Модуль PT4
Описанные в данном разделе типы и процедуры
будут доступны в программе, если к ней с помощью оператора uses
подключен модуль PT4 (см. пример программы, использующей задачник
Programming Taskbook).
Дополнительные типы данных PNode и TNode
type
PNode = ^TNode;
TNode = record
Data: integer;
Next: PNode;
Prev: PNode;
Left: PNode;
Right: PNode;
Parent: PNode;
end;
Типы PNode и TNode используются в заданиях групп Dynamic и Tree. В заданиях на стеки и очереди
(Dynamic1–Dynamic28) при работе с записями типа TNode используются только поля Data и Next;
в заданиях на двусвязные списки (Dynamic29–Dynamic80) используются поля Data, Next и Prev.
В большинстве заданий на бинарные деревья (группа Tree) используются поля Data, Left и Right;
в заданиях на обработку бинарных деревьев с обратной связью (Tree48–Tree56 и Tree70–Tree71) дополнительно используется
поле Parent.
Все исходные и результирующие данные-указатели в заданиях имеют тип PNode;
их ввод и вывод должен осуществляться с помощью процедур GetP и PutP (в системе PascalABC.NET
указатели, как и другие данные,
можно получать из задачника и передавать ему с помощью стандартных процедур ввода-вывода read
и write).
В программе учащегося не следует повторно описывать типы PNode и TNode.
Инициализация задания, ввод–вывод данных
procedure Task(Name: string);
Процедура инициализирует задание с именем Name. Она должна
вызываться в начале программы, выполняющей это задание (до вызова
процедур ввода-вывода). Если в программе, подключившей
модуль PT4, не указана процедура Task, то при запуске программы
будет выведено окно с сообщением «Не вызвана процедура Task с
именем задания».
Имя задания Name должно включать имя темы и порядковый
номер в пределах темы (например, 'Begin3'). Регистр букв в имени темы
может быть произвольным. Если указана неверная тема задания, то
программа выведет сообщение об ошибке, в котором будут
перечислены названия всех имеющихся тем. Если указан
недопустимый номер задания, то программа выведет сообщение, в
котором будет указан диапазон допустимых номеров для данной темы.
Если после имени задания в параметре Name указан символ ?
(например, 'Begin1?'), то программа будет работать в
демонстрационном режиме.
Начиная с версии 4.8, процедура Task может также использоваться для
генерации и вывода на экран html-страницы с текстом задания или группы заданий.
Для этого необходимо указать в качестве параметра Name имя конкретного задания или группы
заданий и символ #, например, 'Begin3#' или
'Begin#'. Дополнительные сведения о генерации html-страниц с описаниями заданий приводятся
в разделе, посвященном демонстрационному режиму задачника.
Если при первом вызове процедуры Task в параметре не указывается символ #, то
все последующие вызовы процедуры Task игнорируются. Если при первом вызове процедуры
Task в параметре указывается символ #,
то игнорируются все последующие вызовы процедуры Task, не содержащие этот символ.
С помощью нескольких вызовов процедуры Task, содержащей в параметре символ #, можно обеспечить
генерацию html-страницы с описанием нескольких групп заданий, причем в каждой группе при этом можно отображать только
некоторые задания.
procedure GetB(var X: boolean);
procedure GetC(var X: char);
procedure GetN(var X: integer);
procedure GetR(var X: real);
procedure GetS(var X: string);
procedure GetP(var X: PNode);
Процедуры обеспечивают ввод исходных данных в программу,
выполняющую учебное задание. Они должны вызываться после вызова
процедуры Task;
в случае их вызова до вызова процедуры Task при запуске программы
будет выведено сообщение об ошибке «В начале программы не
вызвана процедура Task с именем задания».
Используемая процедура ввода должна соответствовать типу
очередного элемента исходных данных; в противном случае выводится
сообщение об ошибке «Неверно указан тип при вводе исходных
данных» (такое сообщение будет выведено, например, если очередной
элемент данных является символом, а для его ввода используется
процедура GetN).
При попытке ввести больше исходных данных, чем это предусмотрено в задании, выводится сообщение об ошибке «Попытка ввести лишние исходные данные». Если исходные данные, необходимые для решения задания, введены не полностью, то выводится сообщение «Введены не все требуемые исходные данные».
