має можливість організації власних модулів). Структура любого модуля має вигляд:

unit ім`я модуля

interface

uses список_використовуваних_модулів

  {Відкриті оголошення}

implementation

uses список_використовуваних_модулів

  {Власні оголошення}

  {Процедури та функції}

begin … end.

ЗАВДАННЯ 1

Постановка задачі

Обчислити суми елементів нижніх трикутних матриць для матриць А(15,15) і В(20,20).

Виконати з використанням підпрограми функції.

Вирішення задачі

Program Kurs_Task1;

Uses Crt;

 Const n=4; m=6;

 Type Mas=Array[1..m,1..m] of Real;

Var   a,b : Mas;

    Sa,Sb : Real;

{-= Пpоцедуpа встановлення кольоpу шpифта =-}

Procedure Tc (p:Integer);

  Begin

    TextColor(p);

  End;

{-= Пpоцедуpа введення числових елементiв матpиць =-}

Procedure InT (k:String; x:Integer; Var m:Mas);

  Var i,j : Integer;

    Begin

      For i:=1 To x Do

        Begin

          For j:=1 To x Do

            Begin

              Write('Масив '); TC(15); Write(k); TC(7);

              Write(' строка '); TC(15); Write(i); TC(7);

              Write(' елемент '); TC(15); Write(j); TC(7);

              Write(' > '); TC(15); ReadLn(m[i,j]); TC(7);

            End;

        End;

    End;

{-= Функцiя обчислення суми елементiв нижньої тpикутної матpицi =-}

Function Sum (k:String; x:Integer; Var m:Mas):Real;

  Var i,j,t : Integer;

          s : Real;

    Begin

      t:=0; s:=0;

      For i:=1 To x Do

        Begin

          t:=t+1;

          For j:=1 To t Do

            Begin

              s:=s+m[i,j];

            End;

        End;

      Sum:=s;

    End;

{-= Основна пpогpама =-}

  Begin

    ClrScr;

    InT('A',n,a);

    InT('B',m,b);

    Sa:=Sum('A',n,a);

    Write('Сума елементiв нижньої тpикутної матpицi '); TC(15);

    Write('A'); TC(7); Write(' доpiвнює '); TC(15); WriteLn(Sa:5:2); TC(7);

    Sb:=Sum('B',m,b);

    Write('Сума елементiв нижньої тpикутної матpицi '); TC(15);

    Write('B'); TC(7); Write(' доpiвнює '); TC(15); WriteLn(Sb:5:2); TC(7);

    ReadKey;

  End.

Отриманий результат після виконання програми

Масив A строка 1 елемент 1 > -5

Масив A строка 1 елемент 2 > -4

Масив A строка 1 елемент 3 > -3

Масив A строка 1 елемент 4 > -2

         *   *   *   *

Масив B строка 6 елемент 1 > 10

Масив B строка 6 елемент 2 > 11

Масив B строка 6 елемент 3 > 12

Масив B строка 6 елемент 4 > 13

Масив B строка 6 елемент 5 > 14

Масив B строка 6 елемент 6 > 15

Сума елементiв нижньої тpикутної матpицi A дорiвнює 40.00

Сума елементiв нижньої тpикутної матpицi B доpiвнює 35.00

Аналіз отриманого результату

Для зручності побудови програми замість параметрів (15,15) та (20,20) матриць А і В відповідно, були використані розміри (4,4) та (6,6), які можуть змінюватися шляхом зміни чисельних значень констант n та m.

Вище приведено результат, обчислений програмою. При введенні обох матриць, вводяться всі числові значення, а потім із створених матриць виділяється нижня трикутна матриця (за даними завдання):

Для перевірки вірності обчислення програмою суми елементів нижньої трикутної матриці виконаємо підрахунок для матриці (масиву) А:

перевірочне обчислення:

(–5) + (–1) + 0 + 3 + 4 + 5 + 7 + 8 + 9 + 10 = 40

результат обчислення програми:

Сума елементiв нижньої тpикутної матpицi A дорiвнює 40.00

Як ми можемо бачити, результати ідентичні, а це свідчить про те, що програма обробила вхідні дані вірно і видала вірну відповідь.

Вищевикладене може обгрунтовано свідчити про те, що програма виконана вірно.

Опис формату підпрограми функції

Підпрограма функція використовується, якщо в програмі виявляються однотипні ділянки, які виконують ті ж самі обчислення, але з різними даними.

Структура функції така ж, як і структура основної програми, тобто включає заголовок і блок. В свою чергу блок складається з розділу операторів.

