Раздел: Стандартные функции Паскаля
Функция Exp в Паскале (и многих других языках программирования) вычисляет экспоненту. Синтаксис:
function Exp(X : ValReal) : ValReal;
О типе ValReal я рассказывал здесь.
Функция Exp X вычисляет и возвращает экспоненту числа X.
Вычисление экспоненты — это вычисление числа е в степени X. То есть
Exp(X) = eX
Подробности см. в видео и читайте в статье далее.
Обратная функция Ln
Если вы помните функцию Ln, то вы также помните, что она вычисляет натуральный логарифм.
Так вот, обратной функцией Exp является функция Ln. Иными словами, обратная функция экспоненциальной функции (экспоненты) — это натуральный логарифм. То есть:
Log e (Y) = Ln (Y) = X
eX = Y = Exp (X)
Или
Ln(Exp(X)) = X
Или
eX = Exp(X) = Exp(Ln(Y)) = Y
Есть ещё вот такая полезная формула:
xY = eY ln(x) = Exp(Y * Ln(X))
Из этого следует, что используя функции Ln и Exp, мы можем возвести любое число в любую степень. Сделать это можно, например, так:
P := Exp(Y * Ln(X))
Если описать это математическим языком, то приведённое выше выражение будет эквивалентно следующей записи:
P = xY
Правда, надо сказать, что здесь есть нюансы. Есть частные случаи, когда приведённое выше выражение выдаст неправильный результат. Например, когда Y или X отрицательные числа, или когда они равны нулю. Такие ситуации надо обрабатывать дополнительно. Однако эта статья не о возведении в степень, поэтому мы будем рассматривать эти частные случаи в другой статье.
Пример исходного кода, где используется функция Exp:
program funcexp; uses Math; var x, y : single; begin y := Exp(2); //y = Exp(2) = 7,39 WriteLn('Exp(2) = e * e = ', y:0:4); x := Exp(3 * Ln(2)); //x = 2 в степени 3 WriteLn('2 ^ 3 = ', x:0:4); ReadLn; end.
|
Как стать программистом 2.0
Эта книга для тех, кто хочет стать программистом. На самом деле хочет, а не просто мечтает. И хочет именно стать программистом с большой буквы, а не просто научиться кулебякать какие-то примитивные программки… |
|
Помощь в технических вопросах
Помощь студентам. Курсовые, дипломы, чертежи (КОМПАС), задачи по программированию: Pascal/Delphi/Lazarus; С/С++; Ассемблер; языки программирования ПЛК; JavaScript; VBScript; Fortran; Python и др. Разработка (доработка) ПО ПЛК (предпочтение — ОВЕН, CoDeSys 2 и 3), а также программирование панелей оператора, программируемых реле и других приборов систем автоматизации. |
Мы уже знаем, какие существуют функции для целых переменных. Это – нахождение модуля числа (Функция Abc), а также возведение числа в квадрат (Функция Sqr). В этом уроке мы рассмотрим функции, применяемые к дробным числам. Это функции Sqr — квадрат числа, Abs — модуль числа, Sqrt — корень числа, а также известные всем математические функции Sin, Cos, Arctan, Ln, Exp, Pi.
Program number12; uses crt; var A, B:real; begin clrscr; A:=2.0; B:=Sqr(A); writeln('Sqr(2.0)=',B:4:2); B:=Abs(-A); writeln('Abs(-2.0)=',B:4:2); B:=Sqrt(A); writeln ('Sqrt(2)=',B:4:2); B:=Sin(A); writeln('Sin(2)=',B:6:3); B:=Cos(A); writeln('Cos(2)=',B:6:3); B:=Arctan(A); writeln('Arctan(2)=',B:6:3); B:=Ln(A); writeln('Ln(2)=',B:10:9); B:=Exp (A); writeln('Exp (2)=',B:10:9); B:=Pi; writeln('Pi=',B:10:9); readln end.
В строке №7 записывается функция Sqr. Это функция возведения числа в квадрат.
В строке №9 записывается операция нахождения модуля числа.
Функции Sqr и Abs мы разбирали в уроке Abs, Sqr в Pascal.
В строке №11 записывается функция Sqrt. Данная функция подсчитывает корень числа, стоящего в скобках после слова Sqrt. В нашем случае функция Sqrt будет считать корень из числа «2».
В строке №13 записываем функцию Sin. Данная функция будет подсчитывать синус числа, стоящего в скобках после записи функции.
