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Text File  |  1990-10-14  |  20KB  |  468 lines

  1.  
  2.                                                      Chapter 3
  3.  
  4.                                              SIMPLE DATA TYPES
  5.  
  6.  
  7.  
  8. WHAT IS A DATA TYPE?
  9. ______________________________________________________________
  10.  
  11. A type in Pascal, and in several other popular programming
  12. languages, defines a variable in such a way that it defines
  13. a range of values which the variable is capable of storing,
  14. and it also defines a set of operations that are permissible
  15. to be performed on variables of that type.  TURBO Pascal has
  16. 5 basic data types which are predefined and can be used
  17. anywhere in a program provided you use them properly.  This
  18. chapter is devoted to illustrating the use of these five data
  19. types by defining the allowable range of values that can be
  20. assigned to them, and by illustrating the operations that can
  21. be done to variables of these types.  The five types and a
  22. very brief description follows;
  23.  
  24.      integer      Whole numbers from -32768 to 32767
  25.      byte         The integers from 0 to 255
  26.      real         Floating point numbers from 1E-38 to 1E+38
  27.      boolean      Can only have the value TRUE or FALSE
  28.      char         Any character in the ASCII character set
  29.  
  30. Please note that the byte type of data is not a part of the
  31. standard Pascal definition but is included as an extension to
  32. the TURBO Pascal compiler.
  33.  
  34. TURBO Pascal versions 4.0 AND 5.0 have three additional
  35. "integer" types available which are not available with version
  36. 3.0, and they are defined as follows;
  37.  
  38.      shortint     The integers from -128 to 127
  39.      word         The integers from 0 to 65535
  40.      longint      The integers from -2147483648 to 2147483647
  41.  
  42. In addition to the above data types TURBO Pascal version 4.0
  43. has the following data types available but in order to use
  44. them, you must have an 80X87 math coprocessor installed in
  45. your system;
  46.  
  47.      single       Real type with 7 significant digits
  48.      double       Real type with 15 significant digits
  49.      extended     Real type with 19 significant digits
  50.      comp         The integers from about -10E18 to 10E18
  51.  
  52. TURBO Pascal version 5.0 has these four types available but
  53. because they have a software emulator for the floating point
  54. operations, an 80X87 math coprocessor is not required to use
  55. these with this version.  Of course, your resulting program
  56. will run much faster if you have the coprocessor available for
  57. use by the program.
  58.  
  59.                                                            3-1
  60.  
  61.                                  Chapter 3 - Simple Data Types
  62.  
  63. A complete definition of the available types for each compiler
  64. can be found on pages 41 and 42 of the TURBO Pascal version
  65. 3.0 reference manual, and on pages 39 through 44 of the
  66. reference manual for version 4.0.  They are defined on pages
  67. 41 to 46 of the TURBO Pascal 5.0 User's guide.  It would be
  68. good to read these pages now for a good definition prior to
  69. learning how to define and use them in a program.  Note that
  70. all of these will be used in example programs in this chapter.
  71.  
  72.  
  73.  
  74. OUR FIRST VARIABLES
  75. ______________________________________________________________
  76.  
  77. The integers are by far the easiest to        ================
  78. understand so we will start with a simple        INTVAR.PAS
  79. program that uses some integers in a very     ================
  80. simple way.  Load INTVAR.PAS into your
  81. TURBO system and let's take a look at it.
  82.  
  83. Immediately following the program statement is another
  84. reserved word, "var".  This reserved word is used to define
  85. a variable before it can be used anywhere in the program.
  86. There is an unbroken rule of Pascal that states "Nothing can
  87. be used until it is defined."  The compiler will complain by
  88. indicating a compilation error if you try to use a variable
  89. without properly defining it.  It seems a bit bothersome to
  90. have to define every variable prior to its use, but this rule
  91. will catch many spelling errors of variables before they cause
  92. trouble.  Some other languages will simply define a new
  93. variable with the new name and go merrily on its way producing
  94. some well formatted garbage for you.
