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第一章　简单程序
无论做任何事情，都要有一定的方式方法与处理步骤。计算机程序设计比日常生活中的事务处理更具有严谨性、规范性、可行性。为了使计算机有效地解决某些问题，须将处理步骤编排好，用计算机语言组成“序列”，让计算机自动识别并执行这个用计算机语言组成的“序列”，完成预定的任务。将处理问题的步骤编排好，用计算机语言组成序列，也就是常说的编写程序。在Pascal语言中，执行每条语句都是由计算机完成相应的操作。编写Pascal程序，是利用Pascal语句的功能来实现和达到预定的处理要求。“千里之行，始于足下”，我们从简单程序学起，逐步了解和掌握怎样编写程序。
第一节  Pascal 程序结构和基本语句
在未系统学习Pascal语言之前，暂且绕过那些繁琐的语法规则细节，通过下面的简单例题，可以速成掌握Pascal程序的基本组成和基本语句的用法，让初学者直接模仿学习编简单程序。 
[例1.1]编程在屏幕上显示“Hello World!”。
  Pascal程序：
Program ex11;
Begin
  Writeln(‘Hello World!’);
  ReadLn;
End.
       这个简单样例程序，希望大家的程序设计学习能有一个良好的开端。程序中的Writeln是一个输出语句，它能命令计算机在屏幕上输出相应的内容，而紧跟Writeln语句后是一对圆括号，其中用单引号引起的部分将被原原本本地显示出来。 
[例1.2]已知一辆自行车的售价是300元，请编程计算a辆自行车的总价是多少？
解：若总售价用m来表示，则这个问题可分为以下几步处理：
 = 1 \* GB3 ①从键盘输入自行车的数目a；
 = 2 \* GB3 ②用公式  m=300*a  计算总售价；
 = 3 \* GB3 ③输出计算结果。
Pascal程序：
  Program Ex12;                               {程序首部}
  Var a,m : integer;                              {说明部分}
  Begin                                                     {语句部分}
    Write(‘a=’);
    ReadLn(a);                                          {输入自行车数目}
    M := 300*a;                                        {计算总售价}
    Writeln(‘M=’,m);                                 {输出总售价}
    ReadLn;                                              {等待输入回车键}
  End.

此题程序结构完整，从中可看出一个Pascal 程序由三部分组成:
(1)程序首部
由保留字Program开头，后面跟一个程序名(如:Exl1)；其格式为:
             Program  程序名；
程序名由用户自己取，它的第一个字符必须是英文字母，其后的字符只能是字母或数字和下划线组成，程序名中不能出现运算符、标点符和空格。
(2)说明部分
程序中所用的常量、变量，或类型、及过程与自定义函数，需在使用之前预先说明，定义数据的属性（类型）。[例12] 程序中 Var S，R，C: Real； 是变量说明，此处说明S，R，C三个变量均为实数类型变量。只有被说明为某一类型的变量，在程序中才能将与该变量同类型的数值赋给该变量。变量说明的格式为:  
             Var  变量表：类型；
(3)语句部分
指由保留字 Begin (开始)至 End. (结尾)之间的语句系列，是解决问题的具体处理步骤，也是程序的执行部分。
Pascal程序不管是哪部分，每句末尾都必须有分号(；)，但允许最接近 End 的那个语句末尾的分号省略；程序结束的End末尾必须有圆点(. )，是整个程序的结束标志。
程序中花括号“{  }”之间的部分为注释部分。
Pascal程序结构可归纳用如下来表示：

  Program  程序名；                  程序首部
       标号说明； (Label)
       常量说明； (Const)            说明部分
     类型说明； (Type)
      变量说明； (Var)
      过程或函数说明；                    
        Begin                      程序体 (主程序)
              语句系列；                    语句部分

        End.                                        

