Простые типы данных
Введение
В предыдущих уроках мы между делом знакомились с типами данных. Всё это время речь шла о простых типах. Сегодня мы обобщим пройденное ранее, а также познакомимся с новым материалом, который необходимо знать в рамках темы "Простые типы данных". Осмысленно подходить к выбору типов данных для используемых в программах переменных необходимо по разным причинам. Во-первых, имея под рукой многообразие доступных типов и умело ими распоряжаясь, можно сократить объём памяти, требуемый программе для работы. Экономию в 1-2 байта никто не заметит, но если речь идёт о больших объёмах данных, эти байты могут вылиться во вполне реальные мегабайты. Во-вторых, разумный выбор типов данных позволяет избежать некоторых ошибок, причём как со стороны программиста (на этапе создания программы), так со стороны пользователя (во время использования программы).
Простые типы данных - общее представление
Простые типы данных названы простыми, потому что они не содержат внутри себя никаких других типов. Кроме того, простые типы данных обеспечивают хранение в памяти только одного значения. К простым типам данных относят следующие:
- целочисленные;
- вещественные;
- логические;
- строковые (символьные).
Следует отметить, что все эти типы за исключением вещественного, упорядочены. Что это значит? А это значит, что в рамках данного типа значения расположены не в произвольном порядке, а в порядке возрастания. Зная об этом, в некоторых случаях можно исключить в своей программе лишний код. Поясню на примере, как именно упорядочены значения в этих типах данных:
Целочисленный тип - содержит числовые значения, целые числа. Числа упорядочены по возрастанию: ..., -2, -1, 0, 1, 2, 3, ...
Логический тип - содержит всего 2 значения - True, False, которые тоже упорядочены: False, True (следует из соответствия False - 0, True - 1).
Символьный тип - символы кодовой таблицы. Поскольку каждому символу соответствует свой код, то символы расположены в порядке увеличения кода. К примеру, буквы латинского алфавита A, B, C, D, ... идут в кодовой таблице именно так, т.к. чем дальше от начала алфавита, тем больший код имеет буква. То же самое касается и арабских чисел в кодовой таблице - они идут по порядку: 0, 1, 2, ..., 8, 9. Это позволяет делать такие сравнения, как, например 'A' < 'Z' (это истинно).
Из того, что перечисленных типы данных упорядочены, следует, что все значения образуют конечную последовательность. Это соответствует нашим представлениям о типах данных - все они имеют свои ограничения. К примеру, нет числового типа данных, который позволил бы хранить сколь угодно большое число. "Большие" типы есть, но "число" "бесконечность" они хранить не могут.
Функции и процедуры для порядковых типов данных
Существует несколько полезных функций и процедур, без использования которых, порой, сложно оперировать порядковыми типами данных:
- Pred() - функция возвращает предыдущее значение для выражения, указанного в качестве единственного аргумента. Примеры: Pred(5) = 4, Pred('E') = 'D', Pred(True) = False.
- Succ() - функция, обратная для Pred() - возвращает следующее значение. Примеры: Succ(5) = 6, Succ('E') = 'F', Succ(False) = True.
- Ord() - возвращает порядковый номер значения в списке значений типа данных. С этой функцией мы уже встречались при работе со строками - с её помощью мы узнавали код символа. Примеры: Ord('A') = 65, Ord(True) = 1.
- Low() - возвращает минимальное значение указанного типа данных. Примеры: Low(Byte) = 0, Low(Boolean) = False, Low(Char) = #0 (символ с кодом 0).
- High() - возвращает максимальное значение указанного типа данных. Примеры: High(Byte) = 255, High(Boolean) = True, High(Char) = #255 (в русской локали это символ "я").
Ну и ещё две процедуры, с которыми мы уже знакомы:
- Dec() - уменьшает значение на единицу.
- Inc() - увеличивает значение на единицу.
Не забывайте о втором необязательном параметре этих процедур.
Пользовательские типы данных
На основе порядковых типов данных программист может создать свои собственные типы - перечислимые и интервальные. Они будут рассмотрены ниже.
