Применение рекурсии в алгоритмах с возвратом. Файловый тип.
Ввод/вывод.
Есть широкий спектр
алгоритмов когда вычисления идут не по фиксированным правилам, а методом проб и
ошибок. Примером таких алгоритмов могут служить алгоритм игры чет-нечет;
алгоритм поиска пути в лабиринте в задаче об Ариадне и Тезее. Теперь рассмотрим
применение рекурсии для решения таких задач.
Применение рекурсии
рассматривается на примере задачи обхода шахматной доски ходом коня. Наряду с
демонстрацией применения рекурсии еще раз демонcтрируется пошаговая,
структурная разработка программы.
procedure попытка следующего хода;
begin
repeat
if ход приемлем? then
begin
if доска не
заполнена? then
begin
if неудача?
then стирание предыдущего хода;
end
end
until (ход был удачным?) or
(нет других возможных ходов)
end.
В итоге выписывается полный текст программы на Pascal.
program ChessHorse;
const
Dim = 5;
PathLen = Dim*Dim;
var
Field :Array[1..Dim,1..Dim] of integer; { h[x, y]=i => на клетку
(x, y) конь попал после i-того хода }
n :integer; {
Текущая длина пути }
x, y :integer;
function TryMove (i, j :integer) :Boolean;
begin
if n>PathLen then TryMove := true { Путь найден }
else
begin
TryMove := false;
if (i>=1) AND (i=1) AND (j
begin
Field[i, j] := n;
n := n+1;
if TryMove(i+1, j+2)=true then TryMove := true
else if TryMove(i+1, j-2)=true then TryMove := true
else if TryMove(i-1, j+2)=true then TryMove := true
else if TryMove(i-1, j-2)=true then TryMove := true
else if TryMove(i+2, j+1)=true then TryMove := true
else if TryMove(i+2, j-1)=true then TryMove := true
else if TryMove(i-2, j+1)=true
then TryMove := true
else if TryMove(i-2, j-1)=true then TryMove := true;
Field[i, j] := 0;
n := n-1;
end;
end;
end;
Begin
for x:=1 to Dim do
for y:=1 to Dim do
Field[x, y]:=0;
WriteLn (‘Поле ‘, Dim, ‘x’, Dim);
WriteLn
(‘Введите координаты коня.’);
Write (‘X=’); ReadLn (x);
Write (‘Y=’); ReadLn (y);
if (xDim) OR (yDim) then
WriteLn (‘Неправильный ответ. System halted…’);
else
begin
n := 1;
WriteLn (‘Поиск путей длины ‘, PathLen, ‘ …’);
case TryMove (x, y) of
true: WriteLn (‘Нашел путь :-)’);
false: WriteLn (‘Нет путей :-(‘);
end;
end;
End.
Файловый тип. Ввод/вывод.
Все рассмотренные ранее
типы данных обладали одним общим свойством – число их компонентов конечно и
заранее фиксировано. Однако, существует достаточно широкий класс задач, когда
количество компонент данных заранее не известно. Пример – задача кодирования
текста поступающего на вход в реальном времени, ввод текста, длина которого
заранее не известна и т.п.
В Pascal существует тип
данных, множество элементов которого есть последовательности однотипных
элементов, длина этих последовательностей не фиксируется заранее. Важной
характеристикой этого типа, называемого файловым, является то, что доступ к его
компонентам строго последовательный. Это означает, чтобы получить доступ к i-му
компоненту, необходимо пройти i-1-ый.
Файловый тип – это
единственный тип, обладающий тем свойством, что данные этого типа могут иметь
время жизни более времени выполнения программы ! Поэтому этот тип часто
используют, чтобы сохранить результаты работы программы для последующей
обработки; либо ввести данные извне. Примеры файлового типа, с которыми мы уже
много раз встречались много раз – input и output.
Файлы и работа с ними.
::= file of
Тип компонент – любой, не
содержащий файлового. Файлы бывают внутренние и внешние. Внутренние файлы имеют
время жизни не больше, чем время выполнения программы. Внешние файлы
описываются в заголовке программы, в скобках, после имени программы:
program ();
В списке внешних файлов
указываются те файлы, чье время жизни больше времени выполнения программы. Если
файл не указан в этом списке – он внутренний, т.е. время его жизни равно
времени выполнения программы. Внутренние и внешние файлы следует описать как
файловые переменные в разделе описания переменных программы:
:
Над файлами не определено никаких операций, для них не определен
даже оператор присваивания.
Для доступа к компонентам
файла в Pascal предопределены специальные процедуры : rewrite(f); reset(f);
read(f, x);write(f, x); get(f); put(f); и специальная переменная, так
называемая буферная переменная f^. На примерах излагаются правила работы и
использования перечисленных выше средств работы с файлами. Также
рассматривается текстовый файл.
Действия над файлами делятся на 2 группы:
Установка режима работы с файлом
Доступ к компонентам
К первой группе относятся 2 процедуры
rewrite(f) – открывает файл для записи и устанавливает окно на
начало
reset(f) – открывает файл для чтения и устанавливает окно на
начало
В каждый момент времени
имеется доступ только к одной компоненте файла – окно файла или буферная
переменная (обозначаемая символом f^, где f – имя файла). Эта переменная имеет
тип компоненты файла.
Для последовательного доступа к компонентам файла в Pascal
определены 2 процедуры:
read (f:file of , var x:) – читает
компоненту из файла f, открытого для чтения, записывает эту компоненту в
переменную x и передвигает окно файла на 1 компоненту.
write (f:file of , x:) – записывает
компоненту x в файл f, открытый для записи и передвигает окно файла на 1
компоненту.
В качестве параметров для этих процедур можно вместо x:
передавать список переменных этого типа. В этом случае несколько компонент
файла будут прочитаны или записаны и окно файла сдвинется на соответствующее
количество компонент.
Для сдвига окна без чтения или записи определены еще 2 процедуры:
get (f) – сдвигает окно файла f, открытого для чтения, на 1
компоненту
put (f) – сдвигает окно файла f, открытого для записи, на 1
компоненту
Функция eof(f) возвращает true, если окно файла находится на конце
файла. В этом случае из него больше нельзя читать.
Текстовые файлы
Файловые переменные типа Text = file of char называются
текстовыми. Над ними определены вышеперечисленные операции, как над файлами с
типом компоненты char. Но кроме того, что read/write позволяют читать/писать
компоненты типа char, можно также читать/писать переменные типов integer, real,
а также записывать в файл строковые константы. Для этого надо просто
перечислить эти переменные в списке параметров процедур read/write.
Например
var
x :integer;
r
:real;
fin, fout :Text;
Begin …
Rewrite(fout); Reset (fin);
Read(fin, x, r);
Write(fout, ‘X=’, x, ‘ R=’, r);
End.
Текстовые файлы условно делятся на строки. Т.е. кроме признака
конца файла определен признак конца строки (можно определить функцией eoln(f),
аналогичной eof(f)). Определены 2 процедуры
Readln (f, x…) – аналог Read – читает строку из файла.
Writeln(f, x…) – выполняет действия процедуры Write, затем
записывает в файл признак конца строки.
В Pascal предопределены 2 имени внешних текстовых файлов:
input – стандартный поток ввода (только чтение) – ввод с
клавиатуры
output – стандартный поток вывода (только запись) – вывод на экран
Эти файла надо описывать в заголовке программы как внешние, однако
не надо описывать как файловые переменные. Если в параметрах процедур Readln
или Writeln опустить имя файла, то ввод/вывод будет осуществляться в
стандартные потоки.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.ergeal.ru/
Дата добавления: 28.02.2004