Programación en Pascal

INTRODUCCIÓN AL PASCAL

Programación en Pascal • Segunda parte de la asignatura. • El profesor: – – – –

Nombre: Fernando Pérez Nava. Despacho: Edificio de la ETSII 2ª Planta. Correo electrónico: [email protected]. Miércoles, Viernes: 3.30 a 5.30.

• Objetivos: – Aprender Pascal como primer lenguaje de programación. – Dominar los conceptos y las técnicas básicas de programación modular.

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Fernando Pérez Nava

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Programación en Pascal • Material – Bibliografía: • Joyanes Aguilar, Luis, Programación en Pascal Ed. McGraw-Hill (2006).

• Carmona del Barco, Pablo, Informática : fundamentos, algorítmica y programación en Pascal. Ed. Universidad de Extremadura (2003). • Leestma, Sanford, Programación en Pascal Ed.Prentice Hall (2000).

– Transparencias de clase – Hojas de Problemas

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El lenguaje de programación Pascal • ¿Qué es el lenguaje Pascal?: – Lenguaje de programación de alto nivel y propósito general que favorece el uso de la programación estructurada. • Historia: – Fue desarrollado en 1971 por Nicklaus Wirth en la Universidad de Zurich. – Sus características principales son: • Lenguaje fácil de implementar y eficiente. • Permite el desarrollo de programas bien estructurados y bien organizados. • Sirve para la enseñanza de los conceptos de programación.

– Su nombre proviene del matemático Blaise Pascal que inventó la primera máquina de calcular. Facultad de Matemáticas. Informática I

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Estructura de un programa Pascal • La estructura básica de un programa en Pascal es: program nombre_de_programa (lista_de_ficheros); uses lista_de_unidades; (* declaraciones de unidades *) const (* declaraciones de constantes *) type (* declaraciones de tipos *) var (* declaraciones de variables *) procedure nombre_procedimiento1 ... function nombre_funcion1... (* declaraciones de subprogramas*) begin (* sentencias ejecutables *) end.

– Todos los elementos deben estar en este orden aunque algunos pueden omitirse. Facultad de Matemáticas. Informática I

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Mi primer programa en Pascal •

Código program hola; begin (* Comienza bloque*) writeln(‘Hola a todos’) end. (* Fin de bloque *)

– ¿Qué significa todo esto? • program es la primera palabra de todo programa en Pascal. Es una palabra reservada (sólo se puede utilizar para indicar el comienzo del programa). • hola es el nombre del programa. Es un identificador (identifica con un nombre al programa). • begin indica el comienzo del programa (es otra palabra reservada) y sirve para agrupar sentencias (marca el comienzo de un bloque). • end indica el final del programa (es otra palabra reservada) y sirve también para marcar el final de un bloque. • El procedimiento writeln escribe un texto a la pantalla. El texto debe estar entre comillas.

– El resultado de ejecutar el programa es: •

Se muestra por pantalla: Hola a todos.

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Comentarios en un Programa Pascal • ¿Qué es un comentario? – Un texto explicativo que es ignorado a la hora de ejecutar el programa.

• ¿Cómo comentar en Pascal? – Todo comentario comienza con un (* y termina con un *) – No se pueden anidar comentarios (* (* *) *) – En algunas versiones de Pascal se puede comentar empezando con { y terminando con } – Ejemplo: program hola; begin (* Comienza bloque*) writeln(‘Hola a todos’) end. (* Fin de bloque *)

Comentarios

• ¿Para que sirven los comentarios? – Permiten que el código del programa sea más fácil de entender por otros programadores. – Facilitan la eliminación de errores en el programa al permitir ignorar partes del código. Facultad de Matemáticas. Informática I

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Elementos básicos de un programa Pascal • Los elementos básicos de un programa Pascal son: • Conjunto de caracteres. • Identificadores. • Tipos de datos. • Constantes.

• Variables. • Expresiones. • Sentencias. • Procedimientos y funciones.

