Jedes Pascal-Programm hat eine ganz bestimmte Struktur. Außerdem hat jeder Teil des Programms eine ähnliche Struktur. Man teilt ein Pascal-Programm in drei Abschnitte ein:
Programmkopf
Deklarationsteil (mit Prozeduren und Funktionen)
Hauptprogramm
ad 1) Besteht aus dem reservierten Wort PROGRAM und dem Programmnamen
ad 2) Beinhaltet: a) Aufruf der Units
b) Vereinbarung der Konstanten (CONST), Datentypen (TYPE) und Variablen (VAR)
c) Die Unterprogramme (Prozeduren und Funktionen) des Programms
ad 3) Fängt mit BEGIN an und endet mit END. Es besteht aus einzelnen Anweisungen und Blöcken von Anweisungen, die jeweils durch BEGIN und END zusammengehalten werden.
Kommentare werden in Klammern geschrieben, wobei es folgende Möglichkeiten gibt:
bzw. (* Kommentar *)
Folgende Regeln der Syntax sind zu beachten, da es ansonsten zu Fehlermeldungen des Compilers bzw. zu Laufzeitfehlern kommen kann:
Alle Pascal-Befehle werden durch einen Strichpunkt (;) voneinander getrennt.
Pascal-Befehle werden immer in der Reihenfolge abgearbeitet, in der sie auftreten.
Die Anweisungen des Programms werden zwischen BEGIN und END geschachtelt.
Nach BEGIN steht kein Strichpunkt.
Vor END kann ein Strichpunkt stehen, sollte aber nicht, da dadurch eine leere Anweisung erzeugt wird.
Nach END steht ein Punkt, wenn es am Ende des Hauptprogramms steht, ansonsten ein Strichpunkt.
Um mit dem Computer über ein Programm in Kontakt treten zu können braucht man sogenannte Ein- und Ausgabebefehle.
Diese sind Ausgabebefehle, die übersetzt soviel heißen wie "schreibe". Write wird immer dann gebraucht, wenn nach dem geschriebenen Wort oder der geschriebenen Zahl in der gleichen Zeile weitergeschrieben werden soll. Wenn nach der Ausgabe ein Zeilenvorschub folgen soll, d.h., wenn das Nächstgeschriebene in der neuen Zeile anfangen soll, so wird Writeln verwendet.
Steht Writeln alleine so wird nur eine Leerzeile erzeugt. Ansonsten folgen den Befehlen runde Klammern, in denen sich das zu Schreibende befindet.
Beispiel: Writeln (´ Dies ist ein Beispiel ´);
Wenn mehrere Daten, Variablen, Wörter, Sätze usw. ausgegeben werden sollen, so werden sie in der Klammer jeweils durch ein Komma voneinander getrennt. Wenn Text in der Klammer steht, so muß er stets durch Hochkomma angeführt und beendet werden.
Beispiel: Write (´ Die Dezimalzahl ´, dezi, ´ entspricht folgender Dualzahl ´, dual);
Dies sind Eingabebefehle, die übersetzt soviel wie "lies" heißen. Diese Befehle ermöglichen es, eine Zahl, ein Wort oder ein Zeichen einzugeben.
Der Name der einzulesenden Variablen steht wieder in einer Klammer hinter dem Befehl. Wie bei den Ausgabebefehlen bewirkt Readln im Gegensatz zu Read, daß nach der Eingabe ein Zeilenvorschub ausgeführt wird.
Beispiel: Readln (dezi);
Der Bildschirm ist im Textmodus in 80 Spalten und 25 Zeilen unterteilt. Wenn man eine Ausgabe an einer bestimmten Stelle des Bildschirms haben will, so verwendet man den Befehl
GotoXY (x, y); USES Crt
mit x, y als ganzzahlige Koordinaten der entsprechenden Bildschirmstelle. Die obere linke Ecke hat die Koordinate (1,1).
Um den Bildschirm zu löschen verwendet man den Befehl
ClrScr; USES Crt.