Загальний вигляд функції: function ім`я (формальні_параметри) : тип;

Особливості підпрограми-функції:

1)      функція має тільки один результат виконання (але може мати декілька вхідних параметрів);

2)      результат позначається іменем функції, тому в розділі операторів функції обов`язково повинен бути присутнім оператор присвоювання, в лівій частині якого стоїть ім`я цієї функції;

3)      в заголовку функції обов`язково повинен бути вказаний тип функції;

4)      виклик функції в основній програмі здійснюється безпосередньо усередині вираження по її імені із вказуванням фактичних параметрів.

Формальні і фактичні параметри функції

Формальні параметри представляють собою список перемінних із вказуванням їх типу, які відділяються один від одного крапкою з комою.

В представленій вище програмі використовувані формальні параметри функції – перемінна, яка вказує ім`я масиву, який обробляється усередині цієї функції (m:Mas); перемінна, яка вказує розмірність масиву (x:Integer); та символьне значення (А або В) – ім`я матриці (k:String):

Function Sum (k:String; x:Integer; Var m:Mas):Real;

Фактичні параметри указуються безпосередньо усередині тіла основної програми при виклику функції – після її імені в дужках.

ЗАВДАННЯ 2

Постановка задачі

Обчислити суми і кількість елементів, які знаходяться в інтервалі від a до b для матриць X(10,8) і Y(10,12).

Виконати з використанням підпрограми процедури.

Вирішення задачі

Program Kurs_Task2;

Uses Crt;

 Const h=5; m=4; n=6;

 Type Mas=Array[1..h,1..n] of Real;

Var         x,y : Mas;

    a1,b1,a2,b2 : Integer;

          v1,v2 : Integer;

          Sx,Sy : Real;

{-= Пpоцедуpа встановлення кольоpу шpифта =-}

Procedure Tc (p:Integer);

  Begin

    TextColor(p);

  End;

{-= Пpоцедуpа введення числових елементiв матpиць =-}

Procedure InT (k:String; x:Integer; Var m:Mas);

  Var i,j : Integer;

    Begin

      For i:=1 To h Do

        Begin

          For j:=1 To x Do

            Begin

            Write('Масив '); TC(15); Write(k); TC(7);

            Write(' строка '); TC(15); Write(i); TC(7);

            Write(' елемент '); TC(15); Write(j); TC(7);

            Write(' > '); TC(15); ReadLn(m[i,j]); TC(7);

            End;

        End;

    End;

Procedure Out (k:String; a,b,v:Integer; s:Real);

  Begin

    Write('Сума елементiв матpицi ',k,' в iнтеpвалi вiд ');

    WriteLn(a,' до ',b,' доpiвнює ',s:5:2);

    WriteLn('Кiлькiсть обчислених елементiв доpiвнює ',v);

  End;

{-= Пpоцедуpа обчислення суми елементiв та їх кiлькостi =-}

Procedure Sum (x:Integer; a,b: Integer; m:Mas; Var s:Real; Var v:Integer);

  Var i,j,p : Integer;

    Begin

      p:=0; s:=0; v:=0;

      For i:=1 To h Do

        Begin

          For j:=1 To x Do

            Begin

              p:=p+1;

              If (p>=a)and(p<=b) Then

                Begin

                  s:=s+m[i,j];

                  v:=v+1;

                End;

            End;

        End;

    End;

{-= Основна пpогpама =-}

  Begin

    ClrScr;

    InT('X',m,x);

    InT('Y',n,y);

    WriteLn('Задайте iнтеpвал для матpицi X:');

    Write('        вiд > '); ReadLn(a1);

    Write('         до > '); ReadLn(b1);

    Sum(m,a1,b1,x,Sx,v1);

    WriteLn('Задайте iнтеpвал для матpицi Y:');

    Write('        вiд > '); ReadLn(a2);

    Write('         до > '); ReadLn(b2);

    Sum(n,a2,b2,y,Sy,v2);

    Out('X',a1,b1,v1,Sx);

    Out('Y',a2,b2,v2,Sy);

    ReadKey;

  End.

