Cơ bản về ngôn ngữ Pascal
I. Giới Thiệu
Pascal là tên của một trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao thông dụng. Ngôn ngữ lập
trình Pascal được giáo sư Niklaus Wirth ở trường Ðại học Kỹ thuật Zurich (Thụy sĩ)
thiết kế và công bố vào năm 1970. Niklaus Wirth đặt tên cho ngôn ngữ này là Pascal
để tưởng nhớ đến nhà Toán học và Triết học Pháp ở thế kỷ 17 là Blaise Pascal, người
đã phát minh ra một máy tính cơ khí đơn giản đầu tiên của con người.
Ngôn ngữ Pascal được dùng hiện nay có nhiều điểm khác biệt với chuẩn Pascal
nguyên thủy của Giáo sư Wirth. Tùy theo quốc gia hoặc công ty đã phát triển cho ra
đời các chương trình biên dịch ngôn ngữ Pascal như:
· ISO PASCAL (International Standards Organization) của Châu Âu
· ANSI PASCAL (American National Standards Institute) của Mỹ
· TURBO PASCAL của hãng BORLAND (Mỹ)
· IBM PASCAL của hãng Microsoft (Mỹ)
· v.v...
Ðến nay, ngôn ngữ Pascal đã phát triển đến phiên bản Turbo Pascal Version 7. Các
diễn giải và ví dụ trong giáo trình này chủ yếu sử dụng chương trình Turbo Pascal 5.5
- 7.0, hiện đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam.
II. Các Phần Tử Cơ Bản Của Ngôn Ngữ Pascal
1. Bộ ký tự
- Bộ 26 chữ Latin:
Chữ in: A, B, C, ..., X, Y, Z
Chữ thường: a, b, c, ..., x, y, z
- Bộ chữ số thập phân: 0, 1, 2, 3, ..., 8, 9
- Ký tự gạch nối dưới: _
- Các ký hiệu toán học: +, -, *, /, =, <, >, (, ), [, }
2. Từ khóa
Là các từ riêng của Pascal, có ngữ nghĩa đã được xác định, không được dùng nó vào
các việc khác hoặc đặt tên mới trùng với các từ khóa.
- Từ khóa chung:
PROGRAM, BEGIN, END, PROCEDURE, FUNCTION
- Từ khóa để khai báo:
CONST, VAR, TYPE, ARRAY, STRING, RECORD, SET, FILE, LABEL
- Từ khóa của lệnh lựa chọn:
IF ... THEN ... ELSE, CASE ... OF
- Từ khóa của lệnh lặp:
FOR... TO... DO, FOR... DOWNTO... DO, WHILE... DO,
REPEAT... UNTIL
- Từ khóa điều khiển:
WITH, GOTO, EXIT, HALT
- Từ khóa toán tử:
AND, OR, NOT, IN, DIV, MOD
3. Tên chuẩn
Tên chuẩn là tên đã được định nghĩa sẵn trong Pascal, nhưng người ta có thể định
nghĩa lại nếu muốn. Trong Pascal ta có các tên chuẩn sau đây:
Boolean, Char, Integer, Word, Byte, Real, Text
False, True, MaxInt
Abs, Arctan, Chr, Cos, Sin, Eof, Eoln
Exp, Ln, Odd, Ord
Round, Trunc, Sqr, Pred, Succ
Dispose, New, Get, Put, Read, Readln,
Write, Writeln
Reset, Rewrite
4. Danh hiệu tự đặt
Trong Pascal để đặt tên cho các biến, hằng, kiểu, chương trình con ta dùng các danh
hiệu (identifier). Danh hiệu của Pascal được bắt đầu bằng một chữ cái, sau đó có
thể là các chữ cái, chữ số hay là dấu nối, không được có khoảng trắng và độ dài tối đa
cho phép là 127.
Ví dụ 6.1: Sau đây là các danh hiệu: x; S1; Delta; PT_bac_2
Pascal không phân biệt chữ thường và chữ hoa trong một danh hiệu.
Ví dụ 6.2: aa và AA là một; XyZ_aBc và xyZ_AbC là một
Khi viết chương trình ta nên đặt các danh hiệu sao cho chúng nói lên các ý nghĩa của
đối tượng mà chúng biểu thị. Ðiều này giúp chúng ta viết chương trình dễ dàng và
người khác cũng dễ hiểu nội dung chương trình.
III. Cấu Trúc Một Chương Trình Pascal
Hình 6.1: Sơ đồ cấu trúc chương trình Pascal
Ví dụ 6.3:
PROGRAM Hello; { Dòng tiêu đề }
USES Crt; { Lời gọi sử dụng các đơn vị chương trình }
VAR Name : string; { Khai báo biến }
PROCEDURE Input; { Có thể có nhiều Procedure và Function }
Begin
ClrScr; { Lệnh xóa màn hình }
Write(' ‘Hello ! What is your name ?... ‘');Readln(Name);
End;
BEGIN { Thân chương trình chính }
Input;
Writeln (' ‘Welcome to you, ‘, Name') ;
Writeln (' ‘Today, we study PASCAL PROGRAMMING ... ‘');
Readln;
End.
