Переменная. Что такое переменная в программировании и чем она отличается от константы

В данных Методических указаниях излагаются основные понятия, операторы и конструкции языка программирования Visual Basic(VB). Во многом они повторяют элементы программирования языкаQBasic. Поэтому студенты, которые знакомы сQBasic, легко освоят или вспомнят изложенные элементы программирования.

Методические указания предназначены, прежде всего, тем, кто совершенно не знаком с программированием. Однако нужно уметь работать в операционной системе Windows, знать основные принципы устройства и функционирования компьютера.

Особое внимание уделено разъяснению важнейшего понятия программирования – переменной , затем –массивам , а такжеоператорам выбора, переключателям и операторам цикла .

Одновременно с изучением элементов программирования необходимо изучать основные понятия объектно-ориентированного языка программирования VisualBasic:элементы управления, их свойства, события, методы. Знать основы разработки интерфейса форм, настраивать свойства элементов управления и задавать им значения программным путем.

Написанию программы предшествует разработка алгоритма задачи. В Методических указаниях приводятся словесные описания алгоритмов и фрагменты программ основных типовых учебных задач программирования. Блок-схемы алгоритмов здесь вообще не приводятся. Но перед тем, как такие схемы строить, необходимо уметь словесно формулировать весь алгоритм или только его идею. Без этого нельзя осмысленно построить блок-схему алгоритма.

Алгоритм задачи можно разработать по аналогии с известной типовой задачей или просто догадаться. Но чтобы такая догадка была успешной, необходимо знание приемов программирования и свободное владение основными элементами программирования, которые перечислены выше. Нужно научиться мыслить операторами VB.

В конце Методических указаний, в разделе 10 на примере простой задачи показано, как знание элементов программирования позволяет выбирать, разрабатывать различные алгоритмы для решения задачи.

Основные элементы программирования

Знакомство с основными элементами программирования VisualBasicначинается с понятия переменной. Кто уже знаком с этим понятием из системы программированияQBasic, легко обнаружит отличия, которые переменные имеют вVisualBasic.

1. Переменные, оператор присваивания

В языках программирования одним из важнейших понятий является понятие переменной .

Определение переменной

Вспомним элементарную алгебру и решим простую задачу.

Задача . Вычислить функцию

при значениях коэффициентов и аргумента:

а = 3; b= - 4;c= 5; х = 2.

Без всякого программирования мы подставим значения а. b,c,xв формулу

Y= 3٠2 2 – 4٠2 + 5,

произведем соответствующие арифметические действия и получим в результате Y= 9.

При программировании этой задачи фрагмент программы будет выглядеть так:

Y = a*x^2 + b*x + c

Print “Y = “; Y

Здесь все вычисления закодированы в соответствие с правилами языкаVisualBasic. Чтобы было понятней, вспомним, чтокодирование –это выражение одного типа данных через другой тип данных.

Эти же вычисления можно запрограммировать, закодировать и так:

Y = k1*x^2 + k2*x + k3

Print “Y = “; Y

Результат вычисления Yне изменится.

Оба варианта программы практически повторяют постановку задачи. Однако это только по внешнему виду. Так, знаки равенства в программе – это не знаки «равно», а операторы присваивания . С помощью них коэффициентам присваиваются численные значения, записанные справа от знака присваивания. Умножение, возведение в степень закодированы с помощью специальных символов* и^ .

Оператор Print выводит информацию на формы (или в графические поля). Все, что после оператораPrintзаписанов двойных кавычках, это текст .Он выводится без изменений , что записано, то и выводится.Если далее пишется переменная, то выводится ее значение . Поэтому на форме появится:Y= 9. В оператореPrintпосле текста стоит символ «точка с запятой» (;). Это разделитель. В этом случае значение переменной выводится сразу за текстом. Если же после текста поставить разделитель – запятую, то вывод значения переменной произойдет через 14 символов, считая от края формы.