Wenn ganze Zahlen mit einer bestimmten Stellenzahl ausgegeben werden sollen, so benutzt man die Form:
Writeln (Ganzezahl : Stellenzahl);
Beispiel: Writeln (Wert1:4, Wert2:5) bewirkt, daß Wert1 mit 4 Stellen, Wert2 mit 5 Stellen rechtsbündig ausgegeben wird.
Sollen Dezimalzahlen mit einer bestimmten Stellenzahl und einer bestimmten Nachkommastellenzahl ausgegeben werden, so schreibt man:
Writeln (Dezzahl:Stellenzahl:Nachkomma);
Beispiel: Writeln (Wert:7:2) bewirkt, daß Wert mit insgesamt 7 Stellen und davon 2 Stellen hinter dem Dezimalpunkt ausgegeben werden.
Variablen sind Speicherplätze im Rechner, in denen Zahlen, Buchstaben, Wörter und andere Objekte gespeichert werden können. Eine Variable hat einen Namen (Variablennamen), einen sogenannten Datentyp und einen Dateninhalt. Mit diesen Variablen kann genauso gearbeitet werden wie mit Daten selbst. Der Name der Variablen und ihr Typ werden in Deklarationsteil des Programms festgelegt. Der Dateninhalt wird der Variablen aber erst im Programm zugewiesen und kann jederzeit verändert werden.
Eine Konstante ist ähnlich einer Variablen ein Speicherplatz, der einen Namen und einen Dateninhalt hat. Jedoch läßt sich der Dateninhalt der Konstanten nicht mehr im Programm verändern. Der Inhalt wird im Deklarationsteil festgelegt.
Konstanten und Variablen, die im Deklarationsteil des Programms festgelegt sind, heißen "global". Sie können überall im Programm verwendet werden (also auch innerhalb der Prozeduren und Funktionen).
Die Variablennamen sind beliebig und können in der Regel bis zu acht Zeichen enthalten. Das erste Zeichen muß ein Buchstabe sein. Sonderzeichen, die von Pascal verwendet werden, sowie Namen von Pascal-Befehlen dürfen nicht verwendet werden (reservierte Wörter).
Die Deklaration der Konstanten beginnt mit dem Wort CONST. Danach werden durch Strichpunkte getrennt, die Konstanten aufgeführt, indem den Konstantennamen durch Gleichheitszeichen ein Wert zugewiesen wird.
Die Variablendeklaration beginnt mit dem Wort VAR und zählt danach die Namen der Variablen und ihren Typ auf. Die Form der Deklaration ist folgende: Variablenname, Doppelpunkt, Typ.
Verschiedene Variablen gleichen Typs können vor dem Doppelpunkt, durch Kommata getrennt, aufgezählt werden. Mehrere Variablendeklarationen werden durch Strichpunkte voneinander getrennt.
Ganze Zahlen. Die größte ganze Zahl ist durch die vordefinierte Konstante MaxInt und die kleinste durch -MaxInt-1 bestimmt. In Turbo Pascal ist MaxInt = 2 -1 = 32767. Speicherplatz: 2 Bytes.
Der Datentyp Byte umfaßt den Zahlenbereich 0..255. Speicherplatz: 1 Byte.
Der Datentyp ShortInt umfaßt den Zahlenbereich -128..127. Speicherplatz: 1 Byte.
Der Datentyp Word umfaßt den Zahlenbereich 0..65535. Speicherplatz: 2 Bytes.
Beim Datentyp LongInt handelt es sich um lange ganze Zahlen im Bereich von -2.147.483.648 bis 2.147.483.647 (d.h. 2 -1). Die größte Zahl vom Typ LongInt wird durch die Konstante MaxLongInt = 2147483647 angegeben.
Dezimalzahl. Auch dieser Datentyp hat einen beschränkten Wertebereich, der von 2.9E-39 bis 1.7E+38 geht. Die Genauigkeit beträgt insgesamt 11 Ziffern, was bei vielen Rechenschritten möglicherweise zu erheblichen Rundungsfehlern führen kann.
VAR x,y : Real;
i : Integer;
ergeben die nachstehenden Programmzeilen einen Fehler:
x := 1.5;
y := 2;
i := x*y;
Hier liegt ein sogenannter Typkonflikt vor. Obwohl in diesem Fall das Ergebnis der Multiplikation als ganze Zahl dargestellt werden kann, ist es doch von der Typendeklaration her Real. x*y ergibt nicht 3, sondern 3.0.
