第一章、        什么是计算机语言 计算机语言是计算机软件中非常独特的一部份，它属于系统软件，但又和应用软件息息相关。它的作用是：使人类能够用某些命令、指令去让计算机为人类进行数值、逻辑运算。计算机语言中，只有一种语言是计算机能自己识别的，就是最底层、最难的机器语言，这是一般人类所无法接受的语言，所以在此基础上，人们发展出了许多高级的语言，这些语言的共同特点是：人类无需去掌握高深的机器语言，只要掌握这些更容易理解、更贴近人类的高级语言，用高级语言编出程序后，再由语言解释、编译系统去把程序解释、编译成机器语言让计算机去执行。目前最常用的高级语言大致有以下几种： BASIC语言：是一般计算机入门者的首选语言，命令少，容易掌握，从BASIC，BASICA，GWBASIC，TRUE BASIC，TURBO BASIC，QUICK BASIC等一直发展到目前的WINDOWS环境下的VB。 PASCAL语言：最适合科学计算、数据处理的语言，运行、编译速度最快，从TURBO PASCAL 5 .5, 6.0, 7.0一直到现在的WINDOWS环境下的DELPHI以及LAZARUS等面向对象的PASCAL，以及目前信息学竞赛使用的FREE PASCAL各个版本。 C语言：主要适用于应用软件的开发，是计算机人员的必修课，但在算法实现、建模方面不如PASCAL方便。从C，C++，一直到现在的WIONDOWS环境下的VC、C++等。     实际上，我们日常所用的各种软件，包括Windows，WORD、EXCEL、各种游戏等等，全部都是使用程序设计语言编写出来的软件，我们只有掌握了程序设计语言，才能进行计算机软件的开发。 在我们的信息学竞赛中，所有的题目都是非常复杂的数值与逻辑运算，所以世界上广泛采用PASCAL语言作编程工具，我们采用的是FREE PASCAL2.0版本或者相近版本。 我们学习信息学竞赛除了要掌握程序设计语言，能够使用程序设计语言编写程序外，还有一部分要掌握的更加重要的内容就是——算法设计，它能够使我们的程序运行速度更快、效率、精度更高，使我们的程序取得快人一步的优势，算法设计在本书中我们将接触一部分。 第二章、PASCAL语言入门 第一节、      PASCAL语言的特点 以法国数学家命名的PASCAL语言是世界上使用最广泛，最有效的语言之一。其主要特点是：严格的结构化形式；丰富完备的数据类型；运行能力、效率高；查错能力强等等。与BASIC、C等语言相比，PASCAL语言更适合科学计算，运行速度最快，编译能力最强，编译成的可执行文件也最小。 PASCAL语言是编译执行的语言（BASIC语言是解释执行），因此在速度与效率上都比BASIC语言提高了一个档次。所谓解释执行，是在程序环境下编写好程序后，执行它时是一句一句地由语言解释器翻译成机器语言，由计算机去执行，计算机能在程序编辑时就发现程序中错误，但程序运行速度慢；而编译执行是在程序环境中编写好程序后，执行时先由编译器把整个程序编译成机器语言，然后再由计算机执行，计算机必须在编译程序时才能发现程序中的错误，但程序运行速度快。 第二节、FREE PASCAL的集成环境 [Downlink href="http://down.qiannao.com/space/file/lostphp/share/2011/3/4/fpc-002d2.4.0.i386-002dwin32.zip/.page"]fpc-2.4.0.i386-win32.zip[/Downlink] 一个题目，如果用PASCAL语言来解，在建立好数学模型及完成一定的自然语言描述后，就用PASCAL语言来编辑出程序，编译后再运行（可以作为一个过程），这样才能得到答案。 FREE PASCAL提供了一个功能非常强大的集成环境，我们可以利用它来完成上述所有过程。进入这个环境的方法很多，可以根据实际情况自己进入。进入集成环境后屏幕上显示如下：

File  Edit  Search  Run  Compile  Debug  Tools  Options  Window  Help		菜单区
程序编辑区
F1 Help  F3 Open  ALT F9 Compile  F9 Make  ALT F10 Local Menu	功能键区