Однако при вычислении Yодни слова, буквы перемножаются на другие (почти как в алгебраическом выражении), слова, буквы возводятся в квадрат и складываются тоже слова, буквы. Но если результат получается правильным, следовательно, на каком-то этапе выполнения программы происходит передача численных значений коэффициентов и аргумента Х в формулу. Происходит это в момент выполнения программы после ее перевода (трансляции) в машинные коды.

При программировании в машинных кодах выполнение простейшей арифметической операции над двумя числами требуется указать код операции, адреса ячеек оперативной памяти, где хранятся эти числа, и указать адрес ячеек памяти, где будет храниться результат операции. При выполнении такой программы по команде процессора данные передаются из этих ячеек на регистры процессора (так называются ячейки памяти процессора), где над ними и производится определенная операция. Иногда, согласно алгоритму задачи, результат может помещаться, записываться в ту же ячейку памяти, в которой хранилось одно из чисел, над которым выполнялась операция. В этом случае прежнее значение данных будет заменено новым.

В языках программирования высокого уровня аналогом этих ячеек памяти является переменная. Отсюда следующее определение.

Переменная –это именованная область памяти ,где хранятся данные, с которыми производятся в программе определенные операции, действия и которые могут изменяться при выполнении программы.

Само название «переменная» предполагает ее изменчивость.

Важнейшее положение языков программирования:

После присвоения переменной некоторого значения вместо этого значения можно использовать переменную. Это равносильно использованию самих значений.

Именно в этом состоит основный смысл введения переменных в языках программирования.

В приведенном примере в первом варианте программы переменными являются: а, b,c, х,Y. Во втором варианте программы название некоторых переменных изменены и имеют имена:k1,k2,k3,x,Y. Только от программиста зависит, какие имена будут у переменных.

В расчетных задачах можно выделить переменные, являющиесяначальными данными , переменные для храненияпромежуточных результатов ирезультирующие переменные , для вычисления которых и формулируется задача.

Именно использование переменных в программе позволяет выполнять одну и ту же программу с различными начальными значениями переменных без изменения кода программы.

После трансляции программы в машинные коды каждой переменной в компьютере выделяется определенная область оперативной памяти со своим адресом. Делают это трансляторы при переводе кодов программы, написанной программистом, в машинные коды и операционная система.

Но при разработке программы программиста совершенно не волнует, какой будет адрес выделяемой память и величина этой памяти для хранения значений переменных. Главное, если программист каким-либо способом задал, присвоил переменным какие-то значения, то в любых выражениях программы, где будут встречаться эти переменные, их значения будут подставляться вместо переменных.

В языках Visual Basic и Gambas и в языке OpenOffice.org Basic переменные используются для хранения и обработки данных в программах.

Переменные задаются именами , определяющими области оперативной памяти компьютера, в которых хранятся значения переменных. Значениями переменных могут быть данные различных типов (целые или вещественные числа, последовательности символов, логические значения и т. д.).

Переменная в программе представлена именем и служит для обращения к данным определенного типа, конкретное значение которых хранится в ячейке оперативной памяти.

Тип переменной.
Тип переменной определяется типом данных, которые могут быть значениями переменной. Значениями переменных числовых типов Byte, Short, Integer, Long, Single, Double являются числа, логического типа Boolean — значения «истина» (True) или «ложь» (False), строкового типа String — последовательности символов. Обозначения типов переменных являются ключевыми словами языка и поэтому выделяются.

Данные различных типов требуют для своего хранения в оперативной памяти компьютера различное количество ячеек (байтов).

Имя переменной.
Имена переменных определяют области оперативной памяти компьютера, в которых хранятся значения переменных. Имя каждой переменной (идентификатор) уникально и не может меняться в процессе выполнения программы. В рассматриваемых языках имя переменной может состоять из различных символов (латинские и русские буквы, цифры и т. д.), но должно обязательно начинаться с буквы и не должно включать знак точка «.». Количество символов в имени не может быть более 1023, однако для удобства обычно ограничиваются несколькими символами.