Zeichen. Eine Variable dieses Typs kann ein beliebiges Zeichen aus dem Zeichensatz des Rechners (meist der ASCII-Code) enthalten. Speicherplatz: 1 Byte.
Zeichenkette. Eine Zeichenkette ist eine Folge von beliebigen Zeichen. Ein String kann z.B. ein Wort, ein Name oder ein Satz sein. Die maximale Länge einer Zeichenkette ist 255 Zeichen.
Um die Maximallänge eines Strings zu verkürzen, wird dem Wort String eine Zahl zwischen 1 und 255 in eckigen Klammern angehängt, die angibt, wie groß die Maximallänge der Stringvariable ist.
Beispiel: VAR s : String[13];
Logische Variable. Dieser Variablentyp kennt nur zwei mögliche Werte: Wahr oder Falsch. In Pascal heißen diese Werte: True bzw. False.
Die FOR-Schleife ist eine Anweisung, die festzulegen erlaubt, wie oft eine Anweisung ausgeführt werden soll. Dazu wird eine sogenannte Laufvariable auf eine bestimmten Anfangswert gesetzt und bei jedem Schleifendurchgang auf ihren Nachfolger (d.h. die nächste ganze Zahl) erhöht, bis die Laufvariable den Endwert erreicht hat. Eine FOR-Schleife hat folgende Form:
Zählvariable := Anfangswert TO Endwert DO Anweisung; bzw.
Zählvariable := Anfangswert TO Endwert DO BEGIN Anweisungen END;
Außerdem ist es möglich, rückwärts zu zählen. In diesem Fall muß in der obigen Anweisung "TO" durch "DOWNTO" ersetzt werden. Die Angabe einer Schrittweite ist in Pascal nicht möglich. Beim Arbeiten mit FOR-Schleifen ist folgendes zu beachten:
Anfangs- und Endwert dürfen Konstanten oder Variablen sein.
Anfangs-, Endwert und Zählvariable müssen vom gleichen Datentyp sein.
als Schleifentyp kann jeder Datentyp verwendet werden, der genau einen Nachfolger (bzw. Vorgänger) besitzt.
Eine Schleife wird einmal abgearbeitet, wenn Anfangs- und Endwert übereinstimmen.
Eine Schleife wird keinmal abgearbeitet, wenn bei Verwendung von TO der Anfangswert größer als der Endwert, bei der Verwendung von DOWNTO der Anfangswert kleiner als der Endwert ist.
Schleifen können geschachtelt werden.
Eine Zählvariable kann zur Berechnung anderer Variablen verwendet werden.
Zählvariable, Anfangs- und Endwert sollten innerhalb einer Schleife nicht verändert werden.
Bei der REPEAT-Schleife ist im Gegensatz zur FOR-Schleife die Anzahl der Schleifendurchläufe nicht von vornherein durch die Angabe eines Endwertes festgelegt. Vielmehr wird zur Beendigung der Schleife eine Bedingung - die sogenannte Abbruchbedingung - herangezogen. Eine REPEAT-Schleife hat folgende Form:
REPEAT Anweisung(en) UNTIL Bedingung;
Da die Schleife nur dann verlassen wird, wenn die Bedingung den Wert TRUE annimmt, ist peinlich darauf zu achten, daß die Abbruchbedingung den Wert TRUE überhaupt annehmen kann, da es ansonsten zu einer Endlosschleife kommt. Das ist natürlich nur möglich, wenn die Voraussetzungen für diese Bedingung innerhalb der Schleife geändert werden. Die Anweisungen zwischen REPEAT und UNTIL werden nicht durch BEGIN und END zu einem Anweisungsblock zusammengefaßt. Beim Arbeiten mit REPEAT-Schleifen ist also folgendes zu beachten:
Die Abbruchbedingung der REPEAT-Schleife muß ein Ausdruck oder eine Variable vom Typ BOOLEAN sein.
Die Abbruchbedingung muß in der Schleife geändert werden, da die Schleife sonst unendlich lange läuft.
