第02章 数据类型

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2010年12月26日
程序设计语言与编译 2. 编译时能检查变量使用的正确性 进行静态类型检查,如非法运算,形实参类型 匹配 3. 编译时可以确定无二义的操作
• 超载 超载(多态)的概念:运算符的意义依赖于操 作数的类型。如“+”可以表示整数加或实 数加 • 编译时,可拒绝混合运算,或提供类型转换 指令 • 合理地使用超载,可以提高语言的可读性和 可用性
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程序设计语言与编译 第四节 PASCAL语言数据类型结构 Pபைடு நூலகம்SCAL语言数据类型结构
例： •引入新的数据类型work_day ； 1.非结构类型 type day=(sunday,monday,tuseday, wednesday, thursday, 内部类型 •引入新的数据类型day ； friday,saturday); //枚举 integer,real,boolean,char •定义了day由Sunday等7个元素组 type work_day=monday..friday; //子界 成； 有序类型 •定义了元素之间的顺序<； var class_day:work_day; 每一元素都有唯一的前驱和后继 •隐含对这个新类型变量可进行赋 class_day:=succ(class_day); //后继 值和比较操作； 如:整型,布尔型,字符型 ……
注意：PASCAL把下标类型不同的数组看成不同的类型 type a1=array[1..50] of integer;
=
? ×
type a2=array[1..70] of integer;
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程序设计语言与编译
例： procedure sort(var a:array[low..high:integer] of ctype); 这样定义的数组类型会 ! i:integer; var 产生严重问题， 使得形 more:boolean; 式参数定义的数组和实 begin {sort} 际参数的数组类型不一 …… 致； end {sort}
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程序设计语言与编译 5.判定或（ 5.判定或（discriminated union） 判定或 union） 定义：判定或 定义 判定或是一个选择对象结构的构造机制, 规定在两个不同选择对象之间作出适当的选择; 每一选择对象结构称为变体。
例如：PASCAL和ADA中的变 体记录; C和ALGOL68中的联合 COBOL中的一个记录说明： 。 01 EMPLOYEE_RECORD 05 NAME 05 SALARY 05 HOUR_RATE REDEFINES SALARY
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integer × real
程序设计语言与编译 2. 有限映像（射） 有限映像（ 定义：从定义域类型DT（domain type）的值的 定义 有限集合，到值域类型RT（range type）的值 的有限集合的函数称为有限映像（射） 。 有限映像（ 有限映像 在语言中 对应什么 构造？ 构造？
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程序设计语言与编译 程序的执行结果
i1 price available amount where 5.24 true 29 liquor price available month_expected i2 324.99 false 8
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程序设计语言与编译 PASCAL的变体记录 PASCAL的变体记录
变体记录item 标识符域available，记录的判定 成分 type dept=(house,sports,drugs,food,liquor); 例如，如果i1和i2被说明，则可对它们进行如下操作： month=1..12; var i1,i2:item: item=record …… price:real; i1.price:=5.24; i1.available:=true; :boolean of case available: available i1.amount:=29; true:(amount:integer; where:dept); true i1.where:=liquor; false:(month_expected:month) false i2.price:=324.99; end; i2.available:=false; i2.month_expect:=8; 注意：PASCAL允许程序员访问记录结构的所有域，包括 标识符域。
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程序设计语言与编译 二. 内部类型的优越性 1. 基本表示的不可见性
• • 基本位串对程序员是不可见的。 优点： 导致不同的程序设计风格 可写性 例：25+9=34 可读性 基本表示00011001+00001001 基本表示00011001+00001001 可修改性 结果00100010 结果00100010
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程序设计语言与编译 3.序列 3.序列 定义：序列 定义 序列由任意多个数据项组成,这些数据项 称为该序列的成分,且类型相同（记为CT）。
串的一般操作有4种：例：串是从所周知的序列，其 成分类型为字符；顺序文件的 连接 思路也来自序列的概念。 首项选取 尾项选取 子串
1. 数据类型的作用
• 实现了数据抽象 • 使程序员从机器的具体特征中解脱出来 • 提高了编程效率
2. 数据类型的分类
• 内部类型（built-in）：语言定义的 • 自定义类型(user-defined)：用户定义 的
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程序设计语言与编译 第二节 内部类型
抽象表示“25 被映象成 抽象表示“25”被映象成 00011001”， “00011001 ，整数加法被 映射成机器的定点加。 映射成机器的定点加。