• Conjunto de caracteres – Son los que permiten escribir el programa. – Pascal emplea: • De la A a la Z (mayúsculas y minúsculas) • Los dígitos del 0 al 9 • Ciertos símbolos especiales:

+ - * / := = . : ; , ‘ ^ < >= .. ( ) [ ] { } Facultad de Matemáticas. Informática I

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Identificadores en Pascal •

¿Para que se utilizan los identificadores? – En la mayoría de los programas es necesario manejar datos almacenados en la memoria del ordenador (constantes y variables). Para poder manipular dichos datos, necesitamos tener acceso al lugar de memoria donde se encuentran; esto se logra dando nombres (identificadores) a los datos. – Los identificadores también se utilizan para dar nombres a los programas, procedimientos y funciones.

•

¿Cómo se forman? • • • •

Pueden estar compuestos de caracteres alfabéticos, numéricos y el carácter de subrayado _ Deben comenzar con un carácter alfabético o el carácter de subrayado. No se distingue entre mayúsculas y minúsculas. No se permite el uso de identificadores reservados.

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Identificadores reservados y predefinidos • Identificadores reservados. – Son elementos del lenguaje Pascal que tienen un significado predefinido que no puede cambiarse por el programador: and array begin case const div do downto else end file for forward function goto if in label mod nil not of or packed procedure program record repeat set then to type until var while with

• Identificadores predefinidos – Pascal tiene una serie de identificadores predefinidos que el programador puede cambiar: abs arctan boolean char cos dispose eof eoln exp false input integer ln maxint new odd ord output pack page pred read readln real reset rewrite round sin sqr sqrt succ text true trunc write writeln

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Tipos de datos • Tipos de datos: – Además de identificadores, todos los datos deben tener asignado algún tipo que indique: • La cantidad de memoria necesaria para almacenarlos. • El rango de valores que puede tomar.

• ¿Por qué se utilizan los tipos de datos? – Facilita la detección de errores en los programas • Por ejemplo no se puede sumar un número y un carácter.

– Permite determinar como ejecutar ciertas operaciones: • El operador + permite en Pascal sumar: – Números 2+3=5. – Cadenas de caracteres: “Santa ”+”Cruz”=“Santa Cruz”.

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Clasificación de los tipos de datos • Los principales tipos de datos en Pascal son: Tipos de datos Estáticos Tipos simples

Tipos Cadena (string)

Ordinales: Entero (integer,...) Lógico (boolean) Carácter (char) Enumerativo (enum) Subrango No ordinales: Real (real,...) Facultad de Matemáticas. Informática I

Dinámicos Tipos Estructurados

Tipos Puntero

Arreglo (array) Registro (register) Conjunto (set) Archivo (file)

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Tipo entero •

El tipo entero más importante es el integer – Se representa por una secuencia de dígitos precedida (opcionalmente) por un signo. – Ejemplo: • •

Enteros válidos: 0, +345 , -5280, 567 Enteros no válidos: 12,5 , 34., 10 20

– El rango de los valores definidos por el tipo integer, en FreePascal, se encuentra en [-32768, 32767]. – Cada valor de este tipo se guarda en dos bytes de memoria.

•

Otros tipos enteros – byte: Rango [0,255], Almacenamiento: 1 byte. – longint: Rango [-2147483648, 2147483647]. Almacenamiento: 4 bytes.

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Tipos reales • El tipo real más importante es el real – Se representa mediante una secuencia de números precedida (opcionalmente) por un signo que debe contener un punto decimal o un exponente (o ambos). Si se incluye un punto decimal, éste debe aparecer entre dos dígitos. • Ejemplo: – Reales válidos: 0.0, +23.5 , -1280.567, 3.0e+10 – Reales no válidos: 12. , 1,034.0 , 20, 3.e+10, 3e 10

– El rango de los valores definidos por el tipo real, en FreePascal, se encuentra aproximadamente en [-1038, 1038]. – Cada valor de este tipo se guarda en 6 bytes de memoria.

• Otros tipos reales – double: Rango aproximado [-10308, 10308] Almacenamiento: 8 bytes.

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Tipos carácter, lógico y cadena • El tipo carácter: char – Un valor de tipo char es cualquier carácter que se encuentre dentro del conjunto ASCII ampliado, el cual está formado por los 128 caracteres del ASCII más los 128 caracteres especiales. – Se guarda en un byte de memoria. – Ejemplos: ‘a’ ,’z’, ‘+’.

• El tipo lógico: boolean – Sirven para representar un valor lógico. – Se guarda en un byte de memoria. – Solo toma dos valores: true y false.