Die Schleife wird beendet, wenn die Abbruchbedingung wahr ist.
Eine besondere Eigenschaft der REPEAT-Schleife liegt darin, daß die Abbruchbedingung am Ende der Schleife geprüft wird. Daher läuft eine REPEAT-Schleife mindestens einmal. Solche Schleifen nennt man "fußgesteuerte Schleifen".
Wie bei der REPEAT-Schleife ist auch bei der WHILE-Schleife die Anzahl der Schleifendurchläufe nicht durch einen Endwert, sondern durch eine Abbruchbedingung bestimmt. Im Gegensatz zur REPEAT-Schleife wird die Bedingung nicht am Ende der Schleife, sondern zu Beginn der Schleife abgefragt. Eine WHILE-Schleife hat also folgende Form:
WHILE Bedingung DO Anweisung; bzw.
WHILE Bedingung DO BEGIN Anweisungen END;
Analog zur REPEAT-Schleife ist beim Arbeiten mit WHILE-Schleifen auf folgendes zu achten:
Die Abbruchbedingung der WHILE-Schleife muß ein Ausdruck oder eine Variable vom Typ BOOLEAN sein.
Die Abbruchbedingung muß in der Schleife geändert werden, da die Schleife sonst unendlich lange läuft.
Die Schleife wird beendet, wenn die Abbruchbedingung falsch ist.
Die besondere Eigenschaft einer WHILE-Schleife liegt darin, daß die Abbruchbedingung am Anfang der Schleife geprüft wird. Daher werden die Anweisungen einer WHILE-Schleife möglicherweise keinmal ausgeführt. Solche Schleifen nennt man "kopfgesteuerte Schleifen".
Oft sollen eine oder mehrere Anweisungen nur dann ausgeführt werden, wenn eine Bedingung oder eine Kombination von Bedingungen erfüllt ist. In Pascal hat eine solche Entscheidung folgende Form:
IF logischer Ausdruck THEN Anweisung(en);
Wenn mehrere Anweisungen ausgeführt werden sollen, so werden sie wieder mit BEGIN..END zusammengefaßt. Der logische Ausdruck muß den Wahrheitswert TRUE haben, damit die Anweisung(en) ausgeführt wird (werden), andernfalls wird das Programm weiter fortgeführt. Werden mehrere logische Ausdrücke durch Verknüpfungsoperatoren (AND, OR, NOT) zusammengefaßt, so ist auf korrekte Klammerung zu achten!
Will man mit PASCAL zweiseitige Entscheidungen treffen, wählt man die Form:
IF logischer Ausdruck THEN Anweisung(en) ELSE Anweisung(en);
BEACHTE: Vor ELSE darf kein Strichpunkt stehen!
Als Alternative zu Mehrfachentscheidungen mit IF..THEN..ELSE bietet Pascal die Mehrfachentscheidung von CASE:
CASE Tag OF
0: Writeln(´Sonntag´);
1: Writeln(´Montag´);
2: Writeln(´Dienstag´);
3: Writeln(´Mittwoch´);
4: Writeln(´Donnerstag´);
5: Writeln(´Freitag´)
Writeln(´Samstag´);
END;
Bei dieser Fallunterscheidung wird für den Fall (CASE), daß Tag von (OF) der Form einer folgenden Fälle ist, ein Anweisungsteil ausgeführt. Nach Aufzählung der möglichen Fälle kann nach ELSE ein Anweisungsteil folgen, der ausgeführt wird, wenn keiner der Fälle zutrifft. Die ganze Fallunterscheidung wird mit END abgeschlossen. Vor dem Doppelpunkt der CASE-Anweisung können auch mehrere Werte stehen, die dann durch Kommata getrennt werden.
Ein Unterprogramm ist ein Programmteil, der unter einem Namen aufgerufen werden kann. Man unterscheidet in PASCAL zwei Arten von Unterprogrammen: Prozeduren und Funktionen.
Die Prozeduren sind Teile des Deklarationsteils des Programms. Vom Programm aus wird die Prozedur aufgerufen, indem ihr Name in einer Anweisungszeile genannt wird. Bei der Arbeit mit Prozeduren ist zu beachten:
Prozeduren können auch von anderen Prozeduren aufgerufen werden.