  用键盘选择菜单的方法是：按F10，激活菜单后，用光标键来选择；或是直接用ALT健加菜单的第一字母，如ALT+F，即能调出FILE菜单。另外，我们也可用鼠标来调用菜单，操作方法与其它软件一样。 功能健中定义了：F1可得到帮助；F3打开一个已存盘的程序文件；ALT F9 编译当前程序；F9把当前程序编译成EXE（可执行）文件，ALT F10打开菜单，当然，还有一些功能键并没有在这里显示，在后面的学习中我们将逐个涉及，大家自己也可以从菜单中发现。 第三节、一个PASCAL程序 一、             进入编辑状态：  选择菜单[FILE][OPEN]（今后涉及到菜单调用时，均以此格式表示，即选择FILE菜单中的OPEN功能）功能，打开一个程序文件，在输入文件名时，输入文件的主名即可进入程序编辑状态。这时可用编辑功能健： 光标键：用以上下左右移动光标位置； INSERT：插入/改写状态切换； TAB；光标跳至下一制表位； CAPSLOCK：大小写切换； DELETE：删除光标位一字符； BACKSPACE：删除光标前一字符； CTRL+Y：删除光标处一行； HOME：光标跳至行首； END：光标跳至行未； PAGEUP：上翻一页； PAGEDOWN：下翻一页； ENTER：回车/换行； 二、             编辑一个PASCAL程序： [例1、1]        输出一句话的小程序： program Q1; begin               writeln(‘You are welcome to the PASCAL world !’);        end. 请在编辑状态下编辑输入上述程序，第一行为程序开头，程序名（这一行并不是必须的，今后的程序中我们会经常省略之一行）；第二行BEGIN表示程序开始，最后一行END表示程序结束；WRITELN（）语句把括号中单引号中的的字符打印在屏幕上；记住，一般每行以分号“；”结束，但END后以句号“.”结束，而BEGIN后没有标点符号。即： 除BEGIN外，每一句PASCAL语句后均有分号或句号，只有程序的最后一个END后才用句号，而其它任何行未都是分号！！！ 三、             在集成环境中运行程序：  上述程序[例1、1]编辑好后，如果要运行，只需选择菜单[RUN][RUN]命令（或CRTL+F9），如果程序正确的，就会在屏幕（这个屏幕叫程序输出屏幕）上显示： You are welcome to the PASCAL world ! 但是我们看到，输出屏幕上显示的结果一闪而过就又回到了集成环境屏幕显示，我们几乎看不到在屏幕上显示的结果，要查看刚才的屏幕显示，只需选择菜单[RUN][USER SCREEN]（或ALT+F5），就又能回到输出屏幕，敲任意键又回到集成环境中。 如果程度出错，则程序没有被运行完就会回到集成环境中，并且光标停在错误的这一行，在编辑窗口中的第一行还会显示出错信息，如： Run-time error 错误代码 at 错误发生地址 四、             保存文件  把当前编辑的程序文件以当前名存盘，只需运行菜单命令[FILE][SAVE]（或F2），即可。 五、             关闭当前文件  当前文件不想现在再编辑了，可把它关闭掉，即运行菜单命令[WINDOWS][CLOSE]（或ALT+F3），即可。 六、             打开已有文件  欲打开一个已经存在的程序文件，运行菜单命令[FILE][OPEN]（或F3），再按TAB键去选择或不按TAB键而直接输入文件名即可。 七、             练习 

此行可以不输入

在集成环境中输入以下程序，程序的作用是计算圆的面积，圆的半径由用户从键盘输入，编辑运行正确后请存盘： program area_of_cicle;  const pi=3.1416; var s:real;    r:integer; begin         writeln(‘Please input radius :’);         readln(r);     s:=pi*r*r;         writeln(‘s=’,s); end. 运行举例： Please input radius: 5 s=7.854000000E+01 第三章、PASCAL语言程序基本概念    第一节、PASCAL程序的组成  我们仍以上述程序为例：[例2、1] program area_of_cicle; const pi=3.1416; var s:real;    r:integer; begin     writeln(‘Please input radius :’);     readln(r);     s:=pi*r*r;     writeln(‘s=’,s); end. 每一个PASCAL程序都由程序头部和程序主体组成，最后以“end.”作为整个程序的结束。 一、             程序头部 程序头部毫无疑问是在程序的开头位置，以“program”这个词开始（但经常省略这一），以第一个BEGIN的前一行结束，中间每行后均有分号。 以CONST为开始的部分是说明程序中要用到的常量，以VAR为开始的部分是说明程序中要用到的变量。即程序中要用到的所有的常量及变量，我们必需在程序首部加以说明其名称及类型。这些我们将在稍后讲到。 二、             程序主体 以第一个BEGIN开始，以最后一个END结束，中间即为程序命令行，每一行均以分号结束！ 第二节、PASCAL的数据类型