一. 内部类型的特点
内部类型反映基本硬件特性 • 内部类型 • 在语言级,内部类型 内部类型标识共用某些操作的 内部类型 数据对象的抽象表示
整型表示能实现+ 整型表示能实现+、-、*、 /等定点操作的数据对象的 集合
of
定义了一个二 维整型数组
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程序设计语言与编译 2)记录构造
构造符RECORD RECORD用以定义笛卡尔积；一般形式为： RECORD Record field_1:type_1; 假设t 假设t，p是前面定义的 field_2:type_2; 多边形， 多边形， … t.no_of_edges:=3; field_n:type_n; t.edge_size:=7.53; end p:=t; 记录可以整体访问，也可用圆点“.”作为选择符访问单 个的域；
解决办法： 解决办法 引入符合数组 符合数组概念--维数相同，成分类型相同 符合数组 的数组；符合数组可以形、实参数匹配。
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最后一点：PASCAL可以定义多维数组。 type row=array[-5..10] of integer; var my_matrix:array[3..30] of row; 或 var my_matrix:array[3..30,-5..10] integer;
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边数 例：对于如前定义的多边形， 有两个域no-of-edges和edgesize，若t1是一个边长为7.53 表示为 的等边三角形，则可以写为： 任意多边形 t1.no-oft1.no-of-edges = 3; t1.edge-size = 7.53; t1.edge在COBOL和PASCAL中 称为记录 记录；在ALGOL中 记录 每边边长 结构。 称为结构 结构 注意：语言把笛卡尔积数据对象看成由若干个域组成， 每个域有一个唯一的名字；通常用域名来选取域，对它进行 修改；
定义新的有序类型的方法 •求class_day的后继 ； 枚举型 其值不能直接读/写 子界型 动态检查范围
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程序设计语言与编译 2.聚合构造 2.聚合构造
下标（定义域）的类型；
1)数组构造 构造符ARRAY允许程序员定义有限映像；数组 构造的一般形式为： 元素（值域）的类型； array[t1] of [t2] t t
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第二章 数据类型
数据类型实质上是对存储器中所存储 数据类型实质上是对存储器中所存储 的数据进行的抽象。它包含了一组值 的数据进行的抽象。它包含了一组值 的集合和一组操作。 和一组操作 的集合和一组操作。
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程序设计语言与编译 第一节 引言
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程序设计语言与编译 1. 笛卡尔积 定义：N个集合A1,A2,…,An 的笛卡尔积 定义 笛卡尔积表示为 笛卡尔积 A1×A2×…×An ， 它 是 一 个 集 合 , 其 元 素 为 (a1,a2,…,an), 其中 ai∈Ai 在语言中 对应什么 构造？ 构造？
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程序设计语言与编译 6.幂集 6.幂集 定义：类型T的元素所有子集的集合，称为幂集 定义 幂集, 幂集 记为Powerset(T),T称为基类型。
幂集类型的操作： 由于具有该类型的变量的值是一个子集，因此它们 联合，与 的基本操作是集合的操作，比如，联合 与，以及测 联合 试某个元素是否在一个集合中等。
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程序设计语言与编译
例：二叉树可通过递归类型来 定义。它的左子树和右子树分 定义：若数据类型T包含属于同一类型T的成份， 定义 别是另一棵二叉树。
4.递归 4.递归
那么类型T称为递归类型 递归类型。 递归类型
递归类型的特点： 1) 允许在类型定义中使用被定义类型的名字 2) 指针是建立递归数据对象的重要手段
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程序设计语言与编译 7.小结 7.小结 程序语言允许程序员以上六种机制来定义复 杂的数据对象（新的类型）； 新的类型可以通过非显式的方式说明； 也可通过显式的方式说明。 显示定义有如下优点：
例如： 可读性 record x:integer; var a: （选择名字） 例如： y:array[1..10] of 可修改性 type complex=recordchar （不修改变量说明） radius: real; end angle: real; 可分性 （重复使用） end 一致性检查 （参考第8节） var c1, c2, c3: complex;
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程序设计语言与编译 有限映像（射）的一些特点 有限映像（
在高级语言中通常体现为数组构造 数组构造； 数组构造 值域对象通过下标选取。 例如：PASCAL中的数组说明： 下标越界会出错，动态检查 var a: array[1..50] of char 下标可用来选取值域的多个元素（APL、ALGOL、ADA） 可看成是从1到50的整数到字符集 SNOBOL4的ARRAY构造符并不要求值域集的所有元素是同 的有限映像 一类型的 DT到相应值的特定子集的绑定策略： 编译时绑定 (静态数组) 对象建立时绑定 (执行到分程序时, 动态数组) 对象处理时绑定(对APL，子集范围可变)
4. 精度控制
可以通过数据类型显式定义数据的精度
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程序设计语言与编译 第三节 用户定义类型 许多语言除了定义内部类型外，还允许程序员 定义新的数据类型 新的数据类型，规定基本数据对象的聚合, 新的数据类型 乃至聚合的聚合。
How to define?