Prozeduren können mehrmals aufgerufen werden.
Wird eine Prozedur von einer anderen Prozedur aufgerufen, so muß sie auch vor dieser Prozedur stehen.
Variablen und Konstanten des Hauptprogramms (vor den Prozeduren deklariert) nennt man "global". Sie haben im gesamten Programm Gültigkeit, d.h. auch in den Prozeduren.
Variablen und Konstanten einer Prozedur werden "lokal" genannt. Sie haben nur innerhalb der Prozedur Gültigkeit.
Sollten Variablen oder Konstanten von Hauptprogramm und Prozedur denselben Namen tragen (was erlaubt ist), so gilt immer der lokale Namen, da für die lokale Variable eine eigener Speicherplatz angelegt wird.
Durch die Verwendung von lokalen Variablen wird die Prozedur von den Gegebenheiten des Hauptprogramms unabhängig, und so kann die Prozedur eventuell leicht in anderen Programmen verwendet werden.
In PASCAL ist es möglich den Prozeduren eine oder mehrere Variablen zu übergeben. Diese Variablen (sie werden auch Parameter genannt) werden in einer Klammer hinter der Prozedur angefügt:
PROCEDURE Test ( I : Integer );
Dieser Prozedur wird ein ganzzahliger Wert übergeben, den diese dann verarbeitet. Soll die Prozedur eine übergebene Variable verarbeiten und das Ergebnis an das Hauptprogramm zurückliefern muß bei der Deklaration vor der Variable das Wörtchen VAR eingefügt werden:
PROCEDURE Test ( VAR I : Integer );
Werden der Prozedur Werte (ohne VAR) übergeben, so wird diese Übergabe auch "call-by-value" genannt. Wenn der Prozedur Variablen (mit VAR) übergeben werden, so spricht man von "call-by-reference" bzw. "call-by-variable".
Prozeduren dürfen auch geschachtelt werden. Das heißt im Deklarationsteil einer Prozedur dürfen weitere Prozeduren deklariert werden. Diese sind dann jedoch lokal zu der Prozedur, in der sie erklärt werden. Lokale Prozeduren dürfen also nur von der Prozedur aufgerufen werden, zu der sie lokal sind.
Auch Funktionen werden wie die Prozeduren im Deklarationsteil implementiert und dann von anderen Programmteilen aus aufgerufen.
Der Hauptunterschied liegt darin, daß Funktionen nicht einfach mit dem Namen aufgerufen, sondern einer Variable zugewiesen werden müssen. Funktionen liefern nämlich stets ein Ergebnis, wenn sie abgearbeitet worden sind. Die Parameterliste hat die gleiche Form wie bei den Prozeduren. Nach der Parameterliste muß der Ergebnistyp angegeben werden, der den Datentyp des Ergebnisses festlegt. Im Anweisungsteil der Funktion muß natürlich ein Ergebnis erlangt und dem Funktionsnamen zugewiesen werden.
Eine Funktion, die Minimum zweier ganzen Zahlen ermittelt, könnte folgendermaßen aussehen:
FUNCTION Min (a,b, : Integer) : Integer;
ELSE Min := b;
END; (* von Min *)
Will man mehrere Variablen vom gleichen Datentyp zusammenfassen verwendet man den Datentyp ARRAY (Feld). Möchte man z.B. eine Namensliste aller Schüler einer Klasse erstellen, könnte man folgende Deklaration verwenden:
VAR Schueler : ARRAY [1..40] OF String[50];
Die Variable kann also die Nummern 1 bis 40 haben, wobei jede dieser Variablen vom Typ String ist. In den Anweisungen des Programms werden die Variablen als Schueler[1], Schueler[2], , Schueler[20] verwendet. Die Zahl in der Klammer wird Index genannt. Der Index gibt an welcher Stelle im ARRAY die Variable steht. Als Index kann man aber auch eine Variable vom Datentyp Integer verwenden.
Readln (Schueler[I]);
hat den gleichen Effekt wie:
Readln (Schueler[5]);
Bei der Deklaration eines Feldes muß genau festgelegt werden, welche Nummern als Indizes auftreten können, damit der Compiler genauso viele Speicherplätze für die indizierten Variablen bereitstellen kann.