Объявление переменных.
Необходимо объявлять переменные, для того чтобы исполнитель программы (компьютер) «понимал», переменные какого типа используются в программе.

Для объявления переменной используется оператор объявления переменных Dim . С помощью одного оператора можно объявить сразу несколько переменных, например: Dim А As Byte, В As Short, С As Single, D As String, G As Boolean

Присваивание переменным значений.
Задать или изменить значение переменной можно с помощью оператора присваивания . При выполнении оператора присваивания переменная, имя которой указано слева от знака равенства, получает значение, которое находится справа от знака равенства.
Например:
А = 255
B = — 32768
C = 3.14
D = «информатика»
G = True

Значение переменной может быть задано числом, строкой или логическим значением, а также может быть представлено с помощью арифметического, строкового или логического выражения.

Проанализируем процесс выполнения программы компьютером (для определенности записанной на языке Visual Basic). После запуска проекта оператор объявления переменных Dim отведет в оперативной памяти для их хранения необходимое количество ячеек:

• для целой неотрицательной переменной А одну ячейку;
• для целочисленной переменной B две ячейки;
• для переменной одинарной точности С четыре ячейки;
• для строковой переменной C по две ячейки на символ;
• для логической переменной G две ячейки.

Таким образом, в памяти для хранения значений переменных будет отведена 31 ячейка, например, ячейки с 1–й по 31-ю.

Контрольные вопросы:

1. В чем состоит разница между типом, именем и значением переменной?
2. Какие основные типы переменных используются в языке программирования Visual Basic 2005? Gambas? OpenOffice.org Basic?
3. Почему рекомендуется объявлять переменные перед их использованием в программе?

Задания:

1. Определить количество ячеек оперативной памяти, необходимое для хранения значений переменных первых семи типов языка Visual Basic, перечисленных в первой таблице.
   (Смотрим на столбец «Занимаемая память». Сколько написано байт – столько будет и ячеек памяти.)

4. Переменные: тип, имя, значение.

В объектно-ориентированном языке программирования Visual Basic переменные используются для хранения и обра­ботки данных в программах.

Переменные задаются именами , которые определяют об­ласти оперативной памяти компьютера, в которых хранятся значения переменных. Значениями переменных могут быть данные различных типов (целые или вещественные числа, последовательности символов, логические значения и т. д.).

Переменная в программе представлена именем и служит для обращения к данным определенного типа , конкретные значения которых хранятся в ячейках оперативной памяти.

Тип переменной . Тип переменных определяется диапа­зоном значений, которые могут принимать переменные, и допустимыми операциями над этими значениями. Значе­ниями переменных числовых типов Byte , Short , Integer , Long , Single , Double являются числа, логического типа Boolean - значения True («истина») или False («ложь»), строкового типа String - последовательности символов.

Различные типы данных требуют для своего хранения в оперативной памяти компьютера различное количество ячеек (байтов) (табл. 2.2).

Таблица 2.2. Некоторые типы переменных в языке Visual Basic 2 010

Имя переменной. Имена переменных определяют облас­ти оперативной памяти компьютера, в которых хранятся значения переменных. Имя каждой переменной (идентифи­катор) уникально и не может меняться в процессе выполне­ния программы. Имя переменной может состоять из различ­ных символов (латинские и русские буквы, цифры и т. д.), но должно обязательно начинаться с буквы и не должно включать знак точка «.». Количество символов в имени не может быть более 1023, однако для удобства обычно ограни­чиваются несколькими символами.

Объявление переменных. Необходимо объявлять пере­менные, для того чтобы исполнитель программы (компью­тер) «понимал», переменные какого типа используются в программе.