把处理问题的步骤编成能从上到下顺序执行的程序，是简单程序的基本特征。再来分析下面两道例题的Pascal程序结构和继续学习基本语句。

［例1.3］编程计算半径为R的圆的面积和周长。
解：这是一个简单问题，按数学方法可分以下几步进行处理：
    ① 从键盘输入半径的值R；          {  要求告诉圆的半径R }
    ② 用公式  S=πR2  计算圆面积；
    ③ 用公式  C=2πR  计算圆周长；
    ④ 输出计算结果。
Pascal程序:
  Program  Ex13；                           {程序首部 }
  Var  R，S，C: Real；          {说明部分 }
  Begin                                             {语句部分 }
    Write ('R=?')；
    Readln(R)；                 {输入半径 }
    S:=Pi*R*R；                ｛圆面积公式S=πR2｝
    C:=2*Pi*R；                ｛圆周长公式C=2πR｝
    Writeln('S='，S)；            {输出结果 }
    Writeln('C='，C)；                      
    Readln                     ｛等待输入回车键｝                  
  End.
程序中Pi是Pascal提供的标准函数，它返回圆周率的近似值：3.1415926…。
(:=)是赋值符号，赋值语句的格式为:
         变量:=表达式；
赋值语句的作用是将:=右边表达式的值记录到左边的变量中。
Writeln是输出语句，输出语句有三种格式:
       ① Write (输出项1，输出项2) ；   ｛执行输出后光标不换行｝
       ② Writeln (输出项1，输出项2) ； ｛执行输出后光标换到下一行｝
       ③ Writeln                       ｛仅输出空白且光标换到下一行｝
Writeln语句后面的圆括号以内部分均为输出项，可以是多项，各项间用逗号分隔； 对单引号里的内容按照引号内的原样(字符)输出显示。如果输出项是表达式，则只输出表达式的值，而不是表达式本身。

[例1.4] 输出两个自然数相除的商和余数。
解:设被除数、除数、商和余数，分别为A，B，C，D，均为变量，且都是整数类型。题中未给出具体的自然数A、B，可采用键盘输入方式。
   ① 给出提示，从键盘输入a, b； 
   ② 显示两数相除的数学形式；
   ③ 求出a除以b的商c；
   ④ 求出a除以b的余数d；
   ⑤ 紧接等式后面输出显示商和余数。
Pascal程序:
  Program Ex14；
    Var a,b,c,d : integer；
    Begin
      Write('INPUT A，B：')；       ｛给出提示信息｝
      Readln(a，b)；                ｛输入a，b｝
      Writeln；                     ｛输出一空行｝
      Write(a，'/'，b，'=')；          ｛输出等式之后不换行｝
      c:=a div b；                   ｛整除运算，取商的整数部分｝
      d:=a mod b；                  ｛相除求余运算，取商的余数部分｝
      Writeln(C，'…'，d)；           {输出后自动换行 }
      Readln                        {等待输入回车键 }
    End.
执行本程序中第一个Write语句，输出其引号以内的一串提示信息，是给紧接着的输入语句提供明确的提示(要求)，有“一目了然，人机对话”之效果。
Readln是一个特殊的输入语句，要求输入一个回车(换行)才能往下执行。
Readln是输入语句，它的一般格式为:
              ① Read     (变量1，变量2)； 
              ② Readln   (变量1，变量2)； 
              ③ Readln
前两种格式均要从键盘给变量输入数据，输入时，所键入的数据之间以空格为分隔，以回车为输入结束。若多输入了数据(即数据个数超过变量个数)，Read语句读完数据之后，能让后续的读语句接着读取多下来的数据；而Readln 语句对本行多输入的数据不能让后续语句接着读取多下来的数据。为了防止多输入的数据影响下一个输入语句读取数据，建议尽量使用Readln语句输入数据。第三种格式不需输入数据，只需按入一个回车键。

[例1.5]自然数的立方可以表示为两个整数的平方之差，比如43=102－62，请输出自然数1996的这种表示形式。(这里的43用自乘三次的形式4*4*4表示；102也用自乘二次的形式10*10表示)
解:此题没有现成的计算公式能直接利用，但可以自行推出处理方法或构建适当的运算公式，按着构想的处理方案编排出各步骤。
设这个自然数为N，两个平方数分别为X，Y， 将问题表示为求 N3=X2—Y2
① 先找出X的值，仔细观察题中的示例，用数学方法归纳可得出X=N*(N+1)/2；（构成本题可用的计算公式）
② 再仔细观察，发现Y值比X小一个N值，即 Y=X—N；
③ 输出等式 N3=X2—Y2 或N*N*N=X*X—Y*Y
Pascal程序:
  Program  Ex15；
    Const  N=1996；       {常量说明 }
    Var    X，Y: Longint；  {变量说明，此题计算中的数值较大，用长整型 }
      Begin
        X:=N*(N+1) div 2；  { div 是整除运算 }
        Y:=X-N；
        Writeln(N,'*',N,'*', N,'=', X,'*', X,'—',Y,'*',Y)；   { 输出结果 }
        Readln
      End.
 本程序中N是常量，X，Y是变量，为长整数类型(Longint)； 程序中的div 是整除运算，其结果只取商的整数部分；