Строка №15. Функция Cos подсчитывает косинус числа, стоящего в скобках после функции.
Строка №17. Функция Arctan вычисляет арктангенс числа, стоящего в скобках после записи функции.
Строка №19. Функция Ln подсчитывает логарифм числа, стоящего в скобках после записи функции.
Строка №21. Функция Exp возводит число «e» (экспонента — 2.72…) в степень, значение которой указывается в скобках после слова Exp. Т.е. в нашем случае число «e» будет возведено в степень «2».
Строка №23. Переменной «B» будет присвоено значение числа «?».
Дополнение к материалу.
- Функции Sqrt, Sin, Cos, Arctan, Ln, Exp, Pi определены только для вещественных (дробных) чисел.
- В Паскале не существует операции возведения в степень. Есть только операция возведения числа в квадрат (Sqr). Чтобы возвести число в степень используют операцию умножения. Например, чтобы возвести число 3 в 5-ю степень необходимо записать 3*3*3*3*3
На занятии рассматриваются основные стандартные типы данных в Паскаль, понятие переменной и константы; объясняется, как работать с арифметическими операциями
Содержание:
- Типы данных в Паскале
- Целочисленные типы данных в Паскаль
- Комментарии в Паскале
- Вещественные типы данных в Паскаль
- Приведение типов
- Константы в Паскале
- «Красивый» вывод целых и вещественных чисел
- Арифметические операции в Паскале
- Порядок выполнения операций
- Стандартные арифметические процедуры и функции Pascal
Типы данных в Паскале
Паскаль — это типизированный язык программирования. Это означает, что переменные, в которых хранятся данные, имеют определенный тип данных. Т.е. программе напрямую надо указать, какие данные могут храниться в той или иной переменной: текстовые данные, числовые данные, если числовые — то целочисленные или дробные, и т.п. Это необходимо в первую очередь для того чтобы компьютер «знал», какие операции можно выполнять с этими переменными и как правильно их выполнять.
Например, сложение текстовых данных, или как это правильно называется в программировании — конкатенация — это обычное слияние строк, тогда как сложение числовых данных происходит поразрядно, кроме того, дробные и целые числа складываются тоже по-разному. То же самое касается и других операций.
Рассмотрим наиболее распространенные в Pascal типы данных.
Целочисленные типы данных в Паскаль
Тип | Диапазон | Требуемая память (байт) |
byte | 0..255 | 1 |
shortint | -128..127 | 1 |
integer | -32768.. 32767 | 2 |
word | 0..65535 | 2 |
longint | -2147483648..2147483647 | 4 |
Нужно иметь в виду, что при написании программ в паскале integer (в переводе с англ. целое) является наиболее часто используемым, так как диапазон значений наиболее востребуем. Если необходим более широкий диапазон, используется longint (long integer, в переводе с англ. длинное целое). Тип byte в Паскале используется, когда нет необходимости работать с отрицательными значениями, то же самое касается и типа word (только диапазон значений здесь значительно больше).
Примеры того, как описываются (объявляются) переменные в Паскале:
Pascal | PascalABC.NET | ||||
|
|
Результат: имя: Петр, возраст: 17
При использовании PascalABC.NET наиболее часто используются следующие целочисленные типы:
Тип | Длина, байт | Диапазон допустимых значений |
---|---|---|
integer | 4 | -2 147 483 648 .. 2 147 483 647 |
int64 | 8 | -9 223 372 036 854 775 808 .. 9 223 372 036 854 775 807 |
BigInteger | переменная | неограниченный |
Комментарии в Паскале
Обратите внимание на то, как используются комментарии в Паскале. В примере комментарии, т.е. служебный текст, который «не видим» для компилятора, заключаются в фигурные скобки {}
. Обычно комментарии делаются программистами с целью пояснения фрагментов кода. Для однострочных комментариев можно использовать два слэша //
:
{Очень простая программа для вывода слова "Привет"} begin // вывод write('Привет'); end.
Задача 5. Население Москвы равняется а=9000000
жителей. Население Нью-Васюков равняется b=1000
жителей. Напишите программу, которая определяет разницу в числе жителей между двумя городами. Используйте переменные величины.
[Название файла: L1task5.pas
]
Вещественные типы данных в Паскаль
Вещественные числа в Паскале и вообще в программировании — это название дробных чисел.