计算机存储数据时，1个字节等于8位，即：1BYTE=8BIT。

PASCAL语言的常量与变量都必须在程序头部先加以说明，即说明常量、变量的的名称及数据类型。PASCAL语言的数据类型很多，最常用的有以下几种： 一、             整数类型（没有小数部分） INTEGER：取值范围[-32768，32767]。占用内存2个字节（16位）。 WORD：取值范围[0，65535]。占用内存2个字节（16位）。 BYTE：取值范围[0，255]。占用内存1个字节（8位）。 LONGINT：取值范围[-2147483648，2147483647]。占用内存4个字节（32位）。 SHORTINT：取值范围[-128，127]。占用内存1个字节（8位）。 二、             实数类型 REAL：取值范围[2.9E-39，1.7E+38]。占用内存6个字节（48位）。 实数的表示法有两种：1、直接表示，如：-0.4576,  123.567, -234,  0                         2、科学计数法，如：1.234E-4,  -3.546E12                            表示1.234乘10的负4次方；-3.546乘10的12次方。 三、             字符类型 CHAR：单字符型，即取1个字符，如‘A’， ‘1’。 STRING：字符串型，即多个字符，如‘ABCD！123’，‘%￥#DS12’。 如果一个常/变量只要用到1个字符，则可把它定义成CHAR型；如果是多个字符，但不知确切多少个，则定义成STRING型，如果知道确切有N个字符，则定义成STRING[N]型，例如STRING[5]，则表示定义的这个字符串变量由5个字符组成。字符串在PASCAL中使用都是加上单引号。 四、             布尔型 BOOLEAN：布尔型即为逻辑型，取值为TRUE、FALSE， 即真、假。 第三节、常量、变量、标准函数和表达式 一、             常量和变量 常量：程序运行过程中，其值不会改变的量，称为常量。在程序头部中说明，以CONST引导。 变量：程序运行过程中，其值可改变的量，称为变量。在程序头部中加以说明，以VAR引导。 如，在[例2、1]中说明的常量PI，变量S、R。 二、             标准函数 PASCAL语言提供数量非常大的标准函数供我们使用，这些函数有些可以直接调用，有些放在另外的单元（UNIT）中。PASCAL也提供了大量的标准过程，和标准函数一样供用户直接或间接调用。 如果一个函数或过程不在SYSTEM（即默认调用的单元）中，而在其它单元中话，即在程序头部的第一行正式行中加上USES 单元名；如，如果要使用CLRSCR（清屏过程，在CRT单元中）的话，就必须在程序头部加上：USES CRT； 函数的调用：如：A：=ABS（-34），即把-34的绝对值赋给变量A；（注意：函数只能出现在表达式中，即赋值语句中）。此时：A的数据类型与括号中的参数-34是一致的。函数的语法中都会说明，这个函数的参数的类型及这个函数的值（结果）的类型。 过程的调用：过程即命令，如：CLRACR；程序运行结果是清屏。 常用标准函数与过程很多，这里只列出最常用的几个。