[例1.6] 求一元二次方程x2+3x+2=0的两个实数根。
解:方程的系数是常量，分别用a，b，c表示，可运用数学上现成的求根公式求方程的根，采取如下方法:
  ① 先求出d=b2-4ac求根公式中需用开方运算的那部分）
  ② 再用求根公式算出x1，x2的值。(x1，x2 = ? )
  ③ 输出x1，x2.
  Pascal程序:
    program Ex16；
    Const a=1；                        {常量说明 }
         b=3；
         c=2；                         ｛a，b，c表示方程系数｝
    Var  d  : integer；                   ｛d为整型变量｝
         X1，X2: Real；                  ｛X1，X2为实型变量｝
     Begin
       d:=b*b-4*a*c；
       x1:=(-b+sqrt(d))/(2*a)；              ｛求方程的根｝
       x2:=(-b-sqrt(d))/(2*a)；
       Writeln('X1='，X1，'':6，'X2='，X2)；{输出结果}
       Readln                             ｛等待输入一个回车键｝
     End.
 本程序中的a，b，c均为常量；变量d是整数类型，而变量x1，x2则是实数类型，因为运算式中的Sqrt(d)开平方运算和(/)除法运算使结果为实数。Sqrt( ) 是开平方函数，是Pascal系统的一个标准函数。

习题1.1   模仿例题编程
1. 加法计算器：编程由键盘输入两个整数a和b，计算出它们的和并输出到屏幕上。
2. 某梯形的上底、下底和高分别为8，12，9，求该梯形的面积。

3. 求边长为5.6  的正立方体表面积。
4. 已知图园柱体的高为12，底面园的半径为7，求园柱体表面积。
5. 计算某次考试语文、数学、英语和计算机等四科的总成绩与平均成绩。
(请用输入语句从键盘输入各科成绩分)
第二节  顺序结构程序与基本数据类型
前面的简单程序已体现出处理问题步骤、思路的顺序关系，这就是顺序结构程序。
［例1.7］交换两个变量的值：由键盘输入两个正整数A和B，编程交换这两个变量的值。
解：交换两个变量的值，可以想象成交换两盒录音带（称为A和B）的内容，可以按以下步骤处理：
步骤①：拿一盒空白录音带C为过渡，先将A翻录至C；
步骤②：再将B翻录至A；
步骤③：最后将C翻录至B。
这样操作，可达到题目要求。
Pascal程序：
Program Exam17;
Var a,b,c   : integer;
Begin
  Write(‘A,B=’);
  Readln(a,b);
  C:= A;                ｛等价于步骤1｝
  A := B;                ｛等价于步骤2｝
  B := C;                ｛等价于步骤3｝
  Writeln(A,B);
End.
[例1.8] 分钱游戏。甲、乙、丙三人共有24元钱，先由甲分钱给乙、丙两人，所分给的数与各人已有数相同；接着由乙分给甲、丙，分法同前；再由丙分钱给甲、乙，分法亦同前。经上述三次分钱之后，每个人的钱数恰好一样多。 求原先各人的钱数分别是多少?
解:设甲、乙、丙三人的钱数分别为A，B，C。用倒推(逆序)算法， 从最后结果入手，按反相顺序，分步骤推算出每次各人当时的钱数:（在每个步骤中，各人钱数分别存在A、B、C中）
  步骤①: A=8 B=8 C=8        {这是最后结果的钱数，三人都一样多 }
  步骤②: A=A/2 (=4)     B=B/2 (=4)     C=A+B+C(=16)     { A，B未得到丙分给的钱时，只有结果数的一半；C应包含给A，B及本身数三者之和 }
  步骤③: A=A/2 (=2)     C=C/2 (=8)     B=A+B+C(=14)      {A，C未得到乙分给的钱时，只有巳有数的一半；B应包含给A，C及本身数三者之和 }
  步骤④: B=B/2 (=7)     C=C/2 (=4)     A=AB+C(=13)    
 C未得到甲分给的钱时，只有巳有数的一半；A应包含给B，C及本身数三者之和 }
  步骤⑤: 输出A（=13）B（=7）C（=4）{此时的A，B，C 就是三人原先的钱数 }
Pascal程序:
Program Exam18；
Var a，b，c: integer；
Begin
  a:=8； b:=8； c:=8；                                         {对应于步骤①}
a:=a div 2； b:=b div 2； c:=a+b+c；                {对应于步骤②}
  a:=a div 2； c:=c div 2； b:=a+b+c；                {对应于步骤③}
  b:=b div 2； c:=c div 2； a:=a+b+c；                {对应于步骤④}
  Writeln('a='，a，'  ': 4，'b='，b，'  ': 4，'c='，c) ；　 {输出}
  Readln
End.
细心观察，会发现本程序语句的顺序很关键。此例用反推顺序(逆序)，按步骤正确推算出各变量的值。当然，有的问题可按正序步骤编程，这类程序都称为顺序程序。
本程序Writeln语句的输出项含有(  '  ' :  4 )，这里的冒号用来指定该项显示所占宽度，此处是输出4个空格即(空格项占4格)。

