Автоматически по завершении всей программы

Статическая и динамическая память. Общие сведения об управлении динамической памятью с помощью стандартных процедур и функций (GetMem, FreeMem; New, Dispose)

Файлы в Паскале. Понятие физического и логического файла, соотношение между ними. Типы файлов и их описание, стандартные процедуры и функции для работы с файлами. Общие характеристики методов доступа к файлам

Область действия (видимости) имен. Глобальные и локальные переменные. Достоинства и недостатки использования глобальных переменных и параметров при обмене информацией между программами. Рекомендации по применению

Любая подпрограмма представляет собой блок со своей областью описаний. Она может содержать внутри этого блока описания других процедур и функций, а также обращения к ним. Объекты, описанные внутри какого-либо блока, являются по отношению к нему локальными и не доступны внешним блокам. На них можно ссылаться тольковнутри блока, в котором они описаны. Под объектами понимаются имена констант, типов, переменных, процедур, функций. Объекты, описанные во внешних блоках и не описанные во внутренних, являются глобальными по отношению к внутренним и доступны как во внешнихблоках, так и во внутренних. При совпадении имен глобальных и локальных переменных, локальные переменные отменяют действия глобальных в пределах области своего действия.

Если подпрограмма имеет параметры, то идентификаторы из списка формальных параметров являются локальными для этой процедуры (функции) и глобальными для каждой подпрограммы в ней (если таковые имеются).

Глобальная переменная представляет собой переменную, чье имя и значение известны на протяжении всей программы. Для создания глобальной переменной вы объявляете переменную в начале вашего исходного файла вне какой-либо функции. Все функции, которые следуют за таким объявлением, могут использовать эту глобальную переменную.

Достоинства и недостатки глобальных переменных:

Поскольку глобальные переменные могут быть легко изменены любой функцией, они привносят возможность появления трудно обнаруживаемых ошибок, поэтому избегайте чрезмерного использования глобальных переменных в своих программах.

В случае использования процедур и функций без параметров связь данных осуществляется через глобальные переменные. Подпрограммы должны быть, по возможности, независимы от основной программы, поэтому все переменные, нужные только в пределах подпрограммы, должны описываться как локальные. Связь основной программы с процедурой или функцией должна осуществляться, как правило, через список параметров, что придает подпрограммам необходимую гибкость.

Вместе с тем, слишком большое число параметров замедляет работу программы, поэтому переменные заведомо общие в основной программе и подпрограммах целесообразно использовать как глобальные.

10. Запись как тип данных. Работа с записями: описание записи, оператор присоединения, запись с вариантами. Использование записей

Запись – это структура данных, состоящая из фиксированного числа компонент, называемых полями. Каждое поле имеет свой идентификатор и тип. К компонентам записи возможен прямой доступ и они могут выборочно обновляться. Идентификатор в самой записи должен быть уникальным. Для обращения к отдельным полям записи указываются составные имена: имя записи, после которого ставится точка и записывается идентификатор поля. Запись можно передавать в качестве параметра процедуры или функции, но значением функции запись быть не может.

В общем виде описание типа для записи можно представить:

TYPE <идентификатор типа>= RECORD

<идентификатор 11>[,< идентификатор 12>,…]: <тип 1>;

< идентификатор 21>[,< идентификатор 22>,…]: <тип 2>;

...

END;

Например,

TYPE TA= RECORD

P1: REAL;

P2: CHAR;

P3: BYTE

END;

VAR A: ARRAY[1..10] OF TA;

Здесь описан одномерный массив, каждый элемент которого представляет собой запись, имеющую структуру типа TA.

Запись может объявляться и непосредственно в разделе описания переменных.

VAR C: RECORD

P1: REAL;

P2: CHAR;

P3: BYTE

END;

При обращении к компонентам записи используются составные имена. Для сокращения имен и повышения удобства работы с записями применяется оператор присоединения WITH.

WITH <идентификатор переменной типа RECORD> DO < оператор >;

Тогда в операторе при ссылке на компоненты записи имя переменной можно опускать.

Состав и структура записи могут динамически меняться в зависимости от значения какого-либо из своих полей, называемого полем- признаком.

В общем виде описание записи с вариантами выглядит так:

TYPE <идентификатор типа >= RECORD

<идентификатор поля 1>:<тип 1>;

<идентификатор поля 2>:<тип 2>;

...

CASE <селектор>:<тип селектора> OF

<метка варианта 1>:(<поле варианта 11>:<тип 11> [;<поле вар-та

12>:<тип 12>;<поле варианта 13>:<тип 13>;...]);

END;

Метки варианта должны иметь такой же тип, как у селектора.

Если какой-либо метке варианта не соответствуют поля, то записываются пустые круглые скобки.

Пример:

Пусть требуется описать запись следующей структуры. В каждой записи имеются поля, содержащие табельный номер и фамилию. В зависимости от того, кому принадлежит запись, состав остальных полей может быть разным:

- для студентов поля: номер группы и специальность;

- для преподавателей: институт, кафедра, стаж работы;

- для сотрудников дополнительных полей нет.

