PASCAL in 100 Beispielen

257 Pages·1983·7.838 MB·German

by  Prof. Dr. Thomas Ottmann, Michael Schrapp, Dr. Peter Widmayer (auth.)

MikroComputer -Praxis
Herausgegeben von
Dr. L. H. Klingen, Bonn, Prof. Dr. K. Menzel, Schwabisch Gmund
und Prof. Dr. W. Stucky, Karlsruhe
PASCAL
in 100 Beispielen
Von
Prof. Dr. Thomas OUmann, Karlsruhe
Michael Schrapp, Karlsruhe
Dr. Peter Widmayer, Karlsruhe
B3
B. G. Teubner Stuttgart 1983
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Ottmann, Thomas:
PASCAL in 100 Beispielen / von Thomas Ottmann;
Michael Schrapp; Peter Widmayer. -
Stuttgart: Teubner, 1983.
(MikroComputer-Praxis)
ISBN-13: 978-3-519-02515-3 e-ISBN-13: 978-3-322-84817-8
001: 10.10071978-3-322-84817-8
NE: Schrapp, Michael:; Widmayer, Peter:
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© B. G. Teubner, Stuttgart 1983
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Umschlaggestaltung: W. Koch, Sindelfingen
Vorwort
In den mehr als 10 Jahren, die seit dem Entwurf und der ersten Implementierung der
Sprache Pascal vergangen sind, ist eine kaum noch zu Ubersehende FUlle von
Pascal-EinfUhrungs- und lehrbOchern verCSffentlicht worden. NatUrlich werden die
Eigenschaften und Maglichkeiten der Sprache stets an einigen Beispielen erllutert.
Dennoch wird mancher leser - wie wir - die Erfahrung gemacht haben, da8 der
Fundus der Beispiele unzureichend oder zu weit verstreut ist, um die Sprache richtig
zu lehren, zu lemen, und die Technik des ProbiemlCSsens mit Hilfe von Pascal
systematisch einUben zu konnen. Wir hotfen, mit dieser Sammlung von Beispielen dazu
beizutragen, diesem Mangel abzuhelfen. Den Kern der vorliegenden Sammlung bilden
Probleme, die fUr die Programmierausbildung kUnftiger Diplom-Wirtschaftsingenieure
an der Universitat Karlsruhe verwendet werden. Man kann das insbesondere an einigen
Beispielen zu grundlegenden DV-Algorithmen und Optimierungsaufgaben unschwer
ablesen. Dennoch haben wir stets darauf geachtet, beim leser keine Spezialkenntnisse
vorauszusetzen. Mathematische Kenntnisse und Fertigkeiten, wie sie etwa bis zum
Abschlu6 der Mittelstufe des Gymnasiums vermittelt werden, ein waches Auge fUr die
(kleinen) Probleme des Alltags und - last but not least - ein lehr- oder Handbuch fUr
die Sprache Pascal sollten zum Verstlndnis slmtlicher Programmbeispiele ausreichen.
Aile Programme sind in UCSD-Pascal geschrieben. Das ist eine spezielle, vor allem auf
Mikrorechnern sehr verbreitete Erweiterung der Sprache Pascal. Wir haben uns darum
bemUht, yom Sprachstandard nicht allzuweit abzuweichen, und bei weitem nicht aile
Moglichkeiten des UCSD-Pascal verwendel Insbesondere haben wir auf die gerade fUr
die Entwicklung gro6erer Software-Produkte unerl1:i61iche Moglichkeit zur Bildung
separat kompilierbarer Units ganz verzichtet.
Diese Sammlung ware nicht zustande gekommen ohne die konstruktive Kritik
zahlreicher Studenten, die von unseren Kollegen H. Kleine Bilning, H. W. Six und l.
Wegner gesammelten und an uns weitergegebenen Erfahrungen, und die technische
Unterstotzung von G. Feller, M. Menzel und S. Aeiniger. Ihnen allen sind wir zu Dank
verpflichtet. Oem leser schlie6lich waren wir dankbar, wenn er uns auf Fehler oder gar
schonere Probleme und bessere Losungen hinweisen wUrde.