  95.  
  96. Notice that there is only one "var", but it is used to define
  97. three different variables, Count, X, and Y.  Once a var is
  98. recognized, the compiler will continue to recognize variable
  99. definitions line after line until it finds another reserved
  100. word.  It would be permissible to put a var on the second line
  101. also but it is not necessary.  It would also be permissible
  102. to put all three variables on one line but your particular
  103. programming style will dictate where you put the three
  104. variables.  Following the colon on each line is the word
  105. "integer" which is a standard identifier, and is therefore
  106. different from a reserved word.  A standard identifier is
  107. predefined like a reserved word, but you can redefine it
  108. thereby losing its original purpose and meaning.  For now and
  109. for a long time, don't do that.  Page 38 contains a list of
  110. standard identifiers in TURBO Pascal 3.0.  There is no
  111. corresponding list in the reference manual for TURBO Pascal
  112. 4.0 or for TURBO Pascal 5.0.
  113.  
  114.  
  115.  
  116.                                                            3-2
  117.  
  118.                                  Chapter 3 - Simple Data Types
  119.  
  120. OUR FIRST ARITHMETIC
  121. ______________________________________________________________
  122.  
  123. Now that we have three variables defined as integer type
  124. variables, we are free to use them in a program in any way we
  125. desire as long as we use them properly.  If we tried to assign
  126. a real value to X, the compiler will generate an error, and
  127. prevent a garbage output.  Observe the start of the main body
  128. of the program.  There are three statements assigning values
  129. to X, Y, and Count.  A fine point of mathematics would state
  130. that Count is only equal to the value of X+Y until one of them
  131. was modified, therefore the equal sign used in so many other
  132. languages is not used here.  The sign := is used, and can be
  133. read as "is replaced by the value of," when reading a listing.
  134. Another quicker way is to use the word "gets".  Thus X := X
  135. + 1 would be read, "X gets the value of X plus 1".  We will
  136. see later that the simple equal sign is reserved for use in
  137. a different manner.
  138.  
  139. The first three statements give X the value of 12, Y the value
  140. of 13, and Count the value of 12 + 13 or 25.  If we have a
  141. requirement to get those values out of the computer, we need
  142. another extension to the Writeln statement.  The first part
  143. of the data within the parentheses should be very familiar to
  144. you now, but the second part is new.
  145.  
  146. Multiple outputs can be handled within one Writeln if the
  147. fields are separated by a comma.  To output a variable, simply
  148. write the variable's name in the output field.  The number
  149. following the variable in each case is the number of output
  150. columns to be used by the output data.  This number is
  151. optional and can be omitted allowing the system to use as many
  152. columns as it needs.  For purposes of illustration, they have
  153. all been assigned different numbers of columns.  At this
  154. point, you can compile and run INTVAR.PAS and examine its
  155. output.
  156.  
  157. To illustrate the various ways to output       ===============
  158. data, load INTVAR2.PAS and observe that          INTVAR2.PAS
  159. even though the output is identical, it is     ===============
  160. output in a completely different manner.
  161. Observe especially that a Writeln all by itself simply moves
  162. the cursor to the beginning of a new line on the video
  163. monitor.  Compile and run this program and observe its output
  164. after you are certain that the two programs are actually
  165. identical.
  166.  
  167.  
  168.  
  169. NOW LET'S USE LOTS OF VARIABLES
  170. ______________________________________________________________
  171.  
  172. Load ALLVAR.PAS to observe a short program using all 5 of the
  173. basic data types.  The variables are simply assigned values
  174.  
  175.                                                            3-3
  176.  
  177.                                  Chapter 3 - Simple Data Types
  178.  
  179. and the values are printed.  A complete       ================
  180. and detailed description of the options          ALLVAR.PAS
  181. available in the Write statement is given     ================
  182. in the TURBO reference manual version 3.0
  183. on pages 111 through 113, and on pages 500 through 502 for
  184. version 4.0.  Pages 52 and 53 of the User's Guide has the
  185. corresponding information for TURBO Pascal version 5.0.  It
  186. would be to your advantage to read this section at this time
  187. since very little explanation will be given about Write
  188. statements from this point on.  We will discuss the method by
  189. which we can write to disk files or other output devices in
  190. a later chapter of this tutorial.
  191.  
  192. Back to the basic types.  Pascal does lots of cross checking
  193. for obvious errors.  It is illegal to assign the value of any
  194. variable with a value that is of the wrong type or outside the
  195. allowable range of that variable.  There are routines to
  196. convert from one system to another when that is necessary.
  197. Suppose, for example, that you wished to use the value of an
  198. integer in a calculation of real numbers.  That is possible
  199. by first converting the integer into a real number of the same
  200. value and using the new real type variable in the desired
  201. calculations.  The new real type variable must of course be
  202. defined in a var statement as a real type variable before it
  203. can be used.  Details of how to do several conversions of this
  204. kind will be given in the example program named CONVERT.PAS
  205. later in this chapter.
  206.  
  207. Since we have some variables defined, it      ================
  208. would be nice to use the properties of          REALMATH.PAS
  209. computers for which they are famous,          ================
  210. namely some arithmetic.  Two programs are
  211. available for your observation to illustrate the various kinds
  212. of math available, REALMATH.PAS using real variables, and
  213. INTMATH.PAS using integer variables.  You can edit, compile,
  214. and run these on your own with no comment from me except the
  215. comments embedded into the source files.
  216. Chapter 6 on pages 51 to 54 of your            ===============
  217. version 3.0 TURBO reference manual               INTMATH.PAS
  218. completely defines the simple mathematics      ===============
  219. available.  The corresponding list for
  220. version 4.0 is found in chapter 3 on pages
  221. 46 through 49, and pages 48 through 51 of the TURBO Pascal
  222. User's Guide gives the list for that version of the compiler.
  223.  
  224. A byte type variable is used just like an integer variable but
  225. with a much smaller allowable range.  Only one byte of
  226. computer memory is used for each variable defined as a byte
  227. type variable, but 2 are used for each integer type variable.
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.                                                            3-4
  234.  
  235.                                  Chapter 3 - Simple Data Types
  236.  
  237. BOOLEAN VARIABLES
  238. ______________________________________________________________
  239.  
  240. Let's take a look at a boolean variable, which is only allowed
  241. to take on two different values, TRUE or FALSE.  This variable
  242. is used for loop controls, end of file indicators or any other
  243. TRUE or FALSE conditions in the program.  Variables can be
  244. compared to determine a boolean value.  A complete list of the
  245. relational operators available with Pascal is given in the
  246. following list.
  247.  
  248.      =     equal to
  249.      <>    not equal to
  250.      >     greater than
  251.      <     less than
  252.      >=    greater than or equal to
  253.      <=    less than or equal to
  254.  
  255.  
  256. These operators can be used to compare any    ================
  257. of the simple types of data including           BOOLMATH.PAS
  258. integer, char, byte, and real type            ================
  259. variables or constants, and they can be used to compare
  260. boolean variables.  An illustration is the best way to learn
  261. about the boolean variable so load BOOLMATH.PAS and observe
  262. it.
  263.  
  264. In BOOLMATH.PAS we define a few boolean variables and two
  265. integer type variables for use in the program and begin by
  266. assigning values to the two integer variables.  The expression
  267. "Junk = Who" in line 14 is actually a boolean operation that
  268. is not true since the value of Junk is not equal to the value
  269. of Who.  The result is therefore FALSE and that value is
  270. assigned to the boolean variable A.  The boolean variable B
  271. is assigned the value of TRUE because the expression "Junk =
  272. (Who - 1)" is true.  The boolean variables C and D are
  273. likewise assigned some values in a manner that should not need
  274. any comment.  After assigning a value to the variable with the
  275. big name, the values are all printed out.
