Type SetType = Set Of BaseType;где SetType - множественный тип, ВaseType - базовый тип.
Type SetType = Set Of 'A'..'D'; Var mySet: SetType;Принадлежность переменных к множественному типу может быть определена прямо в разделе описания переменных:
Var otherSet: Set Of 0..7;Константы множественного типа записываются в виде заключенной в квадратные скобки последовательности элементов или интервалов базового типа, разделенных запятыми, например:
Const seLit: Set Of 'A'..'D' = [];Порядок перечисления элементов базового типа в константах безразличен.
Var T: Set Of 1..3;может принимать восемь различных значений:
Примеры операций над множествами
Пусть заданы 3 множества с одинаковым базовым типом: A, B и C...Type Number = 1 .. 36; Container = Set Of Number; Var Selection: Container; Ball: Number;Решение задачи сводится к генерации случайного числа (номера шара) в интервале от 1 до 36 с проверкой условия принадлежности очередного шара множеству ранее выбранных, причем на первом шаге это множество пустое. Выбору шара соответствует вывод его номера на экран. Для генерации случайных чисел используется стандартная функция Random(n).
uses Crt; const n = 36; { общее количество шаров } m = 5; { количество шаров в выборке } type Number = 1 .. 36; Container = set of Number; var Selection: Container; i, Ball : Number; begin ClrScr; Selection := []; randomize; for i := 1 to m do begin repeat Ball := Random(36) + 1; until not (Ball in Selection); Selection := Selection + [Ball]; write(Ball: 3) end; readLn end.Структура данных типа set оказывается безусловно полезной в случаях, когда задача легко формулируется в терминах множеств и, кроме того, позволяет существенно упростить программирование “длинных” условных выражений, связанных с проверкой на принадлежность. К последним, например, относятся, задачи анализа текстов и, в частности задача сканирования текстов программ с целью выделения лексем и других конструкций языка при трансляции.
Var Sieve, Primes : Set Of 2 .. 255;и, учитывая, что простые числа (кроме двойки) есть нечетные числа, представить фрагмент программы их поиска в виде:
uses Crt; const n = 255; type number = 2 .. n; var Sieve, Primes : set of number; i, n1, next: word; begin ClrScr; Sieve := [2 .. n]; Primes := [ ]; next := 2; while Sieve <> [] do begin n1 := next; while n1 <= n do begin Sieve := Sieve - [n1]; Inc(n1, next) end; Primes := Primes + [next]; repeat Inc(next) until (next in Sieve) or (next > n) end; for i := 2 to 255 do if i in Primes then write(i:5); readln; end.
Эмуляция множеств, способных работать с бОльшим числом элементов
Как легко заметить, вышеприведенный алгоритм имеет один существенный недостаток: поскольку максимальное число элементов множества = 256, с помощью такого "решета" нельзя искать простые числа большие, чем 255.const { Константа, задающая максимальное число элементов в нашем новом типе } max_value = 10000; { Это - число элементов, которое будет храниться в каждом множестве - элементе массива } every = 250; { Ну, а тут вычисляем, сколько элементов массива нужно для того, чтобы создать такой тип - заменитель множества, который сможет работать с max_value элементами } amount = max_value div every; type { Собственно, это и есть элемент массива множеств, базовое множество, состоящее из every элементов } T = set of 0 .. pred(every); { А это - уже наше "псевдо"-множество, состоящее из amount настоящих множеств } TSet = array[0 .. pred(amount)] of T; { Процедура Include - включает элемент, заданный вторым параметром в "псевдо"-множество, заданное первым параметром. В каждом I-ом элементе массива, представляющего наше "псевдо"-множество хранится только остаток от деления истинного числа на every, поскольку в любой момент по этому самому остатку и индексу содержащего его элемента массива можно однозначно идентифицировать истинное число ... } procedure include(var s: TSet; i: LongInt); begin { Явное указание модуля System здесь нужно для того, чтобы показать компилятору, что мы не вызываем эту же процедуру рекурсивно, а вызываем именно процедуру Include для встроенного типа-множества, которая описана в модуле System. } system.include(s[i div every], i mod every) end; { Процедура Exclude - соответственно для удаления элемента I из "псевдо"-множества S } procedure exclude(var s: TSet; i: LongInt); begin system.exclude(s[i div every], i mod every) end; { Поскольку мы для созданного нами типа не можем использовать In, как для встроенных в Паскаль множественных типов, придется написать свою функцию проверки, включен ли элемент I в наше "множество" S } function in_set(const s: TSet; i: LongInt): boolean; begin { Для этого - просто вычисляем номер элемента массива, в котором I должен храниться, и проверяем, находится ли в этом элементе массива остаток от деления I на every. Если да, то считается, что I содержится в "множестве" } in_set := (i mod every) in s[i div every]; end; { Еще одна дополнительная функция - проверка на пустоту, использующаяся вместо встроенной проверки на равенство "пустому множеству" для стандартных типов Set } function is_empty(const s: TSet): boolean; var _result: boolean; i: LongInt; begin _result := true; { Использованием цикла While я просто немного ускорил программу, т.к. теперь проход по циклу завершается немедленно после обнаружения того, что хотя бы одно из составляющих наш тип множеств НЕпустое } i := 0; while _result and (i < amount) do begin _result := _result and (s[i] = []); inc(i); end; is_empty := _result; end; { Печать множества - точно так же, как и для встроенных Set-ов, через проверку, входит ли очередной элемент во множество ... } procedure print_set(const s: TSet); var i: LongInt; begin for i := 0 to pred(max_value) do if in_set(s, i) then write(i:6); writeln; end; { А вот это и есть тот самый немного подправленный алгоритм "Решета Эратосфена" } const n = max_value - 1; var sieve, primes: TSet; i, n1, next: LongInt; begin { К сожалению, в нашем типе отсутствует механизм создавать множества так же просто, как это делалось со стандартными Set-ами, приходится заполнять "множество" поэлементно } for i := 2 to n do include(sieve, i); next := 2; while not is_empty(sieve) do begin n1 := next; while n1 <= n do begin exclude(sieve, n1); Inc(n1, next); end; include(primes, next); repeat inc(next); until (next > n) or in_set(sieve, next); end; print_set(primes); end.