Тип | Диапазон | Требуемая память (байт) |
real | 2.9 * 10E-39 .. 1.7 * 10E38 | 6 |
single | 1.5 * 10 E-45 .. 3.4 * 10E38 | 4 |
double | 5 * 10E-324 .. 1.7 * 10E308 | 8 |
extended | 1.9 * 10E-4951 .. 1.1 * 10E4932 | 10 |
Тип real
в Паскале — наиболее часто используемый из вещественных типов.
Выше были представлены простые типы данных в Паскаль, к которым относятся:
- Порядковые
- Целые
- Логические
- Символьные
- Перечисляемые
- Интервальные
- Вещественные
Для вывода значений переменных вещественного типа обычно используется форматированный вывод:
в формате используется либо одно число, означающее число позиций, отводимых на это число в экспоненциальной форме; p:=1234.6789; Writeln(p:12); {_1.2346E+004}либо два числа, первое из которых обозначает общий размер поля, отведенного под это число, второе — число знаков после запятой, т.е. точность. p:=1234.6789; Writeln(p:6:2); {1234.68}
Наряду с простыми типами в языке еще используются структурированные типы данных и указатели, которым будут посвящены последующие уроки по Паскалю.
Приведение типов
В pascalABC.Net в некоторых случаях можно значения одного типа присваивать переменным другого типа.
Значения типов данных, которые занимают меньше памяти, можно присвоить переменным типа данных с бОльшей емкостью. Так, возможны следующие приведения:
integer → int64 int64 → real integer → BigInteger
Пример использования операции приведения типов:
var a := 10; // integer var b := 123456789012345; // int64 var c := -3bi; // BigInteger var i := int64(a); // приведение integer → int64 var x := real(b); // приведение int64 → real var p := BigInteger(a); // приведение integer → BigInteger
Обратное приведение с помощью функций
Обратное приведение, т.е. чтобы присвоить значение большей ёмкости переменной типа данных меньшей емкости, следует использовать функции округления. Например:
real → integer
Пример:
## var x := Sqrt(3); // корень квадратный из 3, тип real var a := Trunc(x); // приведение к integer с отсечением дробной части. рез-т 1 var b := Round(x); // приведение к integer с округлением до ближайшего целого. рез-т 2
Константы в Паскале
Зачастую в программе заранее известно, что переменная будет принимать какое-то конкретное значение и не менять его на протяжении выполнения всей программы. В таком случае необходимо использовать константу.
Объявление константы в Паскале происходит до объявления переменных (до служебного слова var
) и выглядит следующим образом:
Пример описания константы в Паскале:
Pascal | PascalABC.NET | ||||
|
|
«Красивый» вывод целых и вещественных чисел
Для того чтобы после вывода значений переменных оставались отступы, чтобы значения не «сливались» друг с другом, принято через двоеточие указывать какое количество символов нужно предусмотреть для вывода значения:
Вывод целых чисел
Вывод вещественных чисел
Арифметические операции в Паскале
ДЕЙСТВИЕ | РЕЗУЛЬТАТ | СМЫСЛ |
---|---|---|
2 + 3 | 5 | плюс |
4 — 1 | 3 | минус |
2 * 3 | 6 | умножить |
10 / 5 | 2 | разделить |
10 ** 2 | 100 | возведение в степень с результатом типа real |
17 div 5 | 3 | целочисленное деление |
17 mod 5 | 2 | остаток от целочисленного деления |
Порядок выполнения операций
- вычисление выражений в скобках;
- умножение, деление, div, mod слева направо;
- сложение и вычитание слева направо.
Канонический способ:
var a: integer; b: real; begin a := 1; writeln('a := 1; a = ',a); a += 2; // Увеличение на 2 writeln('a += 2; a = ',a); a *= 3; // Умножение на 3 writeln('a *= 3; a = ',a); writeln; b := 6; writeln('b := 6; b = ',b); r /= 2; writeln('b /= 2; b = ',b); end.
Стандартные арифметические процедуры и функции Pascal
Здесь стоит более подробно остановиться на некоторых арифметических операциях.