• El tipo cadena: string – Secuencia de caracteres entre comillas simples. • Para usar una comilla simple en una cadena debe escribirse dos veces. • Ejemplos: ‘Hola’, ‘30-11-00’, ‘1 euro’, ‘O’’neill’

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Constantes • Constantes: – Una constante es un valor que no puede cambiar a lo largo de la ejecución del programa.

• Tipos de Constantes: – Literales • Es un valor de cualquier tipo que se utiliza en el programa como tal. – Ejemplo: VolumenEsfera:=4/3*Pi*Radio*Radio*Radio; 4 y 3 son constantes literales

– Con nombres • Sirven para asociar un dato simple a un identificador de forma permanente a lo largo de todo el programa. • Se definen en la sección const del programa. • Ejemplo: const pi= 3.1415926535897932;

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Variables • Variable: – Identificador cuyo valor varía a lo largo del programa – Cada variable tiene asociado un tipo determinado – Se declaran en la sección var del programa var lista_de_identificadores1=tipo1; lista_de_identificadores2=tipo2; lista_de_identificadores3=tipo3; • lista_de_identificadores es una serie de identificadores separados por comas. Todos son del mismo tipo.

– Ejemplo: var fila,columna: integer; valor:real; condicion:boolean; Facultad de Matemáticas. Informática I

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Uso de las Variables • Asignación de valores a variables – Una vez declarada una variable, generalmente se le asigna algún valor. – En Pascal esta asignación se realiza con el operador := – Ejemplo: var numero1, numero2, numero3 : integer; begin numero1 := 43; (* hace numero1 igual a 43 *) numero2 := 34; (* hace numero2 igual a 34 *) numero3 := numero1 + numero2; (* hace numero3 igual a numero1 + numero2 *) end.

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Reglas en el uso de Variables • Algunas reglas para el uso de variables – Una variable en el lado derecho de una sentencia de asignación debe tener un valor antes de que se ejecute la sentencia de asignación. • Ejemplo: y:=x+1 (*x debe tener un valor*)

– En la izquierda de una sentencia de asignación sólo puede haber una variable. • Ejemplo: Precio-Descuento:=10; (*Error*)

– El símbolo de igualdad “=“ sólo se utiliza para operaciones lógicas, no de asignación. • Ejemplo: Precio=20 (*Se comprueba se precio vale 20*) Facultad de Matemáticas. Informática I

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Operaciones de asignación especiales • Contador – Un contador es una variable que se incrementa, cuando se ejecuta la instrucción, en una cantidad constante. • Ejemplo: contador:=0; contador:=contador+1;

(*contador vale 0*) (*Al ejecutarse contador vale 1*)

• Acumulador – Un contador es una variable que se incrementa, cuando se ejecuta la instrucción, en una cantidad variable. • Ejemplo: x:=5; suma:=3; suma:=suma+x;

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(*x vale 5*) (*suma vale 3*) (*Al ejecutarse suma vale 8*) Fernando Pérez Nava

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Expresiones y Operadores •

Expresiones: –

–

Es una colección de operandos (números, constantes, variables) enlazadas por ciertos operadores (suma, resta,...) que representa un valor. Hay dos tipos de expresiones: • •

•

Numéricas: representa un valor numérico. Ejemplo: b*b-4*a*c Lógicas: representa una condición lógica. Ejemplo: hora>8

Operadores – –

Permiten obtener nuevos valores mediante la combinación de operandos. Tipos de operadores en Pascal: • • •

Aritméticos. Relacionales. Lógicos.

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Operadores Aritméticos •

Sirven para realizar operaciones numéricas: Operador + * / div mod

•

Operación Menos Suma Resta Multiplicación División real División entera Módulo

Operandos real , integer real , integer real , integer real , integer real , integer integer integer

Ejemplo -a a + b a - b a * b a / b a div b a mod b

Resultado Cambia el signo de a Suma de a y b Diferencia de a y b Producto de a por b Cociente de a y b Cociente entero de a y b Resto de a por b

Observaciones 1. Cuando los dos operandos sean del tipo integer, el resultado será de tipo integer. (Excepto en la división real). 2. Cuando cualquiera de los dos operandos sean del tipo real, el resultado será de tipo real.