Một chương trình Pascal có các phần:
* Phần tiêu đề:
Phần này bắt đầu bằng từ khóa Program rồi tiếp đến là tên của chương trình và chấm
dứt bằng dấu chấm phẩy (;)
Tên chương trình phải được đặt theo đúng qui cách của danh hiệu tự đặt. Phần tiêu đề
có hay không cũng được.
* Phần khai báo dữ liệu:
Trước khi sử dụng biến nào phải khai báo biến đó, nghĩa là xác định rõ xem biến đó
thuộc kiểu dữ liệu nào. Một chương trình Pascal có thể có một số hoặc tất cả các khai
báo dữ liệu sau:
CONST : khai báo hằng
...
TYPE : định nghĩa kiểu dữ liệu mới
...
VAR : khai báo các biến
...
* Phần khai báo chương trình con:
Phần này mô tả một nhóm lệnh được đặt tên chung là một chương trình con để khi
thân chương trình chính gọi đến thì cả nhóm lệnh đó được thi hành.
Phần này có thể có hoặc không tùy theo nhu cầu.
* Phần thân chương trình:
Phần thân chương trình là phần quan trọng nhất và bắt buộc phải có, phần này luôn
nằm giữa 2 từ khoá là BEGIN và END. Ở giữa là lệnh mà các chương trình chính cần
thực hiện. Sau từ khóa END là dấu chấm (.) để báo kết thúc chương trình.
* Dấu chấm phẩy (;):
Dấu ; dùng để ngăn cách các câu lệnh của Pascal và không thể thiếu được.
* Lời chú thích:
Lời chú thích dùng để chú giải cho người sử dụng chương trình nhớ nhằm trao đổi
thông tin giữa người và người, máy tính sẽ không để ý đến lời chú thích này. Lời chú
thích nằm giữa ký hiệu: { } hoặc (* *)
IV. CÁC KIỂU DỮ LIỆU CƠ SỞ: INTEGER, REAL, BOOLEAN,
CHAR
1. Khái niệm
Dữ liệu (data) là tất cả những gì mà máy tính phải xử lý.
Theo Niklaus Wirth:
CHƯƠNG TRÌNH = THUẬT TOÁN + CẤU TRÚC DỮ LIỆU
Một kiểu dữ liệu (data type) là một qui định về hình dạng, cấu trúc và giá trị của dữ
liệu cũng như cách biểu diễn và cách xử lý dữ liệu.
Trong Pascal các kiểu dữ liệu gồm các loại sau:
- Kiểu đơn giản (Simple type): bao gồm kiểu số nguyên (Integer), kiểu số thực (Real),
kiểu logic (Boolean), kiểu ký tự (Char).
- Kiểu có cấu trúc (Structure type): bao gồm mảng (Array), chuỗi (String), bản ghi
(Record), tập hợp (Set), tập tin (File).
- Kiểu chỉ điểm (pointer):
Trong chương này, chúng ta chỉ xét các kiểu dữ liệu đơn giản.
2. Kiểu số nguyên (Integer type)
a. Kiểu số nguyên thuộc Z chứa trong Turbo Pascal
Ðược định nghĩa với các từ khóa sau:
TỪ KHÓA SỐ BYTE PHẠM VI
BYTE 1 0 .. 255
SHORTINT 1 - 128 .. 127
INTEGER 2 - 32768 .. + 32767
WORD 2 0 .. 65535
LONGINT 4 - 2147483648 .. 2147483647
b. Các phép toán số học đối với số nguyên
KÝ HIỆU Ý NGHĨA
+ Cộng
- Trừ
* Nhân
/ Chia cho kết quả là số thực
DIV Chia lấy phần nguyên
MOD Chia lấy phần dư
SUCC (n) n + 1
PRED (n) n - 1
ODD (n) TRUE nếu n lẻ
và FALSE nếu n chẵn
3. Kiểu số thực (Real type)
Ở Turbo Pascal, kiểu số thực thuộc tập hợp R chứa trong 6 bytes, được định nghĩa với
từ khóa REAL: R =([2.9 x 10-39 , 1.7 x 1038 ]
Hay viết theo dạng số khoa học: R = ( [2.9E-39, 1.7E38]
Số thực có thể viết theo kiểu có dấu chấm thập phân bình thường hoặc viết theo kiểu
thập phân có phần mũ và phần định trị.
Các phép toán số học cơ bản +, -, * , /dĩ nhiên được sử dụng trong kiểu real.