Целочисленные типы
Как следует из названия, целочисленные типы позволяют хранить целые числа. Среди них есть типы, которые хранят числа со знаком (т.е. положительные или отрицательные), а есть и такие, которые хранят только положительные. Чем большее количество значений может содержать тип, тем больше памяти он занимает. Рассмотрим целочисленные типы данных.
Сначала рассмотрим беззнаковые типы, т.е. те, которые позволяют хранить только положительные числа и ноль:
- Byte - значения 0..255 - занимает в памяти 1 байт.
- Word - значения 0..65535 - 2 байта.
- LongWord - значения 0..4294967295 - 4 байта.
Теперь типы со знаком (отрицательные числа записываются со знаком минус "-" впереди, неотрицательные могут записываться как со знаком "+", так и без него):
- ShortInt - значения -128..127 - 1 байт.
- SmallInt - значения -32768..32767 - 2 байта.
- LongInt - значения -2147483648..2147483647 - 4 байта.
- Int64 - значения -2^53..2^53-1 - 8 байт.
Существуют также 2 общих типа, которые находят своё отражение в вышеперечисленных. Рекомендуется использовать именно эти типы, т.к. компилятор "заточен" под них и создаёт более быстрый и эффективный код:
- Integer - значения -2147483648..2147483647 - 4 байта.
- Cardinal - значения 0..4294967295 - 4 байта.
Следует отметить, что целые числа могут быть представлены не только в десятичной, но и в шестнадцатеричной системе счисления, т.е. в виде $xxxxxxxx, где x - один из символов 0, 1, ..., 8, 9, A, B, ..., E, F. К примеру, все цвета (точнее, их коды) представляются именно в виде шестнадцатеричных чисел.
Логические типы
С логическими выражениями и с логическим типом данных мы уже знакомы - это тип Boolean, принимающий значения True и False. Помимо Boolean существуют следующие логические типы: ByteBool, WordBool и LongBool. Однако последние введены лишь для обспечения совместимости с другими языками и системами программирования. Использовать рекомендуется только тип Boolean. Логическое значение в памяти занимает 1 байт. На самом деле, конечно, достаточно и одного бита, но оперировать ячейками меньше байта, мы, к сожалению, не можем.
Символьные типы
Символьные типы обеспечивают хранение отдельных символов. Основной тип данных - Char, который содержит символы с кодами 0..255. Существуют ещё типы AnsiChar и WideChar. Тип AnsiChar эквивалентен типу Char, т.е. по сути это один и тот же тип. Занимает в памяти 1 байт. Для кодирования символов используется код ANSI (American National Standards Institute). Тип WideChar кодируется международным кодом Unicode и занимает в памяти 2 байта. Таблица Unicode включает символы практически всех языков мира.
Вещественные типы
Из названия следует, что эти типы используются для хранения вещественных, т.е. действительных чисел. Отличаются они границами допустимых значений и точностью, т.е. числом цифр после запятой. Вот эти типы:
- Real (он же Double) - значения от 5.0x10^-324 до 1.7x10^308, точность - 15-16 цифр, занимает в памяти 8 байт.
- Real48 - значения от 2.9x10^-39 до 1.7x10^38, точность - 11-12 цифр, 6 байт памяти.
- Single - значения от 1.7x10^-45 до 3.4x10^38, точность - 7-8 цифр, 4 байта.
- Extended - от 3.6x10^-4951 до 1.1x10^4932, точность - 19-20 цифр, 10 байт памяти.
- Comp - от -2x10^63+1 до 2x10^63-1, точность - 19-20 цифр, 8 байт.
- Currency - от -922337203685477.5808 до 922337203685477.5807, точность - 19-20 цифр, в памяти занимает 8 байт.
Как и в случае с целыми числами, перед вещественными числами может стоять знак "+" или "-".
Существует 2 формы записи вещественных чисел - с фиксированной точкой и с плавающей.
Запись с фиксированной точкой представляет собой обычную запись, в которой целая и дробная части отделены друг от друга точкой/запятой.
