Глава 2 Типы данных и работа с ними
Системы компьютерной математики, как и любые другие программные средства, работают с данными и осуществляет их обработку. Поскольку СКМ ориентированы на подготовку документов самого различного характера (в том числе электронных документов и книг), то они обладает обширным набором возможных типов данных и средствами для работы с ними. В данной главе рассмотрены типы данных систем Maple 9.5/10 и работа с ними.
2.1. Работа с простыми данными Maple-языка
2.1.1. Использование знаков алфавита
Алфавит Maple-языка (как входного, так и программирования) содержит 26 малых латинских букв (от а до z), 26 больших латинских букв (от А до Z), 10 арабских цифр (от 0 до 9) и 32 специальных символа (арифметические операторы +, -, *, /, знак возведения в степень ^ и др.). Кроме того, имеется множество особых математических символов. Все они будут описаны в данной главе. Для ввода символов используется клавиатура и панели математических символов.
Имеется пять пар альтернативных символов (означающих одно и тоже):
^ и ** [ и (| ] и |) { и (* } и *)
К специальным одиночным и составным знакам относятся следующие элементы синтаксиса языка:
• % — системная переменная, хранящая результат предшествующей операции;
• : — фиксатор выражения, предотвращающий вывод результата вычисления в ячейку вывода;
• ; — фиксатор выражения, дающий вывод результата вычисления в ячейку вывода;
• # — указатель программного комментария;
• ` — ограничитель строки (например `string`);
• := — оператор присваивания (например х:=5);
• ;; — пустой оператор;
• :: — указатель типа переменной (например, n::integer или z::complex);
• \ — знак обратного деления, который имеет множественные значения в зависимости от контекста (см. справку по этому знаку — backslash).
Комментарии в программе, не выводимые в ячейки вывода, в Maple 9.5 задаются после символа #. В них допустимо использовать все символы кодовых таблиц, что важно при вводе русскоязычных комментариев, использующих символы кириллицы. Применение последних для идентификаторов (имен) объектов нежелательно, хотя иногда и возможно.
2.1.2. Зарезервированные слова
Зарезервированные слова используются для создания условных выражений, циклов, процедур и управляющих команд. Список зарезервированных слов в системе Maple, дан ниже.
and Break by Catch description
do Done elif Else end
error Export fi Finally for
from Global if ln intersect
local Minus mod module next
not Od option options or
proc Quit read Return save
stop Then to Try union
use While
Этими словами нельзя называть объекты пользователя.
Совокупность правил, по которым записываются определения всех объектов Maple-языка, называется его синтаксисом. Некоторые особенности синтаксиса полезно знать уже в начале освоения Maple. Например, то что знак – (минус) имеет двойное значение. Применительно к одному числу, переменной или выражению он меняет их знак. Однако два знака минус подряд (например, в записи ––3) задавать нельзя. Другое назначение знака минус — создание операции вычитания, например, 5-2 или а-b. Соответственно двойное назначение имеет и знак +, причем число без знака считается положительным, так что +5=5.
При вводе действительных чисел с порядком для указания порядка используется символ ^ (например, 2*10^100 или 2*10^-100). Для возведения числа в степень наряду с оператором ^ можно использовать и составной оператор ** (две звездочки подряд). Для изменения общепринятого приоритета вычислений используются круглые скобки, в них же задаются параметры функций и процедур. Более подробно синтаксис Maple-языка рассматривается ниже.
Некоторые операторы представлены двумя символами — например, оператор присваивания переменным их значения := содержит двоеточие и знак равенства. В таких операторах между символами недопустим знак пробела. Однако его можно использовать между отдельными частями выражений — так, (a+b)/c эквивалентно (a + b) / c.
2.1.3. Работа с числами и арифметические вычисления
Maple обеспечивает вполне естественную работу с целыми числами. В частности обеспечивается смена знака числа и выполнение основных арифметических операций с числами. Ввиду общеизвестности арифметических операций их определения не приводятся. Ограничимся примерами простых операций с числами, приведенными ниже: