程序设计

一个变量(variable)是一个有名字的存储,容纳一个在程序运行时能改变的值。一个常量(constant)是一个有名字的存储,它的值是固定的、不改变。

你应当在使用前声明(declare)它们(说它们的名称和类型):

DECLARE score : INTEGER
DECLARE name : STRING
CONSTANT Pi = 3.142

对一个从不改变的值(如 Pi)用一个常量,所以它在一处被设定,而且容易阅读。

一个数据类型(data type)说明一个变量容纳什么种类的值。你必须知道五种基本类型。

输入(input)从用户读一个值。输出(output)在屏幕上显示一个值。

OUTPUT "What is your name?"
INPUT name
OUTPUT "Hello ", name

每个程序从三个控制结构构建。

Sequence

顺序(sequence)意味着步骤一个接一个地运行,按顺序,从上到下。

INPUT length
INPUT width
area ← length * width
OUTPUT area

Selection

选择(selection)基于一个条件选择哪些步骤运行。用一个 IF 语句,或当有许多选择时用一个 CASE 语句。

IF score >= 50 THEN
    OUTPUT "Pass"
ELSE
    OUTPUT "Fail"
ENDIF

CASE OF grade
    'A' : OUTPUT "Excellent"
    'B' : OUTPUT "Good"
    OTHERWISE : OUTPUT "Keep trying"
ENDCASE

Iteration

迭代(iteration,一个循环(loop))重复步骤。有三种。

一个计数循环(count-controlled loop)重复一个固定的次数:

FOR i ← 1 TO 5
    OUTPUT "Hello"
NEXT i

一个前测循环(pre-condition loop)在每次重复之前检查条件,所以它可能运行零次:

WHILE answer <> "stop" DO
    INPUT answer
ENDWHILE

一个后测循环(post-condition loop)在每次重复之后检查条件,所以它总是运行至少一次:

REPEAT
    INPUT password
UNTIL password = "secret"

• 求和(totalling)——不断把值加到一个运行中的总数:total ← total + value。
• 计数(counting)——每次给一个计数器加 1:count ← count + 1。

total ← 0
FOR i ← 1 TO 10
    INPUT mark
    total ← total + mark
NEXT i
OUTPUT total

例题。 一个程序要读入 5 个分数,然后输出总分和平均分。

total ← 0
FOR i ← 1 TO 5
    INPUT mark
    total ← total + mark
NEXT i
average ← total / 5
OUTPUT total, average

有两行是得分点。total ← 0 必须放在循环之前:放进循环里,总和每次都会被清零,程序最后只会输出最后一个分数。而 average ← total / 5 必须放在循环之后,因为在所有分数都加完之前,总和还不完整。先初始化,后计算 - 这个先后顺序才是题目真正考的东西。

Arithmetic operators

例如,17 MOD 5 是 2,而 17 DIV 5 是 3。

Relational operators

这些比较两个值并给出一个布尔结果:=、<、<=、>、>=,以及 <>(不等于)。

Logical operators

这些连接条件:AND(两者都必须为真)、OR(至少一个必须为真)、NOT(反转真/假)。

IF age >= 13 AND age <= 19 THEN
    OUTPUT "Teenager"
ENDIF

一个字符串由字符构成。有用的操作:

• 长度(length)——字符串中字符的数目;
• 子串(substring)——从字符串取出的一个更小的部分;
• 大写(upper case)——把字母改成大写;
• 小写(lower case)——把字母改成小写。

name ← "Computer"
OUTPUT LENGTH(name)          // 8
OUTPUT SUBSTRING(name, 1, 4) // "Comp"
OUTPUT UCASE(name)           // "COMPUTER"
OUTPUT LCASE(name)           // "computer"

(第一个字符可能被数为位置 0 或位置 1,取决于语言。)

一个嵌套语句(nested statement)是放在另一个里面的一个控制结构。你可以嵌套选择和迭代。

FOR i ← 1 TO 3
    IF i MOD 2 = 0 THEN
        OUTPUT i, " is even"
    ELSE
        OUTPUT i, " is odd"
    ENDIF
NEXT i

你不会必须写多于三层的嵌套。

为了避免重复代码,你可以把一个程序分成有名字的块。

• 一个过程(procedure)是做一个任务的一个有名字的代码块。你用 CALL 运行它。
• 一个函数(function)像一个过程,但它把一个值返回到它被调用的地方。

一个参数(parameter)是一个传入一个过程或函数的值(最多三个参数)。

PROCEDURE Greet(personName : STRING)
    OUTPUT "Hello ", personName
ENDPROCEDURE

CALL Greet("Sam")

FUNCTION Square(n : INTEGER) RETURNS INTEGER
    RETURN n * n
ENDFUNCTION

answer ← Square(5)   // answer is 25

Local and global variables

• 一个局部变量(local variable)在一个过程或函数里面声明。它只能在那里被使用。
• 一个全局变量(global variable)在主程序中声明。它能在任何地方被使用。

局部变量更安全,因为它们不能被程序另一部分错误地改变。

一个库程序(library routine)是你能使用的一段现成的代码。你必须知道这些:

一个可维护的(maintainable)程序对其他人来说以后容易阅读和改变。要制作一个:

• 用有意义的标识符(meaningful identifiers)——变量、常量、数组、过程和函数的清晰名称(totalScore,不是 x);
• 加注释(comments)以解释代码的各部分做什么;
• 用过程和函数把工作分成小块。

一个数组(array)是一个单一变量,容纳同一类型的许多值,由一个索引(index,一个位置号)找到。

One-dimensional arrays

一个一维(1D)数组(one-dimensional array)像一个单一的列表。

DECLARE scores : ARRAY[1:5] OF INTEGER
scores[1] ← 90
scores[2] ← 75
OUTPUT scores[1]

你可以用一个循环填充或读取一个数组:

FOR i ← 1 TO 5
    INPUT scores[i]
NEXT i

Two-dimensional arrays

一个二维(2D)数组(two-dimensional array)像一个带行和列的表。它用两个索引。

DECLARE grid : ARRAY[1:3, 1:3] OF INTEGER
grid[1, 1] ← 5
grid[2, 3] ← 8

你用一个循环里面的一个循环(嵌套迭代)读一个 2D 数组。

一个程序可以把数据存储在一个文件(file)中,所以它在程序停止后被保留。你必须打开文件、使用它,然后关闭它。

OPENFILE "data.txt" FOR WRITE
WRITEFILE "data.txt", "Hello"
CLOSEFILE "data.txt"

OPENFILE "data.txt" FOR READ
READFILE "data.txt", line
CLOSEFILE "data.txt"

你可以读和写单个数据项或一整行文本。当你完成使用一个文件时总是关闭它。

• 一个变量能在程序运行时改变;一个常量是固定的。学习五种数据类型:整数、实数、字符、字符串、布尔值。
• 每个程序从三个结构构建:顺序、选择(IF / CASE),和迭代(循环)。
• 一个 WHILE 循环在主体之前测试,所以它可能运行零次;一个 REPEAT … UNTIL 循环之后测试,所以它总是至少运行一次。
• MOD 给余数,而 DIV 给一个除法的整数部分:17 MOD 5 是 2,17 DIV 5 是 3。
• 一个函数返回一个值;一个过程不返回。一个局部变量只在它的块里面工作;一个全局的在任何地方工作。