Karlsruhe, im August 1983
T. O.
M. S.
P. W.
Inhalt
1. Einleitung 7
2. Hundert Pascal-Beispiele 9
3. Bibliographische Hinweise und QueUen 229
4. Obersicht Uber UCSD-Pascal 231
4.1 Aufbau von Pascal-Programmen 231
4.2 Daten und Typen 232
4.3 Ein- und Ausgabe 242
4.4 Anweisungen 244
4.5 Andere Funktionen, Prozeduren und Units 250
literah'T 254
liste der Pascal-Beispiele und Querverweise 2S5
7
1. Einleitung
Die zu Beginn der siebziger Jahre von N. Wirth an der ETH ZOrich entwickelte
Programmiersprache Pascal hat sich inzwischen als erste Sprache in der
Programmierausbildung an UniversiUiten durchgesetzt. Da die Sprache grundlegende
Konzepte moderner Programmiersprachen einschlie6t, insbesondere die wichtigsten
inzwischen akzeptierten Prinzipien zur Strukturierung von Daten und Anweisungen,
werden PascaHihnliche Sprachen in zunehmendem Ma6e auch als sprachliches Mittel
zur Formulierung von Algorithmen benutzt. Ohne die relativ einfache
Implomentierbarkeit der Sprache vor allem auf Mini- und Mikrorechnern htitte die
Sprachc aber wohl kaum ihren Siegeszug um die Welt antreten konnen: Neben BASIC
1St Pascal zur bevorzugten Programmiersprache fOr Personalcomputer geworden.
F3csonders weit verbreitet ist eine an der University of California at San Diego
entwickelte Implementation, das sogenannte UCSD-Pascal. Es handelt sich dabei um ein
eigcnstiindiges System, das Einbenutzer-Betriebssystem-Funktionen und ein um
zahlreiche Zusiitze erweitertes Pascal einschlie6t. Vor allem die Moglichkeiten zur
Textverarbeitung, zur Graphik und zur Bildung getrennt compilierbarer Units machen
UCSD-Pascal zu einem auch fOr gro6ere Anwendungen brauchbaren Instrument
Die in diesem Buch enthaltenen Programmbeispiele sind siimtlich in UCSD-Pascal fOr
den Apple II plus geschrieben worden; sie sind dort ohne inhaltliche ;1I;nderungen
ausfOhrbar. Es sollte aber nicht schwer sein, die meisten Beispiele an andere Dialekte
der Sprache Pascal anzupassen. Weil der Apple II eine Einbenutzermaschine iSt, die
Oblicherweise im Dialog betrieben wird, haben wir die Beispiele aut diese Situation
besonders zugeschnitten.
Die Beispiele sind nach zunehmendem Schwierigkeitsgrad angeordnet. Hlufig hlngen
mehrere Probleme miteinander zusammen und machen Gebrauch von vorher
angegebenen (Teil-) Losungen. Durch diese Methode und durch die in die
Programmtexte eingestreuten Kommentare soli der Leser in die Lage versetzt werden,
die schrittweise Losung eines Problems nachzuvollziehen. Wir haben uns also bemOht,
unsere Beispielprogramme "selbstdokumentierend" zu schreiben.
Was kann eine Sammlung von Programmbeispielen leisten? Erinnern wir uns daran, wie
wir unsere Muttersprache gelernt haben: Wir haben die Sprache unserer Umgebung
abgelauscht, in erster Linie den Eltern, und sie langst weitgehend beherrscht, bevor
wir in der Schule die ersten Regeln zur korrekten Bildung von Satzen, also die
Grammatik, studiert haben. Kann man eine Programmiersprache genauso lernen?
Sicher nicht, denn:
- unsere Welt ist glOcklicherweise noch nicht so sehr von Computern beherrscht, da6
Programmiersprachen zum Oblichen Verstandigungsmittel geworden sind,
- wir konnen uns nicht eintach in unsere Kindheit zurOckversetzen lassen und
8
- in der Welt der ProgrammiersDrschen herrscht eine wahrhaft babylonische
Sprachverwirrung.