Примеры решения задач с использованием множеств
Пример задачи:type Продукт = (Хлеб, Масло, Молоко, Мясо, Рыба, Соль, Сыр, Колбаса, Сахар, Чай, Кофе); Ассортимент = set of Продукт; Магазины = array[1 .. 20] of Ассортимент;Требуется:
const n = 3; type { Продукты } product = (hleb, maslo, moloko, myaso, ryba, sol, syr, kolbasa, sahar, chai, cofe); { Ассортимент } assort = set of product; { Магазины } magazine = array[1 .. n] of assort; const { Задаем константу - название продукта. Этот массив будет всегда состоять из такого же количества элементов, как и множество Product, и при внесении нового элемента во множество программа не откомпилируется до тех пор, пока изменения не будут внесены и в данный массив ... } s: array[product] of string = ( 'hleb', 'maslo', 'moloko', 'myaso', 'ryba', 'sol', 'syr', 'kolbasa', 'sahar', 'chai', 'cofe' ); { I-ый элемент данной константы (массива множеств) описывает, какие продукты имеются в I-ом магазине } stores: magazine = ( [hleb, maslo, moloko, myaso, ryba], { 1 магазин } [hleb, maslo, ryba, sol, syr, kolbasa, sahar, chai], { 2 магазин } [ryba, sol, syr, kolbasa, sahar] { 3 магазин } ); { Процедура Наличие } procedure exists(arr: magazine; var a, b, c: assort); var i: integer; j: product; begin a := arr[1]; { Для правильной работы алгоритма множество "есть везде" должно в начале содержать ассортимент одного из магазинов (неважно, какого именно, я выбрал ассортимент первого) } b := []; { А множество "есть где-нибудь" должно инициализироваться пустым множеством (не содержать никаких значений) } { Для нахождения множества продуктов, которых нет ни в одном магазине, изначально нужно заполнить это множество всеми возможными для него значениями. Это может быть сделано либо так: C := [Low(Product) .. High(Product)]; либо так: } for j := low(product) to high(product) do c := c + [j]; for i := 1 to n do begin a := a * arr[i]; { пересечение множеств: для поиска продуктов, которые "есть везде" } b := b + arr[i]; { объединение множеств: для поиска продуктов, которые "есть где-то" } c := c - arr[i]; { разность полного комплекта товаров и текущего товара i-го магазина используется для поиска продуктов, которых "нет нигде" } end; end; { Процедура для распечатывания значений множества } procedure write_set(x: assort); var j: product; begin { перебираем все возможные значения, и выводим только названия тех, из них, которые есть в переданном в процедуру множестве } for j := low(product) to high(product) do if j in x then write(s[j], ' '); writeln end; var a, b, c: assort; { Основная программа } begin exists(stores, a, b, c); { Вызываем процедуру проверки } { и распечатываем полученные множества ... } write('A = '); write_set( a ); write('B = '); write_set( b ); write('C = '); write_set( c ); end.