标准函数
函数名	语法		说明
Abs	Abs（r:real/integer）:real/integer		返回参数R的绝对值，类型与参数相同
Chr	chr（i：integer）：char		返回参数所对应的ASCII码值，类型为CHAR
Copy	Copy(s:string;n,m:integer):string		返回字串S的第N个字符开始的M个字符
Cos	Cos(r:real):real		返回参数R的余弦值
Exp	Exp(r:real):real		返回参数R的以e为底的幂
Int	Int(r:real):real		返回参数R的整数部分，返回的值是实数类型
Length	Length(s:string):integer		返回字串S的长度
Ln	Ln(r:real):real		返回参数R的自然对数
odd	Odd(I:integer):boolean		判断参数I是否奇数，如是，则返回TRUE
ord	Ord(s:scalar):integer		返回任意有序量的序值
random	Random		返回0至于间的任意一个小数（随机数）
round	Round(r:real):longint		返回参数R的四舍五入取整值
sin	Sin(r:real):real		返回参数R的正弦值
sqrt	sqrt(r:real):real		返回参数R的平方根
sqr	Sqr(r)		返回参数R的平方值，结果类型与R的类型相同
trunc	Trunc(r:real):integer		返回参数R的整数部分，返回的值是整数类型
标准过程
过程名		语法		说明
Delay(CRT单元)		Delay(ms:word)		延迟发声MS毫秒
Delete		Delete(s:string;n,m:integer)		把串S中的第N个字符开始的M个字符删除
Exit		Exit		从当前执行的程序中退出
Gotoxy(CRT单元)		Gotoxy(x,y:integer)		把光标定位到第X列Y行处
halt		Halt		中断程序的运行
nosound		Nosound		关闭机器喇叭
Sound(CRT单元)		Sound(f:word)		让机器喇叭发出频率为F的声音，直到nosound
str		Str(I:integer;var s:string)		把数值I转换为字符串S
val		Val(s:string;var r:real;var c:word)		把字符串S转换为数值R，并返回错误代码C

  三、             表达式 由算术运算符（+，—，*，/）及数字、常量、变量、标准函数所组成的式子中心表达式。 如：5+9；  A*B-34*ABS（-34）/INT（B） 另外，PASCAL中有两个很有用的运算符，DIV：求商的整数值；MOD：求余数。如： 8 DIV 3 的值是2，10 DIV 3 的值是3；     8 MOD 3的值是2，10 MOD 3的值是1； 在PASCAL的表达式中，不允许出现我们日常生活中的那种分式或根号等式子，我们必须按照PASCAL的语法把它们改写成PASCAL表达式。在PASCAL的表达式中，运算顺序是： （）à 函数 à *，/，DIV，MOD à +,- 如：把下列算式改写成PASCAL表达式：     改写为PASCAL表达式为：(x*x+3*y-5*(z-2))/(x-y*y) 从上例中可以看出： 1、 PASCAL表达式中没有分式，只能以除号“/”来隔开； 2、 PASCAL表达式中的分子与分母应该用括号括开； 3、 PASCAL表达式中只有小括号，不能有中括号或大括号，小括号可以有很多层； 4、 PASCAL表达式中没有乘幂，只能用乘法来表达（在FP中有平方函数，所以可以使用SQR函数）； 5、 PASCAL*表达式中任意两个常量、变量、数值、括号、函数之间都必须不能缺省运算符，即乘号必不可少； 这些要求希望大家记熟，这是我们编写PASCAL程序的必要基础。 四、             练习 1、  计算下列表达式的结果： 31 div (5 mod 2)      31 div 5 mod 2   31 /(5 div 2) 2、  把下列算式改写为PASCAL表达式： 第四节、程序头部的说明语句 在程序头部的说明语句中，可有以下几种引导词，例： LABEL  10，30： 说明程序中要用到两处标记（即行号）10和30；此项不用掌握。

定义了3个常量

CONST  p=123；        a=12.346;        s=’abcdefg’;  

定义了I，J，K三个变量是整数型；X，Y是实数型；S1是5个字符组成的字符串；P是布尔型。

VAR  I,j,k:integer;       X,y:real;       S1:string[5];       P:boolean;    