Wenn auch die rein induktive lernmethode tOr eine Programmiersprache wohl kaum
In Frage kommt. ist das Studium von Programmbeispielen dennoch sinnvoll: Sind sie
Oberzeugend. prignant und einsichtig. wird (hottentlich) manches Beispiel haften
bleiben und als Paradigma fOr ihnliche Fille dienen kijnnen. Auch bei einer
(vorwiegend) deduktiven lehr- und lernmethode kann man auf Beispiele zur
Erliuterung der Regeln und Ausdrucksmijglichkeiten einer Sprache nicht verzichten.
Die in diesem Buch enthaltene Sammlung liefert dazu einiges Material. Schlie8lich kann
eine Menge lernen. wer die zahlreichen Varianten und Zusatzprobleme zu den
vollstindig ausgearbeiteten Beispielen lijst
Dies ist also kein lehrbuch Dber die Programmiersprache Pascal. Wir haben im vierten
Kapitel nur die wichtigsten Merkmale der Sprache Pascal und des UCSD-Systems
systematisch zusammengestellt Viele Mijglichkeiten. Besonderheiten und
Erweiterungen. die das UCSD-Pascal gegenUber Standard-Pascal bietet, bleiben
unerwiihnt Zur Kliirung von Zweifelsfillen wird der leser die einschligigen
HandbUcher zu Hilfe nehmen mOssen. ein auch bei einem erfahrenen Programmierer
ganz normaler Vorgang.
ProgrammierhandbUcher und detinierende Dokumente sind Oblicherweise in Englisch
geschrieben. Denn - ob wir das begr08en oder nicht - Englisch hat sich zur lingua
franca der Informatik entwickelt Wir benutzen deshalb manchmal nur englische und
manchmal deutsche und englische FachausdrOcke nebeneinander.
9
2. Hundert Pascal-Beispiele
Die folgenden 100 Beispiele umfassen stets die Problemstellung, die Beschreibung der
GrundzOge des Losungswegs, und das die Aufgabe .osende Pascal-Programm. Obwohl
wir bestrebt sein mu6ten, die Programme klein zu halten, haben wir doch wenigstens
an einigen Stellen das Konzept der Entwicklung gro6erer Programme durch
Modularisierung und schrittweise Verfeinerung zu illustrieren versucht. Wir haben dazu
komplexc Probleme in kleinere Teilprobleme zerlegt, diese in einem separaten Kontext
jeweils als eigene Beispiele gelost, und Teile der so entstandenen Programme im
Programm zur Losung des komplexeren Problems verwendet. Auf solche Programmteile
haben wir durch einen Kommentar der Form (* Hier: .. , *) hingewiesen, den
Programmteil selbst haben wir aber nicht noehmals angegeben. Das vollstindige
Programm erhalt man, indem man den Kommentar durch den spezifizierten
Proyrammteil ersetzt. Zu den meisten Beispielen haben wir Bemerkungen gemacht, die
das VersUindnis vertiefen helfen sollen und die MOglichkeit bieten, auf der Grundlage
dcr gestellten Aufgabe und der angebotenen Losung an Variationen des Th&mas zu
Oben. Diese Teile eines jeden Beispiels sollten stets in der genannten Reihenfolge
studiert werden; nur aus PlatzgrOnden haben wir manchmal die Bemerkungen dem
Programm vorangestellt.
Die Soispiele sind im gro6en und ganzen nach zunehmendem Schwierigkeitsgrad
geordnet, soweit dieser Ordnung nicht typographische Gesichtspunkte
entgegengestanden haben. Jede Aufgabe ist einem Thema (in Klammern hinter dem
Aufgabentitel) zugeordnet, und jede Losung ist durch diejenigen Merkmale der Sprache
Pascal (in Klammern hinter dem Losungsweg) klassifiziert, die am Beispiel iIIustriert
werden sollen. Das hei6t natiirlich nicht, da6 diese Sprachmerkmale nicht auch in
anderen Programmen verwendet worden sind. EIOe Tabelle mit Verweisen am Ende des
Suches erlaubt die Auswahl der Aufgaben nach beiden Kriterien. Diese Klassifizierung
haben wir fOr die beiden Fallstudien zur Datelverwaltung und zur Graphik und fOr des
letzte Beispiel (Tic Tac Toe) nicht vorgenommen, weil es uns hier in erster Linie um
die Entwicklung und den Aufbau gro6erer Programme und nicht so sehr um einzelne
Pascal-Merkmale gegangen ist.