Еще одна интересная задача на множества
type Имя = (Вася, Володя, Ира, Лида, Марина, Миша); Гости = set of Имя; Группа = array[Имя] of Гости;Требуется:
type name = (vasya, volodya, ira, lida, marina, misha); guests = set of name; group = array[name] of guests; const _group: group = ( [volodya, misha], { Володя и Миша были в гостях у Васи (№1 в списке имен) } [vasya, lida, ira, misha], { (у Володи) } [misha, vasya, marina], { (у Иры) } [misha, vasya, ira], { (у Лиды) } { Если допустить, что в гостях у Марины был Володя, то получится, что человека, побывавшего у всех в гостях, не существует... А вот если у Марины побывал Миша, то он и должен оказаться тем человеком, который был в гостях у всех остальных (действительно, тогда во всех элементах массива _group (кроме того, который соответствует самому Мише) присутствует имя misha) } [volodya], { (у Марины - вариант 1) } (* [misha], { (у Марины - вариант 2) } *) [vasya, ira] { (у Миши) } ); { Функция Везде, требуемая по условию. Вернет True в случае, если есть хотя бы один человек, побываыший в гостях у всех остальных } function vezde(gr: group): boolean; var i, j: name; res: boolean; was: set of name; begin res := false; { Значение этой переменной вернется как результат функции } { Перебор всех студентов группы (I - очередной студент) } for i := low(name) to high(name) do begin { Множество Was будет содержать всех, у кого в гостях был I Естественно, в начале обработки каждого студента это множество требуется очистить } was := []; { Теперь проходим по всем студентам, и ... } for j := low(name) to high(name) do { ... если I был в гостях у J, то добавляем его к списку } if (i in gr[j]) then was := was + [j]; { Если список тех, у кого в гостях побывал I (вместе с самим I) содержит _всех_ учащихся группы, это значит, что I побывал в гостях у всех остальных. Только в этом случае Res будет равно True } res := res or ((was + [i]) = [low(name) .. high(name)]) end; { Возвращаем результат } vezde := res end; { Основная программа } begin { Просто печатаем результат работы функции Vezde - True или False } writeln(vezde(_group)) end.И еще один тип задач, для решения которых очень удобно использовать множества - это... Для решения ребусов можно воспользоваться таким алгоритмом.
volvo + fiat = motorпотребуется 9 вложенных циклов, так как если записать все слова в одну строку и удалить дубликаты, получим: "volfiatmr", то есть 9 разных букв. А дальше делаем следующее. Организуем 9 вложенных циклов по 9 переменным, причем на каждом уровне вложенности сделаем вот такие действия:
... for X := 0 to 9 do { Сначала проверяем, не находится ли текущее значение переменной X уже во множестве my_set, другими словами, не проверяется ли уже с этим же цифровым значением другая буква на каком-нибудь из предыдущих уровней вложенности } if not X in my_set then begin { Если мы здесь, то эта цифра еще не занята, поэтому вносим ее в my_set, ведь на более "глубоких" циклах она уже использоваться не должна } include(my_set, X); ... { Здесь организуем вложенные циклы по тому же принципу } { Все, цифра проверена, значит ее можно "освободить", то есть извлечь из множества my_set } exclude(my_set, X); end; ...При этом в теле самого глубокого цикла должно проверяться условие, заданное в ребусе, и в случае его выполнения результаты распечатываются.
{ VOLVO+FIAT=MOTOR; } uses crt; var v, o, l, f, i, a, t, m, r: 0 .. 9; dig : set of 0..9; sum, motor: longint; begin clrscr; for v:=0 to 9 do begin include(dig,v); for o:=0 to 9 do if not (o in dig) then begin include(dig,o); for l:=0 to 9 do if not (l in dig) then begin include(dig,l); for f:=0 to 9 do if not (f in dig) then begin include(dig,f); for i:=0 to 9 do if not (i in dig) then begin include(dig,i); for a:=0 to 9 do if not (a in dig) then begin include(dig,a); for t:=0 to 9 do if not (t in dig) then begin include(dig,t); for m:= 0 to 9 do if not (m in dig) then begin include(dig, m); for r := 0 to 9 do if not (r in dig) then begin include(dig, r); { Именно здесь происходит проверка, удовлетворяют ли значения переменных, полученные на этом шаге заданному ребусу } sum := v*10000 + (o+f)*1000 + (l+i)*100 + (v+t)*10 + (o+t); motor := m*10000+o*1000+t*100+o*10+r; { Если условие выполнено - напечатать ответ } if sum = motor then writeln(':', v,o,l,v,o,'+',f,i,a,t,'=', m,o,t,o,r); exclude(dig, r) end; exclude(dig, m); end; exclude(dig,t); end; exclude(dig,a); end; exclude(dig,i); end; exclude(dig,f); end; exclude(dig,l); end; exclude(dig,o); end; exclude(dig,v); end; end.Кстати, ребусы можно решать не только итеративно, но и рекурсивно...
uses crt; var dig: set of byte; first, second, res: string; T: string; function check(s, what: string): longint; var i: byte; n: longint; begin n := 0; for i := 1 to length(s) do begin n := 10 * n; n := n + ( ord(what[ pos(s[i], T) ]) - 48 ); end; check := n; end; procedure full(s: string); var i: integer; begin if length(s) = length(T) then begin if check(first, s) + check(second, s) = check(res, s) then writeln('found: ', check(first, s), '+', check(second, s), '=', check(res, s)); end else for i := 0 to 9 do if not (i in dig) then begin include(dig, i); full(s + chr(48 + i)); exclude(dig, i); end end; procedure fill_str(var s: string; what: string); var i: byte; begin for i := 1 to length(what) do if pos(what[i], s) = 0 then s := s + what[i]; end; begin T := ''; first := 'volvo'; second := 'fiat'; res := 'motor'; fill_str(T, first); fill_str(T, second); fill_str(T, res); full(''); end.Другие ребусы (на форуме "Все о Паскале"): "барбос + бобик = собаки": Множества: загадка-ребус