定义了一个自定义的数据类型T，其包含两个整数及一个字符串，这种数据类型我们也将在后而详细讲。

TYPE T=record       Tn,tm:integer;       Ts:string; End;    第四章、PASCAL的顺序程序结构 PASCAL是一种结构化的程序设计语言，其包含三种结构：顺序、选择、重复，其中顺序结构是最基础的，即程序是完全从第一句运行到最后一句，中间没有中断，没有分支，没有反复；而选择结构即是给程序设置了分支；重复结构即反复运行某一段（句）程序。 第一节、赋值语句 赋值语句的一般格式：变量名：=表达式 变量名一定要已经在程序头部先说明过，赋值符号其实就是冒号加等于号“：=”，而绝不能只用等于号“=”。冒号的左边（即赋值符号的左边）只能是一个变量名！不能也是表达式，更不能是具体数值。一个赋值语句中只能出现一个赋值符号。 例如：以下赋值语句都是正确的： X：=1；    把1这个数值赋给X这个变量； A：=B*C+12*INT（D）；    把B*C+12*INT（D）这个表达式的值赋给变量A； Y：=Y+1；          把Y+1的值再赋给Y这个变量， 即累加。 以下赋值语句都是错误的： S：=T：=1；      不能有两个赋值号在一个语句中； X+2：=4；        赋值号左边不能是表达式； Z=3；            少了冒号； 由上可以看出，赋值语句实际上是先把等于号右边的表达式计算出，再赋给赋值号左边的变量。 以下[例3、1]程序的作用是先把A，B两个变量赋上值（3和2），打印在屏幕上；然后再交换它们的值，再打印在屏幕上：

Program L31;var a,b,c:integer;begin    a:=3;     b:=2;     writeln(’a=’,a,’    ’,’b=’,b);     c:=a;     a:=b;     b:=c;     writeln(’a=’,a,’    ’,’b=’,b); end.

这边程序说明、解释，大家不用输入。这时刚说明A，B，C三个变量，值均为0程序开始这时A的值为3 这时B的值为2 此句为打印语句，结果在输出屏幕上 这时C的值为3 这时A的值为2 这时B的值为3， 此时A，B的值已经交换 打印语句 程序结束

  上述程序是一个比较简单的顺序结构的程序，希望大家看懂程序每一句的作用，进一步理解PASCAL程序的语法规则。在程序运行过程中各变量数值变化的情况如程序右边。从上述程序中还可以看出，一个变量如果本身已经被赋过值，当再次赋值时，原来的值就不起作用，而被新的值所覆盖。 赋值时一定要考虑数据类型的匹配，如下列程序[例3、2]中一些赋值语句就会出错。

Program q32;Var I,j,k:integer;   R:real;   S:string; Begin    I:=123.456;    R:=146;    R:=trunc(1231.54346);    K:=6/3;    S:=123;    S:=’aasd’+1234; End.

说明I，J，K三个变量是整数型；R是实数型；S是字符串型； 程序开始 错误：因为I是整数型变量，不能把一个实数型数值赋给它； 正确：146也是一个实数； 正确：trunc这个函数的返回值是整数型的，可以赋给实数型变量； 错误：6/3虽然得到的值是2，但这个2是实数型，而不整数型的； 错误：S是字符串型变量，而123是数值型值； 错误：表达式中不能把字符串与数值相加。 程序结束

  第二节、输出语句 计算机在运行一个程序时，当计算出结果后，是不会自动在屏幕上显示出结果的，而必须由用户用输出（打印）语句把结果显示（打印）到屏幕上。输出语句就是在程序完成计算后，让用户能够控制计算机把结果显示出来。PASCAL语言提供了两个输出语句： WRITE（项目，项目，……）； WRITELN（项目，项目，……）； 两个语句用法完全相同，只不过WRITE在输出所有项目后，光标不换行，停在最后一个输出项目后；而WRITELN在输出所有项目后，光标自动换行，跳到下一行开头位置。 PASCAL的输出屏幕与DOS下完全相同，共有25行，80列，即每行可显示80个字符。 例：[例3、3]： program q33; var a,b,c:integer; begin     a:=1;     b:=a+1;     c:=a+b;     write(a);     write(b); writeln(c); writeln; writeln(a,b,c); writeln(a:4,b:4,c:4); end. 输出结果是： 123 123    1   2   3 由上可以看出，一个WRITE语句输出完内容后，光标没有换行；一个WRITE或WRITELN语句中可输出多个项目；一个空的WRITELN语句的作用是换行（即空一行）；在WRITE或WRITELN语句中如果输出数值型数据，可用如“A：4”这种格式来控制变量A在输出时固定占用4个字符位（4个有效数字）。如：WRITELN（X：6：2）；表示输出X的值时，给定6个有效数字，其中2个小数位，即另有3个整数位及一个小数点。 第三节、键盘输入语句 键盘输入语句的作用是，使用户能在程序运行过程中，从键盘对变量进行赋值。PASCAL提供了两个键盘输入语句： READ（变量名，变量名，……）； READLN（变量名，变量名，……）； 其中变量名必须是在程序头部先说明过的，而在键盘输入时输入的数据也必须与其类型相符。READ和READLN都可以一次性从键盘输入多个数据，每个数据用空格隔开。假设READ或READLN要求输入X个数据，而我们输入时也输入了X个数据，这时READ与READLN的功能是完全一样的。但是，如果要求输入X个数据，而我们输入了多于X个数据时（如X+N个），这时READ与READLN都是把前X个数据赋给X个变量，而剩下的多输入的N个数据就有如下情况：如果是READ，则这N个数据被保存下来，到下一个READ/READLN语句时再赋给剩下的变量；而用的是READLN的话，这些数据将被放弃，不会留至下一个READ/READLN。例如如下两个程序[例3、4]：