Запись с плавающей точкой подразумевает запись порядка числа, который отделяется от самого числа буквой "E" (запись "e" тоже допустима). Например, запись 1.5e2 означает число 1.5 с порядком +2, т.е. это 1.5x10^2 = 150.
Типы Comp и Currency были введены специально для произведения точных денежных расчётов. При этом, тип Comp, как видно из значений границ диапазона, хранит целые числа, поэтому при задании чисел с дробной частью они автоматически преобразуются в ближайшее целое число.
Перечислимые типы данных
От рассмотрения готовых типов данных перейдём к типам, которые могут быть созданы самим программистом. Один из вариантов, как было отмечено выше, - это перечислимый тип.
Смысл перечислимого типа в том, что мы явным образом указываем (перечисляем) все возможные значения. Преимущества в том, что кроме заданных значений переменные этого типа не смогут принимать больше никаких значений. Кроме того, значения можно задавать вполне осмысленные - например слова. Это упростит понимание кода и написание программы.
Значения типа данных перечисляются через запятую, а весь этот набор заключается в круглые скобки. Описание типа должно производиться в специальном разделе раздела описаний - разделе описания типов. Этот раздел предваряется ключевым словом type. Т.е. запись идёт приблизительно так же, как и описание переменных или констант, только вместо var и const пишется type. Сам тип описывается следующим образом: название типа, далее знак равенства и далее само значение. В случае с перечислимым типом это будет набор возможных значений.
Примечание: практически все типы данных в Object Pascal принято называть с буквы "T" (сокращённо от "Type"). Это не закон языка - просто одно из правил хорошего тона. Зная, что "T***" - это тип, вы никогда не ошибётесь, в противном же случае название можно спутать, например, с названием переменной.
Допустим, мы хотии задать тип данных, определяющий один из месяцев года. Мы можем описать его так:
type TMonth = (Jan,Feb,Mar,Apr,May,Jun,Jul,Aug,Sep,Oct,Nov,Dec);
var M: TMonth;
{...}
M:=Jun; |
Обратите внимание, что после описания перечислимого типа в программе не может быть переменных, название которых совпадает с названием значений объявленного типа. В нашем примере не может быть переменных "Jan", "Feb" и т.д. При попытке присвоения переменной перечислимого типа значение, не указанное в списке, компилятор выдаст ошибку, поэтому ошибиться не представляется возможным.
Раздел type существует как в модуле всей формы (в этом разделе изначально описана сама форма: TForm1 = class(TForm) ... ), так и в любой подпрограмме. Область действия типа, соответственно, определяется местом в программе, в котором он описан.
Интервальные типы данных
Интервальные типы данных (также их называют ограниченными) получаются из имеющихся типов путём ограничения диапазона значений. Интервал задаётся двумя константами - начальной и конечной границей. При каждом присвоении значения переменной выполняется проверка соответствия нового значения указанному диапазону. Если значение не попадает в диапазон, выдаётся сообщение об ошибке. Во время выполнения программы задание недопустимого значения к ошибке не приводит, зато значение переменной может стать неверным.
Ограниченный тип данных можно создать только на основе простого упорядоченного типа. Значение второй константы (т.е. правой границы) должно быть больше значения первой (левой границы).
Ограниченные типы данных также описывают в разделе type. Формат записи похожий, только между константами-границами ставятся две точки.
Например, мы хотим в программе работать с датами. Можно создать ограниченные типы данных для значений дня, месяца и года (диапазон для значения года следует задать в зависимости от контекста задачи):
type TDay = 1..31;
TMonth = 1..12;
TYear = 1900..2100;
|
Помните, что использование ограниченного типа данных не уменьшит объём занимаемой памяти. Это следует из того, что задание интервала - это всего лишь условное задание возможных значений из общего набора значений данного типа.
Заключение
Сегодня мы рассмотрели простые типы данных - целочисленные, вещественные, символьные и логические, а также научились создавать перечислимые и интервальные типы данных в своих программах. Как было отмечено в начале, все эти типы позволяют хранить только одно значение и не содержат внутри себя других типов. В дальнейшем мы перейдём к рассмотрению структурных типов данных, где дело обстоит иначе.