- Операция
inc
в Паскале, произносимая как инкремент, это стандартная процедура pascal, которая обозначает увеличение на единицу. - Аналогично работает процедура
Dec
в Паскале:Dec(x)
— уменьшает x на 1 (декремент) илиDec(x,n)
— уменьшает x на n. - Оператор
abs
представляет собой модуль числа. Работает следующим образом: - Оператор
div
в паскале является часто используемым, так как целый ряд задач связан с действием деление нацело. -
Остаток от деления или оператор
mod
в pascal тоже незаменим при решении ряда задач. - Заслуживающей внимания является стандартная функция
odd
Паскаля, которая определяет, является ли целое число нечетным. Т. е. возвращаетtrue
(истина) для нечетных чисел,false
(ложь) для четных чисел. - Функция
exp
в паскале возвращает экспоненту параметра. Записывается какexp(x)
, где x типа real. - Квадрат числа в Паскале вычисляется при помощи процедуры
sqr
. - Операция возведение в степень в Паскале отсутствует как таковая. Но для того чтобы возвести в степень число можно использовать функцию
exp
. - Извлечь квадратный корень в Паскале можно при помощи процедуры
sqrt
.
Пример операции inc:
1 2 3 |
x:=1; inc(x); {Увеличивает x на 1, т.е. x=2} writeln (х) |
Более сложное использование процедуры inc:
Inc(x,n)
где x — порядкового типа, n — целого типа; процедура inc увеличивает x на n.
a:=-9; b:=abs(a); { b = 9}
Пример использования функции odd:
1 2 3 4 |
begin WriteLn(Odd(5)); {True} WriteLn(Odd(4)); {False} end. |
Пример использования процедуры sqr в Pascal:
1 2 3 4 5 |
var x:integer; begin x:=3; writeln(sqr(x)); {ответ 9} end. |
Формула такая: exp(ln(a)*n)
, где а
— число, n
— степень (а>0).
Однако в компиляторе pascal abc возведение в степень осуществляется значительно проще:
WriteLn(Power(2,3)); {ответ 8}
Пример использования процедуры sqrt в Pascal:
1 2 3 4 5 |
var x:integer; begin x:=9; writeln(sqrt(x)); {ответ 3} end. |
Задача 6. Известны размеры спичечной коробки: высота — 12.41 см., ширина — 8 см., толщина — 5 см. Вычислить площадь основания коробки и ее объем
(S=ширина * толщина, V=площадь*высота)
[Название файла: L1task6.pas
]
Задача 7. В зоопарке три слона и довольно много кроликов, причем количество кроликов часто меняется. Слону положено съедать в сутки сто морковок, а кролику — две. Каждое утро служитель зоопарка сообщает компьютеру количество кроликов. Компьютер в ответ на это должен сообщить служителю общее количество морковок, которые сегодня нужно скормить кроликам и слонам.
[Название файла: L1task7.pas
]
Задача 8. Известно, что x кг конфет стоит a рублей. Определите, сколько стоит y кг этих конфет, а также, сколько килограмм конфет можно купить на k рублей. Все значения вводит пользователь.
[Название файла: L1task8.pas
]
В приведенных ниже примерах все функции имеют аргументы. Аргументы
m
и n
имеют целочисленный тип,
a
и b
– тип real,
x
и y
– любой из этих типов.
Abs(x) – возвращает абсолютное значение аргумента x; Ceil(x) - возвращает ближайшее целое, не меньшее, чем х; Floor(x) - возвращает ближайшее целое, не превышающее х; Frac(x) - возвращает дробную часть аргумента x; Max(x, y, …) – возвращает максимальное из значений x, y, …; Min(x, y, …) – возвращает минимальное из значений x, y, … ; Random(m) – возвращает случайное число из интервала [0 ; m-1]; Random(a) – возвращает случайное число из интервала [0 ; a); Random(m, n) – возвращает случайное число из интервала [m ; n]; Random(a, b) – возвращает случайное число из интервала [a ; b); Random2(m) – возвращает кортеж из двух случайных чисел в интервале [0 ; m-1]; Random2(a) – возвращает кортеж из двух случайных чисел в интервале [0 ; a); Random2(m, n) – возвращает кортеж из двух случайных чисел в интервале [m ; n]; Random2(a, b) – возвращает кортеж из двух случайных чисел в интервале [a ; b); Random3(m) – возвращает кортеж из трех случайных чисел в интервале [0 ; m-1]; Random3(a, b) – возвращает кортеж из трех случайных чисел в интервале [a ; b); Round(x) - возвращает округленное до целых по правилам арифметики значение типа integer; Round(x, n) - возвращает значение х, округленное до n знаков в дробной части; Sign(x) – возвращает -1 при x < 0, 0 при x = 0 и 1 при x > 0; Sin(x) – возвращает sin(x) типа real; Sqr(a) – возвращает a2; Sqr(m) – возвращает m2 типа int64; Sqrt(x) – возвращает √x типа real; Trunc(a) – возвращает целую часть значения a того же типа