  276.  
  277.  
  278.  
  279. WHERE DO WE USE THE BOOLEAN VARIABLES?
  280. ______________________________________________________________
  281.  
  282. We will find many uses for the boolean type variable when we
  283. study the loops and conditional statements soon, but until
  284. then we can only learn what they are.  Often, in a conditional
  285. statement, you will want to do something if either of two
  286. things are true, in which case you will use the reserved word
  287. "and" with two boolean expressions.  If either of the two are
  288. true, the result will be true.  Line 29 is an example of this.
  289. If the boolean variables B, C, and D, are all true, then the
  290. result will be true and A will be assigned the value of TRUE.
  291.  
  292.                                                            3-5
  293.  
  294.                                  Chapter 3 - Simple Data Types
  295.  
  296. If any one of them is false, the result will be false and A
  297. will be assigned the value of FALSE.
  298.  
  299. In Line 31, where the "or" operator is illustrated, if any of
  300. the three boolean variables is true, the result will be true,
  301. and if all three are false, the result will be false.  Another
  302. boolean operator is the "not" which is illustrated in line 30.
  303. Examine line 33 which says the result is true only if the
  304. variable Junk is one less than Who, or if Junk is equal to
  305. Who.
  306.  
  307. Compile and run this program, then add some additional
  308. printout to see if the boolean variables change the way you
  309. think they should in the last few statements.
  310.  
  311.  
  312. SHORT CIRCUIT OR COMPLETE EVALUATION?
  313. ______________________________________________________________
  314.  
  315. Suppose you have several boolean expressions "and"ed together,
  316. and when evaluation starts, the first expression results in
  317. a FALSE.  Since the first expression is FALSE, it is
  318. impossible for the following expressions to ever allow the
  319. final result to be TRUE because the first FALSE will force the
  320. answer to be FALSE.  It seems like a waste of execution time
  321. to continue evaluating terms if the final result is already
  322. known, but that is exactly what standard Pascal will do
  323. because of the language definition.  This is known as complete
  324. evaluation of a boolean expression.  If the system is smart
  325. enough to realize that the final result is known, it could
  326. stop evaluation as soon as the final result is known.  This
  327. is known as short circuit evaluation of a boolean expression,
  328. and could also be applied if a term of an "or"ed boolean
  329. expression resulted in a TRUE, since the result would always
  330. be TRUE.
  331.  
  332. TURBO Pascal version 3.0 always does complete evaluation of
  333. boolean expressions but TURBO Pascal versions 4.0 and 5.0
  334. allows you to choose between complete evaluation or short
  335. circuit evaluation.  The default for both compilers is the
  336. short circuit form but it can be changed through the Options
  337. menu when you are using the integrated environment, or through
  338. use of a compiler directive.
  339.  
  340.  
  341. LET'S LOOK AT THE CHAR TYPE VARIABLE
  342. ______________________________________________________________
  343.  
  344. A char type variable is a very useful         ================
  345. variable, but usually not when used alone.      CHARDEMO.PAS
  346. It is very powerful when used in an array     ================
  347. or some other user defined data structure
  348. which is beyond the scope of this chapter.  A very simple
  349. program, CHARDEMO.PAS is included to give you an idea of how
  350.  
  351.                                                            3-6
  352.  
  353.                                  Chapter 3 - Simple Data Types
  354.  
  355. a char type variable can be used.  Study then compile and run
  356. CHARDEMO.PAS for a very brief idea of what the char type
  357. variable is used for.
  358.  
  359. Examine the sample program CONVERT.PAS for     ===============
  360. several examples of converting data from         CONVERT.PAS
  361. one simple variable to another.  The           ===============
  362. program is self explanatory.
  363.  
  364.  