Program q341;Var I,j,k,l:integer;BeginRead(I,j); Read(k,l); Writeln(I,j,k,l); End.

Program q342;Var I,j,k,l:integer;BeginReadln(I,j); Readln(k,l); Writeln(I,j,k,l); End.

  运行上述两个程序时，都会等待用户从键盘上对变量I，J，K，L分两次输入数值（整数型），如果类型不对，或是数据之间不用空格隔开，屏幕上都会显示出错信息。如果我们每个程序的再次键盘输入都只输入两个数据：即： 1 2 3 4 这时，两个程序的运行结果都相同： 1234                                                                                                                           1234 如果我们每个程序都输入以下数据，即： 1 2 3 4 5 这时，两个程序的运行结果是不同的： 1234                                                                                                                           1245     请大家注意两个结果为什么不同？ 第四节、程序的调试 1、  运行程序：CTRL+F9或菜单[RUN][RUN]； 2、  程序运行过程中暂停：CTRL+BREAK； 3、  继续运行程序：CTRL+F9； 4、  程序在暂停后取消继续状态：CTRL+F2； 5、  逐句（单步）执行程序：F7或TRACE； 6、  逐段运行程序：F8或STEP； 7、  在当前光标处设置一个断点：CTRL+F8； 8、  查看内存变量或表达式值：CTRL+F4； 9、  增加变量查看：CTRL+F7； 第五节、练习 1、   下面三段程序运行结果一样吗？

Var a:integer;   B:real;Begin    A:=2;    B:=2;    Writeln(b/a); End.

Var a:integer;   B:real;Begin    A:=2;    B:=2;    Writeln(a/a); End.

Var a:integer;   B:real;Begin    A:=2;    B:=2;    Writeln(a div a); End.

  2、如果a,b,c的值分别是2，4，6。执行下列语句后，a,b,c的值各是多少？    A:=b;b:=c;c:=a;    B:=c;c:=a;a:=b;    C:=a;a:=b;b:=c;    T:=a;a:=b;b:=c;c:=t; 3、请说明下列两个变量的值有何不同： C：=‘’  {单引号间没有字符} C：=‘ ’ {单引号间有一个空格} 4、写出下列每小段程序的运行结果（只是程序的一部分）： A.write(‘*’);write(‘*’);write(‘*’);write(‘*’);    B.writeln(‘*’);writeln(‘*’);writeln(‘*’);writeln(‘*’); C.write(‘*’);writeln;write(‘*’);writeln;write(‘*’);writeln;write(‘*’);writeln; D.write(‘’);writeln(‘*’);write(‘’);writeln(‘*’);write(‘’);writeln(‘*’);write(‘’);writeln(‘*’); 5、编一程序，从键盘输入整数A，B的值，然后把A，B的值交换后输出。 6、编一程序，键盘输入整数A，B的值，然后打印A除以B的商的整数部分及余数。 7、编一程序，从键盘输入一个实数，然后输出其四舍五入精确到小数点后第3位的数。 8、编一程序，从键盘输入一个四位整数，然后把该数的每一位进行交换，即千位换为个位，百位换成十位，然后输出新数。      9、random函数可得到0到1之间的随机小数，请编一程序用此函数得到10到100之间的随机整数。（注意：randomize可初始化随机数）。 10、从键盘输入一个4位整数，要求打印出它的各位数之和。 11、从键盘输入两个整数，打印出更小的那个数。