Описание соответствующей записи структуры данных:

TYPE TZ=RECORD

TN:BYTE;

FIO:STRING;

CASE N:CHAR OF

‘P’: (IN:BYTE; KAF:STRING; ST:BYTE);

‘S’: (NG:BYTE; SP:INTEGER);

‘A’: ()

END;

VAR Z:TZ;

При обработке на компьютере информация может храниться на внешних носителях в виде файлов.

Файл на носителе – это поименованная совокупность логически связанных между собой данных (записей), имеющая определенную организацию и общее назначение.

Физическая запись – это совокупность данных, передаваемых в прямом или обратном направлении при одном обращении к внешнему носителю (т.е. минимальная единица обмена данными между внешней и оперативной памятью. С физическими записями - блоками работает операционная система). Физическая запись состоит из логических записей.

Логическая запись – единица данных, используемая в операторах чтения и записи файлов, порция информации, обрабатываемая в программе «за один раз». Логические записи объединяются в физическую запись для уменьшения числа обращений к внешнему устройству.

Для обращения к записям файла на внешнем носителе используется понятие логического файла.

Логический файл или файл в программе – это совокупность данных, состоящая из логических записей, объединенных общим назначением.

В данный момент времени возможен доступ через данный логический файл только к одному физическому файлу.

Число записей в файле произвольно.

В каждый момент времени доступна только одна запись.

Длиной файла называют количество записанных компонентов. Файл, не содержащий записей, называется пустым.

Стандартные средства обеспечения взаимодействия между логическим и физическим файлом:

1) установление связи между физическим и логическим файлами ASSIGN ( …), где указывается имя файла в программе и имя файла на внешнем носителе (без контроля существования файла);

2) обеспечение физической возможности обмена информацией между файлами, открытие файла для чтения информации из него RESET (…) или для записи в него REWRITE (…). При этом осуществляется контроль наличия физического файла;

3) прекращение, отмена возможности физического обмена информацией между файлами, закрытие файла CLOSE (…). Связь между файлами при этом не разрывается (т.е. ASSIGN действует).

При работе с файлами необходимо придерживаться следующих общих правил:

- каждый файл в программе (переменная файлового типа) должен быть объявлен в разделе VAR. Не допускается использование таких переменных в выражениях и операторах присваивания. Тип компонентов файла может быть любым, кроме файлового.

- каждый файл в программе должен быть закреплен за конкретным файлом на носителе процедурой ASSIGN;

- открытие существующего файла для чтения, корректировки или дозаписи производится процедурой RESET, открытие создаваемого файла для записи – процедурой REWRITE;

- по окончании работы с файлом он должен быть закрыт процедурой CLOSE.

Процедуры и функции для работы с файлами.

ASSIGN (имя_файла_в_программе, имя_файла_на_носителе) – процедура устанавливает связь между файловой переменной ( имя_файла_в_программе) и файлом на носителе. Здесь:

имя_файла_в_программе - это файловая переменная, т.е. идентификатор, объявленный в программе как переменная файлового типа.

имя_файла_на_носителе – текстовое выражение, содержащее имя файла или имя логического устройства. Перед именем файла на носителе может быть указан полный путь к файлу – имя диска, имена каталогов вышестоящих уровней, имя текущего каталога. Это единственное место в программе, где используется имя физического файла на носителе. Во всех остальных местах используется имя логического файла, имя файла в программе.

RESET (имя_файла_в_программе) – процедура открытия существующего файла

v для чтения при последовательном доступе и

v для чтения и записи при прямом доступе.

Указатель файла при этом устанавливается на первую запись (с 0 номером). Если файл с таким именем не существует, то происходит аварийное завершение программы.

REWRITE (имя_файла_в_программе) – процедура открытия создаваемого файла для записи. Если файл с таким именем не существовал, то он создается и начинается заполнение файла. Если файл с таким именем уже существовал, то он стирается, и заполнение файла начинается заново. Указатель файла устанавливается на первую запись (запись – она же компонент файла).

READ (имя_файла_в_программе, имя_переменной) – процедура чтения очередного компонента файла в переменную, тип которой должен совпадать с типом компонентов файла.

READLN (имя_файла_в_программе, имя_переменной) применяется для чтения записей из текстового файла.

WRITE (имя_файла_в_программе, имя_переменной

[, имя_переменной …]);

–процедура записи содержимого переменных в файл согласно положению указателя. Указатель автоматически сдвигается на число записанных компонентов.

WRITELN (имя_файла_в_программе, имя_переменной) – применяется для записи компонента в текстовый файл.

SEEK (имя_файла_в_программе, номер_компонента ) – процедура установки текущего указателя для чтения или записи требуемого компонента файла.