Möchte man z.B. die Felder eines Schachbretts wie gewohnt mit den Buchstaben 1..8 und den Zeichen A..H beschriften, genügt ein eindimensionales Feld nicht mehr. In PASCAL gibt deshalb es die Möglichkeit auch zwei- und mehrdimensionale Felder zu deklarieren. Die Deklaration eines solchen Feldes würde folgendermaßen aussehen:
TYPE Schachbrett = ARRAY[1..8,A..H] of Integer;
VAR S : Schachbrett;
Da die Buchstaben A..H nicht vom Datentyp Integer sind, würde der Compiler hier eine Fehlermeldung ausgeben. Um dies zu vermeiden könnte man statt Buchstaben ebenfalls Zahlen verwenden oder im Deklarationsteil die Buchstaben A..H als Konstante mit den Werten 1..8 definieren. Die vollständige Deklaration würde dann folgendermaßen aussehen:
CONST A = 1; B = 2; C = 3; D = 4; E = 5; F = 6; G = 7; H = 8;
TYPE Schachbrett = ARRAY[1..8,A..H] of Integer;
VAR S : Schachbrett;
Eine Zusammenfassung von verschiedenen Datentypen ist in PASCAL durch den strukturierten Datentyp Verbund (Record) möglich. So kann man die z.B. die Personaldaten die in einem Programm verarbeitet werden sollen folgendermaßen zusammenfassen:
TYPE Personaldaten = RECORD
Vorname , Name, Strasse, Ort : String[25];
PLZ : String[6];
Alter : Integer;
Gewicht : Real;
END;
Mit dieser Typendeklaration könnte folgende Variable verwendet werden:
VAR Pers : ARRAY[1..1000] OF Personaldaten;
Die einzelnen Datenfelder werden dann folgendermaßen angesprochen:
Pers[1].Vorname := ´Hubert´;
Pers[1].Name := ´Meier´;
Pers[1].Alter := 45;
etc.
Pers[2] := Pers[1];
Mit dem Variablennamen Pers ist somit der Verbund mit all seinen Teilen angesprochen. Mit Pers[1].Name hingegen wird nur auf einen bestimmten Teil des Verbundes zugegriffen. Bei der Zuweisung eines Verbundes an einen anderen werden alle Teile des Verbundes zugewiesen. Daher ist diese Zuweisung nur möglich, wenn beide Variablen vom gleichen Typ sind! Ebenso müssen bei der Zuweisung von Teilen von Verbunden beide Teile vom selben Typ sein.
Unter einer Unit versteht man eine Ansammlung von Deklarationen (Typen, Variablen, Prozeduren usw.), die "vorübersetzt" werden und dann anderen Programmen zur Verfügung stehen. Diese Units werden mittels USES im Deklarationsteil aufgerufen. Eine UNIT hat folgende Form:
UNIT <Name>;
USES ;
CONST ;
TYPE ;
VAR ;
<Prozedur- und Funktionsköpfe mit Parameterlisten>
IMPLEMENTATION
CONST ;
TYPE ;
VAR ;
<Prozeduren und Funktionen aus dem Interfaceteil ohne Parameter aber mit Anweisungsteilen>
<Anweisungen, die zu Beginn ausgeführt werden; fällt meistens weg>
END.
Eine UNIT hat also weitgehend die gleiche Form wie ein Programm. Nach dem reservierten Wort INTERFACE wird die Benutzerschnittstelle definiert. Hier befinden sich alle Deklarationen, die der Benutzer später verwenden darf. Im INTERFACE-Teil der UNIT stehen bei den Prozeduren und Funktionen nur die Parametervereinbarungen. Erst im IMPLEMENTATION-Teil werden die Unterprogramme mit Anweisungen versehen. Hier stehen auch alle Deklarationen und Unterprogramme, auf die der Benutzer nicht zugreifen darf. Um eine Unit verwenden zu können, muß im Menü OPTIONS/DIRECTORIES der Pfad in dem sich die Unit befindet eingestellt werden.
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