Bảng dưới đây là các hàm số học cho kiểu số thực:
KÝ HIỆU Ý NGHĨA
ABS (x) |x| : lấy giá trị tuyệt đối của số x
SQR (x) x2 : lấy bình phương trị số x
SQRT(x)
: láúy càn báûc 2 cuía trë säú x
SIN(x) sin (x) : lấy sin của x
COS (x) cos (x) : lấy cos của x
ARCTAN (x) arctang (x)
LN (x) ln x : lấy logarit nepe của trị x (e ( 2.71828)
EXP (x) ex
TRUNC (x) lấy phần nguyên lớn nhất không vượt quá trị số x
ROUND (x) làm tròn giá trị của x, lấy số nguyên gần x nhất
4. Kiểu logic (Boolean)
Một dữ liệu thuộc kiểu BOOLEAN là một đại lượng được chứa trong 1 byte ở Turbo
Pascal và chỉ có thể nhận được một trong hai gía trị logic là TRUE (đúng) và FALSE
(sai).
Qui ước: TRUE > FALSE
Các phép toán trên kiểu Boolean:
A B NOT A A AND B A OR B A XOR B
TRUE TRUE FALSE TRUE TRUE FALSE
TRUE FALSE FALSE FALSE TRUE TRUE
FALSE TRUE TRUE FALSE TRUE TRUE
FALSE FALSE TRUE FALSE FALSE FALSE
Nhận xét:
· Phép AND (và) chỉ cho kết quả là TRUE khi cả 2 toán hạng là TRUE
· Phép OR (hoặc) chỉ cho kết quả là FALSE khi cả 2 toán hạng là FALSE
· Phép XOR (hoặc triệt tiêu) luôn cho kết quả là TRUE khi cả 2 toán hạng là khác nhau
và ngược lại.
Các phép toán quan hệ cho kết quả kiểu Boolean:
KÝ HIỆU Ý NGHĨA
< > khác nhau
= bằng nhau
> lớn hơn
< nhỏ hơn
> = lớn hơn hoặc bằng
< = nhỏ hơn hoặc bằng
5. Kiểu ký tự (Char type)
Tất cả các dữ liệu viết ở dạng chữ ký tự được khai báo bởi từ khóa CHAR.
Một ký tự được viết trong hai dấu nháy đơn ( ). Ðể tiện trao đổi thông tin cần phải sắp
xếp, đánh số các ký tự, mỗi cách sắp xếp như vậy gọi là bảng mã. Bảng mã thông
dụng hiện nay là bảng mã ASCII (xem lại chương 3).
Ðể thực hiện các phép toán số học và so sánh, ta dựa vào giá trị số thứ tự mã ASCII
của từng ký tự, chẳng hạn: 'A' < 'a' vì số thứ tự mã ASCII tương ứng là 65 và 97.
Trong Turbo Pascal mỗi ký tự được chứa trong 1 byte.
Các hàm chuẩn liên quan đến kiểu ký tự:
KÝ HIỆU Ý NGHĨA
ORD(x) Cho số thứ tự của ký tự x trong bảng mã
CHR(n) hay #n Cho ký tự có số thứ tự là n
PRED(x) Cho ký tự đứng trước x
SUCC(x) Cho ký tự đứng sau x
V. Các Khai Báo Hằng, Biến, Kiểu, Biểu Thức, ...
1. Hằng (constant)
a. Ðịnh nghĩa
Hằng là một đại lượng có giá trị không đổi trong quá trình chạy chương trình. Ta dùng
tên hằng để chương trình được rõ ràng và dễ sửa đổi.
b. Cách khai báo
CONST
= ;
Ví dụ 6.4: CONST
Siso = 100;
X = ‘xxx ‘;
2. Biến (variable)
a. Ðịnh nghĩa
Biến là một cấu trúc ghi nhớ có tên (đó là tên biến hay danh hiệu của biến).
Biến ghi nhớ một dữ liệu nào đó gọi là giá trị (value) của biến. Giá trị của biến có thể
được biến đổi trong thời gian sử dụng biến.
Sự truy xuất của biến nghĩa là đọc giá trị hay thay đổi giá trị của biến được thực hiện
thông qua tên biến.
Ví dụ 6.5: Readln (x) ;
Writeln (x) ;
x := 9 ;
Biến là một cấu trúc ghi nhớ dữ liệu vì vậy nó phải tuân theo qui định của kiểu dữ liệu
: một biến phải thuộc một kiểu dữ liệu nhất định.
b. Cách khai báo
VAR
: ;
Ví dụ 6.6: VAR
a : Real ;
b, c : Integer ;
TEN : String [20]
X : Boolean ;
Chon : Char ;
Cần khai báo các biến trước khi sử dụng chúng trong chương trình. Khai báo một biến
là khai báo sự tồn tại của biến đó và cho biết nó thuộc kiểu gì.
3. Kiểu (Type)
a. Ðịnh nghĩa
Ngoài các kiểu đã định sẵn, Pascal còn cho phép ta định nghĩa các kiểu dữ liệu khác
từ các kiểu căn bản theo qui tắc xây dựng của Pascal.
b. Cách khai báo
TYPE
= ;
Ví dụ 6.7:
TYPE
SoNguyen = Integer ;
Diem = Real;
Tuoi = 1 .. 100 ;
Color = (Red, Blue, Green) ;
Thu = (Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat) ;