При использовании задачника в системе PascalABC.NET вместо процедур группы Get
можно использовать обычные процедуры ввода read.
procedure PutB(X: boolean);
procedure PutC(X: char);
procedure PutN(X: integer);
procedure PutR(X: real);
procedure PutS(X: string);
procedure PutP(X: PNode);
Процедуры обеспечивают вывод на экран результирующих
данных, найденных программой, и их сравнение с контрольными
данными (то есть с правильным решением). Как и процедуры группы
Get, эти процедуры должны вызываться после вызова процедуры Task;
в противном случае при запуске программы будет выведено сообщение
об ошибке «В начале программы не вызвана процедура Task
с именем задания».
В отличие от процедур группы Get, в качестве параметра процедур
группы Put можно указывать не только переменные, но и выражения (в
частности, константы соответствующего типа). Используемая
процедура должна соответствовать типу очередного элемента
результирующих данных, в противном случае выводится сообщение об
ошибке «Неверно указан тип при выводе результатов».
Как и в случае процедур группы Get, при вызовах процедур
группы Put программа осуществляет контроль за соответствием
количества требуемых и выведенных результирующих данных. Если
программа выведет недостаточное или избыточное количество
результирующих данных, то после проверки этих данных появится
сообщение «Выведены не все результирующие данные» или,
соответственно, «Попытка вывести лишние результирующие данные».
При использовании задачника в системе PascalABC.NET вместо процедур группы Put
можно использовать обычные процедуры вывода write.
procedure Dispose(var P: PNode);
Данная процедура переопределяет стандартную процедуру Dispose для того, чтобы
контролировать действия учащегося по освобождению памяти при выполнении заданий групп Dynamic и Tree.
Класс Node и альтернативный ввод–вывод в стиле .NET
В варианте задачника Programming Taskbook, включенном в систему PascalABC.NET, предусмотрен альтернативный способ организации ввода-вывода, характерный не для традиционного Паскаля, а для языков платформы .NET. Наличие двух способов ввода-вывода обусловлено тем обстоятельством, что система PascalABC.NET позволяет разрабатывать программы как в стиле, характерном для традиционного Паскаля, так и в .NET-стиле, ориентированном на использование стандартных средств платформы .NET, в том числе ее библиотеки классов.
Кроме новых средств ввода-вывода в варианте задачника для системы PascalABC.NET предусмотрен
класс Node, который следует использовать вместо типов PNode и TNode при
выполнении заданий на динамические структуры «в объектном стиле». Заметим, что в этом случае
необходимо пользоваться группами ObjDyn и ObjTree, в которых (в отличие от групп Dynamic и Tree)
применяется «объектная» терминология, ориентированная на применение классов платформы .NET.
type
Node = class(IDisposable)
. . .
public
// Конструкторы:
constructor Create;
constructor Create(aData: integer);
constructor Create(aData: integer; aNext: Node);
constructor Create(aData: integer; aNext, aPrev: Node);
constructor Create(aLeft, aRight: Node; aData: integer);
constructor Create(aLeft, aRight: Node; aData: integer; aParent: Node);
// Свойства (доступны для чтения и записи):
property Data: integer;
property Next: Node;
property Prev: Node;
property Left: Node;
property Right: Node;
property Parent: Node;
// Метод, освобождающий ресурсы, используемые объектом Node:
procedure Dispose;
end;
Класс Node используется в заданиях групп ObjDyn и ObjTree. В заданиях на
стеки и очереди (ObjDyn1–ObjDyn28) при работе с объектами типа Node
используются только свойства Data и Next; в заданиях на двусвязные списки
(ObjDyn29–ObjDyn80) используются свойства Data, Next и Prev. В большинстве заданий на
бинарные деревья (группа ObjTree) используются свойства Data, Left и Right;
в заданиях на обработку бинарных деревьев с обратной связью
(ObjTree48–ObjTree56 и ObjTree70–ObjTree71) дополнительно используется свойство Parent.
Варианты конструктора класса Node позволяют задавать значения требуемых свойств при создании
объекта; прочие свойства инициализируются нулевыми значениями
(числом 0 для свойства Data, нулевой ссылкой nil для остальных свойств).
Следует обратить внимание на то, что данный класс реализует интерфейс
IDisposable, поэтому при завершении работы с объектом типа Node требуется вызвать
его метод Dispose, освобождающий неуправляемые ресурсы, выделенные для этого
объекта (исключение делается только для тех объектов, которые передаются обратно
задачнику в качестве результирующих данных). Если в задании требуется вызвать
метод Dispose для некоторых объектов, но этот вызов не выполняется, то при запуске
программы выводится сообщение об ошибке «Не вызван метод Dispose для
объекта типа Node».