Для объявления переменной используется оператор Dim . С помощью одного оператора можно объявить сразу не­сколько переменных, например:

Dim A As Byte , В As Short , С As Single , D As String ,G As Boolean

Присваивание переменным значений. Переменная мо­жет получить или изменить значение с помощью оператора присваивания. При выполнении оператора присваивания переменная, имя которой указано слева от знака равенства, получает значение, которое находится справа от знака ра­венства. Например:

А = 255

В = -32768

С = 3.14

D = "информатика"

G = True

Значение переменной может быть задано числом, стро­кой или логическим значением, а также может быть пред­ставлено с помощью арифметического, строкового или логи­ческого выражения .

Проект «Переменные». Создать проект, в котором объя­вить переменные различных типов, присвоить им значения и вывести значения в поле списка, размещенное на форме.

Создадим графический интерфейс (рис. 2.8).

1. Поместить на форму:

Поле списка ListBox 1 для вывода значений перемен­ных;

Кнопку Button 1 для запуска событийной процедуры.

Создадим событийную процедуру, реализующую присва­ивание значений переменным различных типов. Вывод зна­чений переменных в поле списка произведем с исполь­зованием метода Items . Add () , аргументами которого будут переменные.

2. Dim A As Byte , В As Short , С As Single , D As String , G As Boolean

Private Sub Button1_Click (...)

A = 255

В = -32768

С = 3.14

D = "информатика"

G = True

ListBox1.Items.Add(A)

ListBox1.Items.Add(B)

ListBox1.Items.Add(C)

ListBox1.Items.Add(D)

ListBox1.Items.Add(G)

End Sub

3. Запустить проект на выполне­ние. После щелчка по кнопке начнет выполняться событийная процедура, в которой будут вы­полнены операции присваива­ния (в отведенные переменным области оперативной памяти бу­дут записаны их значения).

Затем с помощью метода Items . Add () будет произведен вывод значений переменных в поле списка. В этом процессе значения переменных считываются из оперативной памяти и печатаются в столбик в поле спи­ска (см. рис. 2.8).

Рис. 2.8. Проект «Переменные»

Проанализируем процесс выполнения программы компьютером. После запуска проекта оператор объявления переменных Dim отведет в оперативной памяти для их хра­нения необходимое количество ячеек (табл. 2.3):

Для целой неотрицательной переменной А - одну ячейку;

Для целочисленной переменной В - две ячейки;

Для переменной одинарной точности С - четыре ячейки;

Для строковой переменной D - по две ячейки на сим­вол;

Для логической переменной G - две ячейки.

Таблица 2.3. Значения переменных в оперативной памяти

Таким образом, в памяти для хранения значений пере­менных будет отведена 31 ячейка, например, ячейки с 1-й по 31-ю.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Предварительный просмотр:

9 КЛАСС

УРОК №17. «Переменные: тип, имя, значение».

План урока:

1. Орг. момент. (1 мин)
2. Актуализация и проверка знаний. (5 мин)
3. Теоретическая часть. (15 мин)
4. Практическая часть. (15 мин)
5. Д/з (2 мин)
6. Итог урока. (2 мин)

Орг. момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

2. Актуализация и проверка знаний .

На прошлом уроке мы начали знакомиться с понятием алгоритма и основами программирования . Напомните, что же такое алгоритм, какими свойствами он обладает, как записывается алгоритм, что такое программа?

3.Теоретическая часть.

Известно, что всякий алгоритм составляется для конкретного исполнителя. Сейчас в качестве исполнителя мы будем рассматривать компьютер, оснащенный системой программирования на определенном языке.

Компьютер - исполнитель работает с определенными данными по определенной программе. Программа – это алгоритм записанный на каком-либо языке программирования. Данные – это множество величин.

Для того чтобы программа обладала универсальностью, действия в ней должны совершаться не над постоянными, а над переменными величинами. Поэтому важным понятием программирования является понятие переменной.

Компьютер работает с информацией, хранящейся в его памяти. Отдельный информационный объект (число, символ, строка, таблица и пр.) называется величиной .