•

Ejemplos: –

1+1 = 2,

2.5*4 = 10, 3/2 = 1.5, 5 div 2 =2, 5 mod 2=1

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Operadores Relacionales • Relaciones: – Consisten de dos operandos separados por un operador relacional. – Si la relación es satisfecha, el resultado tendrá un valor lógico true ; si la relación no se satisface, el resultado tendrá el valor false. – Operadores relacionales utilizados en Pascal: Operador =

Operación Igual



Distinto

<

Menor

>

Mayor

Operandos Ejemplo Resultado true si a = b real , integer, a = b char,boolean false si a ≠ b real , integer, true si a ≠ b a b char,boolean false si a = b true si a < b real , integer, a < b char,boolean false si a ≥ b true si a > b real , integer, a > b char,boolean false si a ≤ b

= b char,boolean

true si a ≤ b false si a > b true si a ≥ b false si a < b

– Ejemplo: • 2=3 (true), ‘a’’a’ (false) Facultad de Matemáticas. Informática I

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Operadores Lógicos • Los operadores lógicos actúan sobre operandos lógicos y devuelven true o false Operador Operación Ejemplo not and or xor

Resultado true si a es false no lógico not a false si a es true true si a y b son true y lógico a and b false si a o b son false true si a o b son true o lógico a or b false si a y b son false true si uno de a o b es true o exclusivo a xor b false si a y b son true o false

• Ejemplo: – not true = false, true and true = true, true or false = true Facultad de Matemáticas. Informática I

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Evaluación de Expresiones •

Reglas de evaluación de expresiones 1. Todas las subexpresiones entre paréntesis se evalúan primero. Si hay varias subexpresiones anidadas se evalúan de dentro a fuera. 2. Dentro de una misma expresión o subexpresión, los operadores se evalúan en el siguiente nivel de prioridad •

•

Operadores Aritméticos y Relacionales – Alta prioridad : *, / , div, mod – Media prioridad: +, – Baja prioridad: =, , =, Operadores Lógicos – Alta prioridad : not – Media prioridad: and – Baja prioridad: or, xor

3. Los operadores en una misma expresión o subexpresión con igual nivel de prioridad se evalúan de izquierda a derecha. Facultad de Matemáticas. Informática I

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Sentencias (1) • Sentencias: – Instrucción o grupo de instrucciones que hacen que el ordenador realice ciertas acciones – Pueden ser simples o estructuradas. • Sentencias simples: – Asignar un dato a una variable, por ejemplo: dia:=20; – Acceder a un subprograma, por ejemplo: writeln(‘hola’); – Transferir el control del programa, por ejemplo: goto 100; • Sentencias estructuradas: – Sentencias compuestas » Formadas por un grupo de sentencias simples dentro de un bloque. » Ejemplo: begin (* comienzo de bloque *) read(nombre); writeln(nombre) end; (* fin de bloque *)

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Sentencias (2) – Otras sentencias estructuradas • Sentencias condicionales – Sirven para realizar o no una sentencia simple o una sentencia estructurada en base a una condición – Ejemplo if(hora >13) then writeln(‘fin’);

• Sentencias repetitivas – Sirven para realizar de forma repetitiva una sentencia simple o una sentencia estructurada – Ejemplo: for hora:=0 to 23 do writeln(hora);

– Todas las sentencias y líneas del programa se terminan con un punto y coma excepto las palabras claves begin y end. Las sentencias anteriores a un end no requieren punto y coma. – El último end del programa se termina con un punto.

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Procedimientos y funciones (1) • Procedimientos y Funciones: – Son elementos autónomos de programa que realizan acciones determinadas. – Características: • Pueden ser llamados desde cualquier punto del programa pudiendo recibir información diferente en cada llamada. • La información suministrada se procesa según las sentencias del módulo. Generalmente esto hace que se genere nueva información que se devuelve al programa en el punto donde se invocó al módulo, posteriormente el programa continúa su ejecución • La información transferida a un módulo se transmite mediante una lista de elementos (constantes, variables, expresiones) llamados parámetros. • Algunos de los parámetros pueden ser utilizados para devolver la información que se genera dentro del módulo

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Procedimientos y funciones (2) • Procedimientos • Se utilizan mediante una sentencia simple consistente en su nombre y una lista(opcional) de parámetros. • Ejemplo: – writeln(‘hola’);