CLOSE (имя_файла_в_программе) – процедура закрытия файла. Обязательно должна использоваться после окончания работы с файлом, в особенности после создания файла, иначе может произойти потеря данных, находящихся в последнем буфере. В одной программе файл может быть открыт и закрыт несколько раз с разными назначениями.

FILEPOS (имя_файла_в_программе) – функция определения номера текущей записи файла.

FILESIZE (имя_файла_в_программе) – функция определения общего количества записей файла.

EOF (имя_файла_в_программе) – функция определения признака конца файла (End Of File). Получает значение TRUE при чтении последней записи файла.

EOLN (имя_файла_в_программе) – функция обнаружения конца строки в текстовом файле (End Of Line). Имеет значение TRUE, если найден конец строки.

IORESULT – функция возврата условного признака последней операции ввода-вывода. Если операция завершилась успешно, функция возвращает нуль. Функция становится доступной только при отключенном автоконтроле ошибок ввода-вывода. Директива компилятора {$I-} отключает, а {$I+} – включает автоконтроль ошибок. Если автоконтроль отключен и операция ввода-вывода привела к возникновению ошибки, все последующие обращения к вводу-выводу блокируются, пока не будет вызвана функция IORESULT. Функция, как правило, применяется для контроля существования файла, с которым предстоит работать.

ERASE (имя_файла_в_программе) – процедура уничтожения файла. Открытый файл прежде должен быть закрыт (используется модуль DOS).

RENAME (старое _ имя_файла_на_носителе, новое_имя_файла_на_носителе) – процедура для переименования файла. Используется после закрытия файла (используется модуль DOS).

В системе программирования Паскаль различаются 3 вида файлов:

· файлы с типом записей (типизированные файлы);

Type

Rec = record

Inf1: integer;

Inf2: string [20];

End;

Var

Zap: rec; { компонент файла – место в ОП для одной записи файла }

F1: file of rec; { файл со структурой компонента вида REC }

· текстовые файлы со строками неопределенной длины;

VAR F2: TEXT;

· файлы без типа для передачи данных блоками записей.

VAR F3: FILE;

Статическая память выделяется на стадии компиляции. Эти области памяти (для переменных из раздела VAR данного блока) существуют до конца работы блока, даже если эти переменные уже не нужны. При этом память нередко используется неэффективно, достаточно вспомнить «настройку» массива на фактическое количество элементов, а также, если, например, объявлено несколько массивов большого объема статической памяти, а в каждый конкретный момент используются не все.

Исправить положение можно, применив специальный механизм распределения памяти.

Турбо Паскаль предоставляет возможность выделять и освобождать память в процессе выполнения программы, динамически.

Можно отметить следующие достоинства динамической памяти:

- экономичность и эффективность ее использования;

- возможность динамического изменения числа элементов в связанных структурах, например, списках (в статической памяти число элементов фиксировано для каждой компиляции);

- статические переменные существуют только в течение жизни блока, в котором они объявлены, а динамические - и после выхода из блока до окончания программы.

Переменная, размещаемая динамически, не объявляется в разделе VAR и не имеет имени в программе («невидимка»). Компилятор не планирует выделение места в памяти под такие переменные.

Стандартные процедуры размещения и освобождения динамической памяти:

При выполнении программы наступает момент, когда необходимо использовать динамическую память, т.е. выделить её в нужных видах, разместить там какие-то данные, поработать с ними, а после того, как в данных отпадет необходимость - освободить выделенную память.

Динамическая память может быть выделена двумя способами:

1. С помощью стандартной процедуры NEW:

New (P);

где Р - переменная типа «типизированный указатель».

Эта процедура создает новую динамическую переменную (выделяет под нее участок памяти) и устанавливает на нее указатель P (в P записывается адрес выделенного участка памяти). Размер и структура выделяемого участка памяти задается размером памяти для того типа данных, с которым связан указатель P. Доступ к значению созданной переменной можно получить с помощью P^.

2. С помощью стандартной процедуры GETMEM.

GetMem (P,size);

где P - переменная типа «указатель» требуемого типа.

size - целочисленное выражение размера запрашиваемой памяти в байтах.

Эта процедура создает новую динамическую переменную требуемого размера и свойства, а также помещает адрес этой созданной переменной в переменную Р типа «указатель». Доступ к значению созданной переменной можно получить с помощью P ^.

Например:

TYPE

REC =RECORD

FIELD1:STRING[30];

FIELD2:INTEGER;

END;

PTR_REC = ^ REC;

VAR

P: PTR_REC;

BEGIN

GETMEM(Р, SIZEOF (REC)); { Выделение памяти, адрес выделенного участка фиксируется в Р; размер этой памяти в байтах определяет и возвращает стандартная функция SizeOf, примененная к описанному типу данных; однако, зная размеры внутреннего представления используемых полей, можно было бы подсчитать размер памяти «вручную» и записать в виде константы вместо SizeOf (Rec) }93

{использование памяти}

Динамическая память может быть освобождена четырьмя способами.

Дата добавления: 2015-04-24