Величины в программировании, как и в математике, делятся на переменные и константы . Значение константы остается неизменной в течении всей программы, значение переменной величины может изменяться.

У каждой переменной есть имя , тип и текущее значение . Имена переменных называют идентификаторами (от глагола «идентифицировать», что значит «обозначать», «символизировать»). В качестве имен переменных могут быть буквы, цифры и другие знаки. Причем может быть не одна буква, а несколько. Примеры идентификаторов: a, b5, x, y, x2, summa, bukva10...

Существуют три основных типа величин, с которыми работает компьютер: числовой, символьный и логический. Тип данных характеризует внутреннее представление, множество допустимых значений для этих данных, а также совокупность операций над ними. В зависимости от типа переменной в памяти компьютера будет выделена определенная область.

Наглядно переменную можно представить как коробочку, в которую можно положить на хранение что-либо. Имя переменной – это надпись на коробочке, значение – это то, что хранится в ней в данный момент, а тип переменной говорит о том, что допустимо класть в эту коробочку.

Всякий алгоритм строится исходя из системы команд исполнителя, для которого он предназначен.

Независимо от того, на каком языке программирования будет написана программа, алгоритм работы с величинами, обычно, составляется из следующих команд:

1. присваивание;
2. ввод;
3. вывод;

Значения переменным задаются с помощью оператора присваивания . Команда присваивания – одна из основных команд в алгоритмах работы с величинами. При присваивании переменной какого-либо значения старое значение переменной стирается и она получает новое значение.

В языках программирования команда присваивания обычно обозначается либо «:=» (двоеточие и равно), либо «=» (равно). Значок «:=» (или «=») читается « присвоить ». Например:

z:= x + y

Компьютер сначала вычисляет выражение x + y, затем результат присваивает переменной z, стоящей слева от знака «:=».

Если до выполнения этой команды содержимое ячеек, соответствующих переменным x, y, z, было таким:

Прочерк в ячейке z обозначает, что начальное число в ней может быть любым. Оно не имеет значения для результата данной команды.

Если слева от знака присваивания стоит числовая переменная, а справа – математическое выражение, то такую команду называют арифметической командой присваивания, а выражение – арифметическим.

В частном случае арифметическое выражение может быть представлено одной переменной или одной константой.

Например:

x:= 7

a:= b + 10

c:= x

Значения переменных, являющихся исходными данными решаемой задачи, как правило, задаются вводом. На современных компьютерах ввод чаще всего выполнятся в режиме диалога с пользователем. По команде ввода компьютер прерывает выполнение программы и ждет действий пользователя. Пользователь должен набрать на клавиатуре вводимые значения переменных и нажать клавишу. Введенные значения присвоятся соответствующим переменным из списка ввода, и выполнение программы продолжится.

Команд ввода в описаниях алгоритмов обычно выглядит так:

ввод

или

ввод ()

Вот схема выполнения приведенной выше команды.

1. Память до выполнения команды:

При выполнении пункта 3 вводимые числа должны быть отделены друг от друга какими-нибудь разделителями. Обычно это пробелы.

Следовательно, можно сделать вывод:

Переменные величины получают конкретные значения в результате выполнения команды присваивания или команды ввода.

Если переменной величине не присвоено никакого значения (или не введено), то она является неопределенной. Иначе говоря, ничего нельзя сказать, какое значение имеет эта переменная.

Результаты решения задачи сообщаются компьютером пользователю путем выполнения команды вывода .

Команда вывода в описаниях алгоритмов обычно выглядит так:

вывод

или

вывод ()

Например: вывод (x1, х2) .

По этой команде значения переменных x1 и х2 будут вынесены на устройство вывода (чаще всего это экран).

4.Практическая часть.

Составим алгоритм вычисления периметра треугольника. Нам потребуется 4 переменных для хранения значения длин сторон треугольника и его периметра. Периметр – это сумма всех сторон.