Die Pascalprogramme sind in UCSD-Pascal mit sehr wenigen apple-spezifischen
Merkmalen geschrieben worden und auf einem Apple II plus gelaufen. Dann sind
diejenigen Programmteile, Prozeduren und Funktionen, die aus anderen Programmen
stammen, aus den Programmtexten entfernt worden; die entstandenen LOcken haben
wir durch hinweisende Kommentare gekennzeichnet. Die so aufbereiteten
Programmtexte sind Ober eine Datenleitung auf einen Kleinrechner Obertragen und
dort durch einen Programm-Formatierer automatisch optisch aufbereitet worden.
Schhe6\ich sind zum Zweck der Ausgabe der Programmtexte mit einem Drucker, der
Ober verschiedene Schrifttypen und eine gewisse "Intelligenz" verfOgt, nOtwendige
10
}\nderungen vorgenommen und Steuerungskommandos eingefUgt worden. Wir haben
aile Eingritte mit gro6er Sorgfalt vorgenommen und das jeweilige Produkt so gut als
moglich auf seine Korrektheit UberprUtt. Wir nehmen daher an, daB sich keine Fehler
eingeschlichen haben und zahlen jedem 1000 OM (tausend Mark), der jjfkjk ncusfgl
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m
88 71 S4 37 21 3 211 192 175 158 141 124 117 liS
72 55 38 214m 211 193 176 159 142 125 liB 91 89
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56 39 22 S 196 194 177 161 143 126 92 9a 73
.. 23 6 214 197 195 178 161 IH 127 118 93 76 74 57
24 7 21S 198 181 179 162 145 128 111 94 77 75 58 41
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217 ?U 183 166 164 147 13i 113 96 79 62 6e 43 26 9
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184 167 165 148 131 114 97 Si 63 46 44 27 1@ 218
185 168 151 149 132 115 98 81 64 47 45 28 11 219 282
169 152 15f 133 116 99 82 65 48 31 29 12 m m 186
153 136 134 117 lei 83 66 49 32 3e 13 m 2B4 187 171
137 135 118 tel 84 67 Si 33 16 14 m m 188 171 154
m m
121 119 lB2 85 68 51 34 17 15 189 172 155 138
12
1. Versumpft (Alltagsprobleme)
In den pascalinischen SOmpfen leben die vier Stlmme der Asis, Belas, Cedis und
Drudis. Forschungen ergaben, da8 es vier Eigenschaften gibt, die eine Unterscheidung
der Stlmme erlauben: ein Bewohner der SOmpfe kann (mu8 aber nicht) manuseln,
einen Knelt haben, liSpsen und nopeln.
Man wei8, da8 nur die Asis einen Knelt haben und manuseln. Hat jemand keinen Knelt
und nopelt, dann ist er gewi8 ein Bela. Ein Bewohner mit Knelt. der nicht manuselt,
ist ein Cedi, wenn er immer nopelt. Wer keinen Knelt hat und liSpat. nle nopelt und
stets manuselt. ist mit Bestlmmtheit ein Cedi; wOrde er nicht manuseln, wIre er ein
Drudi. Es 1st geradezu typisch filr Dtudis, da8 sie weder manuseln noch nopeln, aber
einen ordentlichen Knelt haben. Ganz enthaltsame Bewohner, die keinen Knelt haben,
nicht IlSpsen und nicht nopeln, sind Drudis, wenn sie manuseln, und Cedis, wenn sie
nicht manuseln.
Ein programm soli die vier Eigenschaften eines Sumpfbewohners ertragen (Antwort JIN
fOr Ja/Nein) und eine Diagnose liefern, zu welchem Stamm dieser gehlSrt.
LlSsungsweg (If)
Die Zuordnung der Kombinationen der Eigenschaften zu den Stlmmen ist eindeutig.
Eine geschachtelte bedingte Anweisung, die genau der vorgegebenen Beschrelbung
folgt. IlSst das Problem.
Bemerkungen
Wenn Sie sich tiefer in die pascallnischen SOmpfe begeben wollen, dann IlSsen Sie doch
einfach die restlichen 99 Probleme. Danach gelten Sie als echter Asi.