講義第7回：Pascal 入門

で、これからの後半の講義では、「計算機はどのようにして動くか」と いう基本的な仕掛けを、自分で実際にプログラムを動かすということを通して 学ぶことにしたい。

この講義では、 Pascal という言語を使う。この言語を使う理由はいくつかあ る。体系だっていて理解しやすいこと、広く使われている C 言語と同じよう ないわゆる「構造化言語」であること、（構造化については特に説明しないが、 要するに Pascal で基本を理解すれば、 C あるいは awk, perl といった良く 使われている言語を使うのは容易だということである）、 C に比べるとプロ グラミングミスを発見しやすいことなどがある。

簡単なプログラム

program example1(input, output);
var a, b, c : real;
begin	    
   readln(a);
   readln(b);
   c := a + b;
   writeln(c);
end.

一行目は、「ここでプログラムが始まります」という宣言である。この宣言は、 program 名前(input,output); という形になっている。「名前」は、 アルファベットで始まり、アルファベットまたは数字が続く。その後のカッコ は「そうすることに決まっているからつけないといけない」ものである。

註：計算機言語には、「そうすることに決まっているからそうしないといけな い」という類の決まりが非常に多い。これは多くの場合、もともとその言語が 設計された時にはそうするべきもっともな理由があったのだろうけれども、そ のあとの計算機ソフトウェアの変化で必要がなくなってしまったためなどである。 もちろん、そうではなくて単に言語を設計した人の趣味、あるいはなにかの理 論に基づく主張で決まっていることもある。

次の var a,b,c: real は、このプログラムではこういう「変数」を使 いますという宣言である。変数とは、計算機のメモリ中にとられる数（整数ま たは実数）をしまうための場所で、プログラムの中では名前をつけて使うこと ができる。形式は var 名前, 名前 ... : 型; というふうになる。名前 はプログラムの名前と同じように、アルファベットで始まり、アルファベット または数字が続く。型は今日使うのは real （実数型）と integer （整数型） である。

整数型では、数を32桁の2進数（これを普通32ビットの数という）で表す。0か ら 01....1 （1が31個並ぶ）までは普通に正の数を表し、 10...0 から 11...1 までが負の数を表現する。ただし、 11...1 が -1, 11...10 が -2, 以下 10...0が - 2の31乗 を表す。

これは現在の計算機でもっとも普通に使われている、2の補数表示という方法 である。このやり方の利点は、足し算の時には正負を考えなくて済むことであ る。他のやりかたには符号つき絶対値表示や1の補数表示があるが、いずれも 足し算のための回路が少し複雑になる。割算では余りは切捨てられる。余りを 求めることもできる。

実数型では、数を符号、2進数11桁の指数、2進数52桁の仮数の3つの部分（あ わせて64ビット）で表す。10進数でいえばこれは1234という数を(+/-)1.234 X 10の3乗と表すようなものである。

その次の begin は、ここでは「変数（など）の宣言（宣言部）が終ってここ からプログラムがどう動くかの記述（実行部）が始まるということを意味する 区切りである。

次の readln(a); という文（実行部の、セミコロンで区切ったまとまりを「文」 という）は「キーボードから入力した数字を変数 a にしまう。その次では b にしまう。

その次の c := a + b; は、 変数 a と b の和を計算して c にしまう。

最後の writeln(c); は変数 c に入っている値を画面に表示する。 その後の end. は、これでプログラムがおしまいですという宣言である。

まず、このプログラムをmuleで作成し、例えば example1.pas といった名 前でセーブしてみよう。

ここで、いくつかの注意をしておく。

• プログラムはすべて「半角文字」 で書かれる。
• プログラムの中の空白、改行には全く意味はない。（ただし、begin の後は改行または空白が必要）したがって、全 く改行なしに一行に全部書くとか、空白を全部詰めて行の先頭から書くとかし ても問題はない。ただし、人間が見た時の読みやすさは書き方で違い、上の例 のようなやりかたはそれなりに読みやすいものであろう。
• それ以外の文字、例えばセミコロン (;) やピリオド(.) は、すべて 「ないといけないことに決まっている」ものである。
• ファイル名は、 .pas で終っていないといけない。そうなってない と、 PASCAL プログラムが入ったものと認識されない。別の名前でつくってし まったら、名前を付け直すこと。

プログラムのコンパイルと実行

「人が読めるプログラムを計算機がいちいち読みながら実行する」ということ も可能であり、そういう風に使うのが普通である言語も多い（例えば BASIC, awk など）しかし、多くのシステムでは一旦コンパイルしたものを実行する。 これは単にその方が速いからである。

コンパイルは、シェルウインドウで

pc example1.pas  -o example1

プログラムの修正

プログラムの実行

example1

少しプログラムを修正して、もう少し芸のあるものにしてみよう。

program example1_1(input, output);
var a, b, c: real;
begin
     write('Type in number 1:');
     readln(a);
     write('Type in number 2:');
     readln(b);
     c := a +b;
     writeln('Sum is : ', c);
end.

program example2(input, output);
var a, b: real;
begin
     write('Type in number 1:');
     readln(a);
     write('Type in number 2:');
     readln(b);
     writeln('a + b = ', a + b);
     writeln('a - b = ', a - b);
     writeln('a * b = ', a * b);
     writeln('a / b = ', a / b);
end.

Type in number 1:1.5
Type in number 2:2.5
a + b =  4.00000000000000e+00
a - b = -1.00000000000000e+00
a * b =  3.75000000000000e+00
a / b =  6.00000000000000e-01

program example2_2(input, output);
var a, b: integer;
begin
     write('Type in number 1:');
     readln(a);
     write('Type in number 2:');
     readln(b);
     writeln('a + b = ', a + b);
     writeln('a - b = ', a - b);
     writeln('a * b = ', a * b);
     writeln('a / b = ', a div b);
end.

Type in number 1:5
Type in number 2:2
a + b =          7
a - b =          3
a * b =         10
a / b =          2

例3

program example2_3(input, output);
var a, b: real;
begin
     write('Type in number 1:');
     readln(a);
     write('Type in number 2:');
     readln(b);
     writeln('a + b = ', a + b:30);
     writeln('a - b = ', a - b:30);
end.

なお、もっと複雑な式やいくつかの数学関数も使える。たとえば

c := (a+b)*(a-b);
c := sqrt(a*a+b*b);
c := exp(a)+exp(-a);

次週予告