Все исходные и результирующие данные-ссылки в заданиях группы ObjDyn и ObjTree
имеют тип Node; их ввод и вывод должен осуществляться с помощью функции
GetNode и процедуры Put, описанных ниже.
function GetBoolean: boolean;
function GetChar: char;
function GetInt: integer;
function GetNode: Node;
function GetReal: real;
function GetString: string;
Функции обеспечивают ввод исходных данных в программу,
выполняющую учебное задание, причем ввод организуется в стиле,
характерном для платформы .NET (поскольку
в стандартной библиотеке .NET ввод данных всегда выполняется с помощью функций).
Эти функции должны вызываться после вызова процедуры Task;
в случае их вызова до вызова процедуры Task при запуске программы будет выведено
сообщение об ошибке «В начале программы не вызвана процедура Task с
именем задания».
Используемая функция ввода должна соответствовать типу очередного элемента
исходных данных; в противном случае выводится сообщение об ошибке
«Неверно указан тип при вводе исходных данных» (такое сообщение
будет выведено, например, если очередной элемент данных является символом, а для
его ввода используется функция GetInt).
При попытке ввести больше исходных данных, чем это предусмотрено в задании, выводится сообщение об ошибке «Попытка ввести лишние исходные данные». Если исходные данные, необходимые для решения задания, введены не полностью, то выводится сообщение «Введены не все требуемые исходные данные».
procedure Put(params A: array of object);
Процедура Put обеспечивает вывод на экран результирующих данных, найденных
программой, и их сравнение с контрольными данными (то есть с правильным
решением). Как и описанные выше функции группы Get, процедура Put должна вызываться после вызова
процедуры Task; в противном случае при запуске программы будет выведено сообщение
об ошибке «В начале программы не вызвана процедура Task с именем
задания».
Благодаря использованию параметра-массива, снабженного атрибутом params,
при вызове процедуры Put можно указывать произвольное число параметров. Параметры
могут иметь тип boolean, integer, real, char, string, Node.
В качестве параметров процедуры Put
можно указывать не только переменные, но и выражения (в частности, константы
соответствующего типа, а также нулевую ссылку nil. Заметим, что нулевые ссылки, как и объекты типа Node, требуется
выводить только в заданиях групп ObjDyn и ObjTree. Если в списке параметров указываются
параметры недопустимого типа, то при выполнении программы выводится
сообщение об ошибке «В методе Put указан параметр недопустимого
типа».
Тип параметра должен не только быть допустимым, но и соответствовать типу очередного элемента результирующих данных; в противном случае выводится сообщение об ошибке «Неверно указан тип при выводе результатов».
Как и в случае функций группы Get, при вызовах процедуры Put программа
осуществляет контроль за соответствием количества требуемых и выведенных
результирующих данных. Если программа выведет недостаточное или избыточное
количество результирующих данных, то после проверки этих данных появится
сообщение «Выведены не все результирующие данные» или,
соответственно, «Попытка вывести лишние результирующие данные».
Вывод отладочной информации
Описываемые далее отладочные средства появились в версии 4.9 задачника Programming Taskbook. С их помощью можно выводить отладочную информацию непосредственно в окно задачника (в специальный раздел отладки).
procedure Show(S: string);
Отображает текстовую строку S в разделе отладки окна задачника.
Если текущая экранная строка в разделе отладки уже содержит некоторый текст, то
строка S снабжается начальным пробелом и приписывается к этому тексту,
за исключением случая, когда при таком приписывании размер
полученного текста превысит ширину области данных (равную 80 символам).
В последнем случае вывод строки S осуществляется с начала
следующей экранной строки; если же и в этой ситуации строка S превысит
ширину области данных, то строка S будет выведена на нескольких
экранных строках, причем разрывы текста будут выполняться по
пробельным символам строки S, а при отсутствии пробелов — при
достижении очередного фрагмента строки длины, равной 80.