[例1.9] 有鸡兔同笼，头30，脚 90，究竟笼中的鸡和兔各有多少只?
解:设鸡为J只，兔为T只，头为H，脚为F，则:
        J+T=30                 ①
2*J+4*T=90     ②
解此题暂不必采用数学上直接解方程的办法，可采用“假设条件与逻辑推理”的办法：
 假设笼中30 个头全都是兔，那么都按每头４只脚计算，总脚数为(4*H)，与实际脚数 ( F )之差为(4*H—F)，如果这个差=0，则笼中全是兔（即鸡为0只）；如果这个差值 >0，说明多计算了脚数，凡是鸡都多给算了两只脚，用它除以2就能得到鸡的只数，处理步骤为:
  ①  J=(4*H—F)/2       {先用脚数差值除以2算出鸡的只数}
  ②  T=H—J                {再用总头数减鸡数算出免的只数}
按此方法，这两步运算必须注意先后顺序才会符合运算逻辑。
Pascal程序:
Program Exam16；
Const H=30；                 {常量说明 }
     F=90；
Var J，T: byte；            {为字节类型的整数 }
Begin
  J:=(4*H-F) div 2；    {整除运算 }
  T:=H-J
  Writeln ('J='，J，'  ': 6，'T= '，T ) ；
  Readln
End.
本程序中H，F为常量，变量J，T为byte类型，属于整数类型。
Pascal定义了五个标准整数类型，如下表所示:
类型
取值范围
占字节数
格式
Shortint（短整型）
-128..127
1
带符号8位
Integer　（整型）
-32768..32767
2
带符号16位
Longint（长整型）
-2147483648..2147483647
4
带符号32位
Byte　（字节型）
0..255
1
无符号8位
Word　 （字型）
0..65535
2
无符号16位
 在前面程序中常用的数据类型除整数类型,还有实数类型。Pascal 还定义了五个标准实数类型，列表所示如下:
类型
取值范围
占字节数
有效数字
Real
2.9×10-39~1.7×1038
6
7~8位
Single
1.5×10-45~3.4×1038
4
11~12位
Double
5.0×10-324~1.7×10308
8
15~16位
Extended
1.9×10-4951~1.1×104932
10
19~20位
Comp
-263+1~238-1
8
19~20位

在Turbo Pascal 中实数的表示用科学记数法，可认为由三部分组成:
              # .  ## E +## 或  # . ## E -##
①  #．##表示有效数字； ② E表示以10为底的幂； ③ +##或-##是指数部分，+号可省略。
例如:   1.7E+38 可写成1.7E38 (等同于1. 7×1038 )。
在实数类型定义下，即使是整数，在程序执行时系统也将自动转换成科学记数形式，试请运行下面程序并注意观察运行结果:
Program Exam17；
Var x: real；                   {x为实数类型 }
Begin
  X:=180；                 {把整数180赋给实数类型变量X}
  Writeln ('x='，x) ；  　　　 {输出的x自动表示成实数形式 }
  Readln
End.
习题1. 2
1.已知△ABC中的三边长分别为25.76，74.03，59.31，求△ABC的面积。
    ( 计算公式: S=                                          。 其中P =                 )
2.某车棚存有自行车和三轮车共65辆，它们的轮子数合计为150个。求该棚内存有的自行车和三轮车各是多少辆？
3.甲、乙、丙三人分别有磁带36，48，64盒。先由甲把自己的磁带平均分为三份，分给乙、丙各一份，自己留下一份；接着是乙，最后是丙，都按甲的方法处理。编程输出甲、乙、丙在上述过程中各人的磁带数分别是多少? (输出所有的中间结果)
4.五位好朋友相聚。第一位朋友带来了很多糖块赠送给各位朋友，使每人的糖块在各自原有的基础上翻了一倍；接着第二位好友也同样向每人赠送糖块，他同样使每人的糖块在各人已有的数量上翻了一倍；第三、第四、第五位好友都照此办理。经过这样的赠送之后，每人的糖块恰好都为32块。问各位好友原先的糖块数分别是多少?

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