  365. THIS IS FOR TURBO PASCAL 4.0 USERS
  366. ______________________________________________________________
  367.  
  368. If you are using TURBO Pascal version 3.0, you are finished
  369. with this chapter because the data types illustrated in the
  370. last two programs are not available with that compiler.
  371.  
  372. If you are using TURBO Pascal 4.0 or 5.0,      ===============
  373. display the program NEWINT4.PAS for an           NEWINT4.PAS
  374. example of using the extended integer          ===============
  375. types available with that compiler.  Four
  376. variables are defined and values assigned to each, then the
  377. results are displayed.  When you compile and run the program,
  378. you will see that the variable Big_int can indeed handle a
  379. rather large number.
  380.  
  381. It must be pointed out that the calculation in lines 13 and
  382. 21 result in a different answer even though they appear to be
  383. calculating the same thing.  An explanation is in order.  The
  384. quantity named MaxInt used in lines 10 and 13 is a constant
  385. built into the system that represents the largest value that
  386. an integer type variable can store.  On the first page of this
  387. chapter we defined that as 32767 and when running the program
  388. you will find that Index displays that value as it should.
  389. The constant MaxInt has a type that is of a universal_integer
  390. type as do all of the numeric constants in line 13.  The
  391. result then is calculated to the number of significant digits
  392. dictated by the left hand side of the assignment statement
  393. which is of type longint resulting in a very large number.
  394.  
  395. When we get to line 21, however, the variable Index is of type
  396. integer so the calculations are done as though the constants
  397. were of type integer also which causes some of the more
  398. significant digits to be truncated.  The truncated result is
  399. converted to type longint and assigned to the variable Big_int
  400. and the truncated value is displayed by line 22.
  401.  
  402. After that discussion it should be apparent to you that it is
  403. important what types you use for your variables.  It must be
  404. emphasized that it would not be wise to use all large type
  405. variables because they use more storage space and slow down
  406. calculations.  Experience will dictate the proper data types
  407. to use for each application.
  408.  
  409.                                                            3-7
  410.  
  411.                                  Chapter 3 - Simple Data Types
  412.  
  413. NOW FOR THE NEW REAL TYPES
  414. ______________________________________________________________
  415.  
  416. If you are using TURBO Pascal 4.0 or 5.0,     ================
  417. display the program NEWREAL4.PAS for an         NEWREAL4.PAS
  418. example using the new "real" types            ================
  419. available with the newer versions of TURBO
  420. Pascal.  Note that you must have an 80X87 math coprocessor
  421. installed to compile and run this program if you are using
  422. TURBO Pascal version 4.0.  There is a note given in the file
  423. to aid you in selecting it for use.
  424.  
  425. If you are using TURBO Pascal version 5.0, you can use the
  426. 80X87 math coprocessor, once again getting help from the note
  427. embedded in the file.  If you do not have a math coprocessor,
  428. TURBO Pascal version 5.0 has an emulator mode  which can be
  429. used as instructed on page 42 of the User's Guide.  Keep in
  430. mind that, even though the emulator will allow you to use
  431. these newer data types, the resulting program will execute
  432. much slower due to the extra calculations required.
  433.  
  434. This program should be self explanatory so nothing will be
  435. said except that when you run it you can observe the relative
  436. accuracy of each of the variable types.  Once again, you
  437. should keep in mind that use of the larger "real" types costs
  438. you extra storage space and reduced run-time speed, but gives
  439. you more accuracy.
  440.  
  441.  
  442. PROGRAMMING EXERCISE
  443. ______________________________________________________________
  444.  
  445. 1.   Write a program containing several variable definitions
  446.      and do some math on them, printing out the results.
  447.  
  448.  
  449.  
  450.  
  451.  
  452.  
  453.  
  454.  
  455.  
  456.  
  457.  
  458.  
  459.  
  460.  
  461.  
  462.  
  463.  
  464.  
  465.  
  466.                                                            3-8
  467.  
  468.