Отриманий результат після виконання програми

Масив X строка 1 елемент 1 > -10

Масив X строка 1 елемент 2 > -9

Масив X строка 1 елемент 3 > -8

Масив X строка 1 елемент 4 > -7

      *    *    *    *

Масив Y строка 5 елемент 3 > 16

Масив Y строка 5 елемент 4 > 17

Масив Y строка 5 елемент 5 > 18

Масив Y строка 5 елемент 6 > 19

Задайте iнтеpвал для матpицi X:

        вiд > 5

         до > 12

Задайте iнтеpвал для матpицi Y:

        вiд > 7

         до > 15

Сума елементiв матpицi X в iнтеpвалi вiд 5 до 12 доpiвнює -20.00

Кiлькiсть обчислених елементiв доpiвнює 8

Сума елементiв матpицi Y в iнтеpвалi вiд 7 до 15 доpiвнює  0.00

Кiлькiсть обчислених елементiв доpiвнює 9

Аналіз отриманого результату

Для зручності побудови програми замість параметрів (10,8) та (10,12) матриць X та Y відповідно, були використані розміри (5,4) та (5,6), які можуть змінюватися шляхом зміни чисельних значень констант m та n.

Вище приведено результат, обчислений програмою. При введенні обох матриць, вводяться всі числові значення, потім користувач позначає інтервал для обох матриць окремо, в якому потрібно виконати підсумовування та підрахунок кількості підсумованих елементів (в даному випадку для матриці X від 5 до 12, а в матриці Y від 7 до 15 елементу матриці):

Для перевірки вірності обчислення програмою суми елементів в заданому інтервалі від 5 до 12 матриці Х, виконаємо підрахунок виділених елементів для цієї матриці:

перевірочне обчислення:

(–6) + (–5) + (–4) + (–3) + (–2) + (–1) + 0 + 1 = –20

кількість елементів: 1         2         3         4         5         6      7    8

результат обчислення програми:

Сума елементiв матpицi X в iнтеpвалi вiд 5 до 12 доpiвнює -20.00

Кiлькiсть обчислених елементiв доpiвнює 8

Як ми можемо бачити, результати ідентичні, а це свідчить про те, що програма обробила вхідні дані вірно і видала вірну відповідь на обидва запитання в обох матрицях (масивах).

Вищевикладене може обгрунтовано свідчити про те, що програма виконана вірно.

Опис формату підпрограми процедури

Підпрограма процедура так же, як і функція, використовується якщо в програмі виявляються однотипові ділянки, які виконують ті ж самі обчислення, але з різними даними.

Структура процедури така ж, як і структура основної програми, тобто включає заголовок і блок. В свою чергу блок складається із розділу операторів.

Опис процедури має вигляд:

Procedure ім`я (формальні_параметри);

розділ описів

   begin

       розділ операторів

   end;

і розміщується в основній програмі (program) в розділі описів.

Тут ім`я – ім`я процедури. Розділ описів, як і в основній програмі, включає розділи label, const, type, var і розділ процедур та функцій.

Параметри процедур можуть бути трьох видів:

1)    параметри-значення (вхідні параметри);

2)    параметри-перемінні (вихідні параметри);

3)    параметри процедурного типу.

Опис вхідних параметрів процедури в списку формальних параметрів має такий вигляд:

список_перемінних1:тип1; список_перемінних2:тип2; …

Відповідно опис вихідних параметрів виглядає так:

var список_перемінних1:тип1; var список_перемінних2:тип2; …

В Турбо-Паскалі допускається також використання нетипізованих вихідних параметрів, які мають вигляд:

var список_перемінних

Виклик процедури в основній програмі відбувається оператором виду:

ім`я_процедури (фактичні_параметри);

Формальні і фактичні параметри процедури

Формальні параметри мають вигляд списку перемінних із указуванням їх типу, які відділяються один від одного крапкою з комою. Ці перемінні не описуються в розділі опису процедур. Допускається використання процедур без списку перемінних.

При виклику процедури в основній програмі, задаються параметри, які являють собою фактичні параметри, які перелічені через кому (без вказівки їх типу). Між формальними і фактичними параметрами повинна бути відповідність по кількості параметрів, порядку їх слідування і типу даних. Імена відповідних параметрів можуть бути однаковими або різними.

Вхідними фактичними параметрами можуть бути константи, перемінні і вирази. Вихідними фактичними параметрами можуть бути тільки перемінні.

Опис використаних в програмах операторів

Використана література

1.    «Borland Pascal 7.0»: Резидентная программа-справочник. Москва: ПО «Object Windows +», 1993.

2.    «Турбо-Паскаль 5.0»: Руководство пользователя. Калинин: НПО «Центрпрограммсистем», 1990.

3.    Офицеров Д.В., Старых В.А. «Программирование в интегрированной среде Турбо-Паскаль»: Справ. пособие. – Мн.: Беларусь, 1992. – 240 с.: ил.

4.    Перминов О.Н. «Программирование на языке Паскаль», М.: «Радио и связь», 1988.

5.    Довідкова система по мовам програмування – електронна версія.