• Funciones • Se utilizan especificando su nombre dentro de una expresión seguida por una lista de parámetros. • La función devuelve un solo dato (el resultado) que está representado por el nombre de la función. • La función debe ser del tipo adecuado a la expresión en la que está. • Ejemplo: – resultado:=area_circunferencia(lado);

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Procedimientos y funciones (3) • Algunas funciones predefinidas Nombre Descripción

Tipo del argumento

abs

valor absoluto

real o integer

arctan cos exp ln round sin

arco tangente (radianes) coseno (radianes) exponencial logaritmo neperiano redondeo seno (radianes)

real o integer real o integer real o integer real o integer real real o integer

sqr

cuadrado (elevado a 2)

real o integer

sqrt trunc

raíz cuadrada (elevado a 1/2) real o integer truncar real o integer

Función chr ord

Descripción

Tipo del argumento

caracter con un número ASCII integer dado número ASCII de una caracter char dado

pred

predecesor

succ

sucesor

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Tipo del retorno Tipo del argumento real real real real integer real Tipo del argumento real integer

Tipo del retorno char integer

Tipo del argumento Tipo del integer o char argumento integer o char

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Procedimientos de entrada y salida estándar • Instrucciones de entrada y salida: – Sirven para que el programa se comunique con un periférico del ordenador tal como una terminal, una impresora o un disco. – Las instrucciones de entrada estándar, sirven para leer caracteres desde el teclado, y las instrucciones de salida estándar muestran caracteres en la pantalla. – En Pascal todas las operaciones de entrada/salida se realizan ejecutando los procedimientos: • Procedimientos de entrada: read, readln • Procedimientos de salida: write, writeln

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Procedimientos read y readln (1) • Los procedimientos predefinidos read y readln permiten introducir datos durante la ejecución de un programa. – Tienen la siguiente forma : • read(lista_de_variables); • readln(lista_de_variables); donde : lista_de_variables : es una lista de variables separadas por comas. Los datos que se pueden leer son : enteros, reales, caracteres, o cadenas.

– Al ejecutarse la instrucción se obtienen del teclado, tantos valores de datos como elementos hay en lista_de_variables. Los datos deberán ser compatibles con los tipos de las variables correspondientes en la lista.

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Procedimientos read y readln (2) – La diferencia entre las instrucciones read y readln consiste en que read permite que la siguiente instrucción continúe leyendo valores en la misma línea; mientras que con readln la siguiente lectura se hará después de que se haya tecleado el carácter de fin de línea. – Ejemplo: var nombre:string[15]; salario:real; edad:integer ... read(nombre); (*introducimos por teclado Luis*) read(salario,edad);(*introducimos por teclado 1000 40*)

– El efecto es que las variables: nombre, salario y edad toman los valores Luis, 1000 y 40. Facultad de Matemáticas. Informática I

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Procedimientos write y writeln (1) • Los procedimientos predefinidos write y writeln permiten mostrar datos durante la ejecución de un programa. – Las instrucciones para llamar a los procedimientos write y writeln son de la siguiente forma : • write(lista_de_variables); • writeln(lista_de_variables); donde : lista_de_variables : es una lista de identificadores de variables separados por comas. Los datos que se pueden mostrar son : enteros, reales, caracteres, o cadenas.

– La diferencia entre las instrucciones write y writeln consiste en que write permite que la siguiente instrucción continúe en la misma línea; mientras que, con writeln se hará en la siguiente Facultad de Matemáticas. Informática I

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Procedimientos write y writeln (2) •

Formatos de salida – Cada dato que se escribe con write y writeln aparece con un determinado número de caracteres denominado longitud de campo. – Cuando un dato se escribe sin una especificación de longitud de campo, se utilizará la especificación de campo por defecto – Para especificar una longitud de campo determinada se emplea: • writeln (valor:anchura...); con anchura : expresión entera que especifíca la anchura total del campo en que se escribe el valor. • writeln (valor:anchura:digitos ...); dígitos: dígitos decimales de un número real, anchura: Total de dígitos del número real contando parte entera, punto decimal y dígitos decimales.

– Ejemplos: •

•

valor:= 25.0776; writeln(valor);2.5077600000E+01 writeln(valor:2);2.5E+01 writeln(valor:2:1);25.1 writeln(valor:2:8);25.07760000 writeln('Tec':3);Tec writeln('Tec':5);••Tec

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