Алгоритм Вычисление периметра треугольника
переменные a, b, c, p - целые
начало
ввод (а, b, c)
p:= a + b+ c
вывод (p)
конец

Сначала компьютер запросит значения переменных a, b, c у пользователя, затем произведет вычисления и выведет результат на экран.

Строка переменные a, b, c, p - целые - называется описанием переменных. Некоторые языки программирования требуют обязательного описания всех переменных до начала их использования в программе, некоторые – относятся более лояльно.

Полученный алгоритм имеет линейную структуру .

1. Д/з.
2. Итог урока.

Цели урока:

• введение понятия “переменной”;
• добиться сознательного усвоения материала;
• развитие логики мышления;
• обретение навыков работы с переменными.

Тип урока: Объяснение нового материала.

Организационная форма урока: мини-лекция.

Выдается необходимый минимум теоретического материала (числовые и символьные переменные, формат команды присваивания значения).

ХОД УРОКА

Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку, организация внимания. На доске написана тема.

Подготовка учащихся к усвоению нового материала:

На предыдущих уроках мы познакомились с понятием алгоритма и тремя способами его описания. Теперь мы знаем, что описывать алгоритмы можно на естественном языке, на языке схем и на алгоритмическом языке. Но алгоритм, описанный на алгоритмическом языке – это уже программа. А чтобы грамотно писать программы нужно познакомиться с таким понятием как переменная.

Изучение нового материала:

Алгоритмический язык имеет сходство с математическим тем, что в нем также используется понятие величины. Используются в основном, величины двух типов – числовые и символьные, хотя не исключены и другие типы. Числовые величины – это числа: натуральные, целые, вещественные; символьные – буквы, цифры, слова, предложения. В информатике также используется понятие “переменная”. Запишем определение переменной.

Переменная – это объект, которому дано имя и который может принимать различные значения.

Переменные удобно представить в виде “почтовых ящиков” (ячеек памяти компьютера), на которые навешены ярлыки с их именами.

Информация, хранимая в переменной, называется ее значением .

Именем переменной может быть любая буква латинского алфавита.

Переменные, предназначенные для записи числа, называются числовыми . Переменные, в которые можно записывать слова называются символьными .

При этом под словом понимается любой набор символов, которые можно ввести с клавиатуры. Слово, которое помещается в “ящик”, предназначенный для хранения символьной переменной, заключается в кавычки.

Наш “почтовый ящик” имеет некоторые необычные свойства. Когда в него помещается другое значение, начальное стирается и исчезает. Оно уже не может быть восстановлено. Задать значение переменной можно с помощью команды присваивания , которая обозначается знаком “=”.

Например:

Задание 1:

Выполнить следующие операции

1. A=13 B=3
2. A=A+B
3. X=A+B
4. Y=A*B
5. Печать X, Y

Домашнее задание:

• проработать материал;
• выполнить задачу 1.

Задача 2:

Два круга заданы своими радиусами. Составить алгоритм, осуществляющий проверку этих кругов на равенство. Алгоритм описать на языке схем.

На последующих занятиях после проверки теоретических знаний и разработанного дома алгоритма решения задачи 1, учащимся предлагается выполнить аналогичную задачу.

Задача 3:

Два прямоугольника заданы своими сторонами. Составьте алгоритм, осуществляющий проверку этих прямоугольников на равенство.

Процесс выполнения задачи отображается на доске одним из учащихся. Особых проблем во время работы не возникает. В обсуждении построения алгоритма участвует вся группа. Однако затруднения появляются при решении следующих задач, где требуется более глубокое понимание переменной.

Задача 4:

Записать два числа в переменные A и B. Поменять местами содержимое A и B:

а) с использованием вспомогательной переменной С;

б) без использования дополнительной переменной.

По итогам решения этих задач легко определить, насколько усвоен изученный материал. Далее необходимо обратить внимание учащихся на основное свойство переменных – переопределение через себя . Свойство записывается в тетради.