Строка S может содержать явные команды перехода на новую
экранную строку. В качестве таких команд можно использовать или
символ с кодом 13 («возврат каретки»), или символ с кодом 10 («переход на новую
строку»), или их комбинацию в
указанном порядке (#13#10).
procedure Show([S: string;] A: integer[; W: integer]);
procedure Show([S: string;] A: real[; W: integer]);
Перегруженные варианты процедуры Show, предназначенные для вывода числовых отладочных данных. Использование этих вариантов позволяет максимально упростить действия учащегося, связанные с выводом числовых данных, поскольку избавляет его от необходимости применять стандартные средства языка Pascal, предназначенные для преобразования чисел в их строковые представления.
При вызове приведенных вариантов можно не указывать один или оба параметра, заключенные в квадратные скобки.
Строковый параметр S определяет необязательный комментарий,
который указывается перед выводимым числом; если параметр S
отсутствует, то комментарий полагается равным пустой строке.
Числовой параметр A определяет выводимое число.
Необязательный целочисленный параметр W определяет
ширину поля вывода (т. е. количество экранных
позиций, отводимое для вывода числа). Если указанной ширины W поля вывода недостаточно, то
значение параметра W игнорируется; в этом случае (а также в случае, если параметр W отсутствует)
используется ширина поля вывода, минимально необходимая для
отображения данного числа. Если число не занимает всего поля вывода, то
оно дополняется слева пробелами (т. е. выравнивается по
правой границе поля вывода). В качестве десятичного разделителя
для чисел с дробной частью используется точка.
Вещественные числа по умолчанию выводятся в формате с
фиксированной точкой и двумя дробными знаками. Изменить формат
вывода вещественных чисел можно с помощью вспомогательной
процедуры SetPrecision, описываемой далее.
procedure ShowLine([S: string]);
procedure ShowLine([S: string;] A: integer[; W: integer]);
procedure ShowLine([S: string;] A: real[; W: integer]);
Модификации ранее описанных процедур Show; после вывода указанных данных в раздел отладки
дополнительно осуществляют автоматический переход на следующую экранную строку.
Смысл параметров — тот же, что и для соответствующих вариантов процедуры Show.
Параметры, указанные в квадратных скобках, могут отсутствовать.
Если процедура ShowLine вызывается без параметров, то она
просто обеспечивает переход на новую экранную строку в разделе отладки.
procedure HideTask;
Вызов данной процедуры обеспечивает автоматическое скрытие всех разделов окна
задачника, кроме раздела отладки. Если раздел отладки в окне задачника
не отображается (в частности, если программа запущена в
демонстрационном режиме), то вызов процедуры HideTask игнорируется.
Игнорируются также все повторные вызовы данной процедуры.
Скрыть/восстановить основные разделы окна задачника после его отображения на экране можно также с помощью клавиши пробела или соответствующей команды контекстного меню раздела отладки.
procedure SetPrecision(N: integer);
Процедура предназначена для настройки формата вывода
вещественных отладочных данных. Если параметр N положителен, то он
определяет количество выводимых дробных разрядов; при этом число
выводится в формате с фиксированной точкой. Если параметр N равен
нулю, то число выводится в формате с
плавающей точкой (экспоненциальном формате); при этом число
дробных знаков для экспоненциального формата
определяется шириной поля вывода (т. е. параметром W процедуры
Show или ShowLine). При отрицательных значениях параметра N выполняется та же
настройка, что и при N = 0.
Действие текущей настройки числового формата, определенной
процедурой SetPrecision, продолжается до очередного вызова этой
процедуры. До первого вызова процедуры SetPrecision вещественные
числа выводятся в формате с фиксированной точкой и двумя дробными
знаками.
Особенности модуля PT4Exam
При выполнении заданий групп ExamBegin и ExamTaskC, связанных с ЕГЭ по информатике,
к программам вместо модуля PT4 подключается модуль PT4Exam. В этом модуле реализована единственная дополнительная
процедура Task, обеспечивающая инициализацию задания с указанным
именем. Все действия по вводу-выводу должны выполняться с использование стандартных
процедур языка Pascal. Отладочные средства модуля PT4 в модуле PT4Exam также недоступны,
однако имеется возможность выводить дополнительные данные можно непосредственно в раздел результатов
(хотя при этом решение будет считаться ошибочным).
Описанные выше ограничения модуля PT4Exam позволяют максимально приблизить полученное
решение к виду, требуемому на экзамене (программа содержит всего две дополнительные конструкции:
директиву подключения модуля PT4Exam и оператор вызова процедуры Task, инициализирующей требуемое задание).