Pascal语言的介绍以及在Ubuntu下安装配置free-pascal的方法。

Pascal语言简介

Pascal是一种计算机通用的高级程序设计语言,而且是第一个结构化编程语言,由瑞士Niklaus Wirth教授于六十年代末设计并创立。Pascal的取名是为了纪念十七世纪法国著名哲学家和数学家Blaise Pascal。Wirth还是另外几个编程语言的主设计师和发明者——Algol W、Euler、Modula、Modula-2、Oberon等,他还有一句在计算机领域人尽皆知的名言:“算法+数据结构=程序”(Algorithm+Data Structures=Programs),这个公式对计算机科学的影响程度足以和物理学中爱因斯坦的(E=mc^2)相媲美。

尽管Pascal语言从诞生到现在已经经历了将近半个世纪,但凭借着自身严格的结构化形式、丰富完备的数据类型、运行效率高、查错能力强的特点,Pascal语言在现在依然具有较高的流行度,IOI(国际奥林匹克信息学竞赛)把Pascal语言作为三种程序设计语言之一,NOI(全国奥林匹克信息学竞赛)把Pascal语言和c语言、c++语言作为竞赛使用程序设计语言,在大学中Pascal语言也常常被用作学习数据结构与算法的教学语言。在TIOBE排行榜的前二十名榜单上,Pascal语言和Pascal语言分支之一的Delphi语言依然名列其中: Niklaus Wirth图 1 Niklaus Wirth

Pascal编译工具和Free Pascal

Pascal编译器编年史

Pascal是一门编程语言,而Turbo Pascal、Free Pascal等则是这门语言的编译系统.。这两者的关系就好比C++和VC、GCC的关系。Pascal编译系统的编年史如下:

出版年代 版本名称 主要特色
1983 Turbo Pascal 1.0
Turbo Pascal 2.0
Turbo-87 Pascal 提高实数运算速度并扩大值域
1985 Turbo Pascal 3.0 增加图形功能
Turbo BCD Pascal 特别适合应用于商业
1987 Turbo Pascal 4.0 提供集成开发环境(IDE),引入单元概念
1988 Turbo Pascal 5.0 增加调试功能
1989 Turbo Pascal 5.5 支持面向对象的程序设计(OPP)
1990 Turbo Pascal 6.0 提供面向对象的应用框架和库(Turbo Vision)
1992 Turbo Pascal 7.0 面向对象的应用系统、更完善的IDE
Turbo Vision 2.0
1993 Borland Pascal 7.0 开发 Object Windows库(For Windows) 提供对OLE多媒体应用开发的支持
1995 Delphi (Object Pascal)
Visual Pascal
Free Pascal
2011 lazarus 0.9.31 图形应用程序编辑

Turbo Pascal的衰落和Free Pascal的兴起

在DOS时期,Turbo Pascal(包括同个体系的Borland Pascal)曾经独领风骚,但由于Turbo Pascal是DOS下的16位编程工具,随着Windows和内存的增大,Turbo Pascal已经无法适应时代的需求,其地位逐渐被Delphi和Free Pascal取代。其中,Free Pascal是由一个国际组织开发的32/64位Pascal编程工具,属于自由软件,可用于各种操作系统。根据编译选项的不同,它可以使用Turbo Pascal兼容语法、Delphi 语法或者其它语法进行编写程序。由于它拥有32/64位的编译器,而且一直在更新发展中,因此它的功能比Turbo Pascal更加强大,拥有许多现代程序设计的特征。全国信息学奥林匹克竞赛决赛(NOI)和国际信息学奥林匹克竞赛(IOI)已经指定Free Pascal为比赛使用的Pascal编程工具。

Free Pascal和Turbo Pascal的区别

虽然Free Pascal尽量设计得和Turbo Pascal接近,但是由于以下的两个原因,两者之间还是有一些区别的:

  1. Free Pascal是一个32位的编译器,而Turbo Pascal只是16位编译器;
  2. Free Pascal是一个跨平台的编译器,可在linux系统应用,而Turbo Pascal只在windows上使用,信息竞赛中多用linux评测。
  3. 如果你的代码是遵守ANSI Pascal的,那么代码从Turbo Pascal移植到Free Pascal是没有问题的。

关于Turbo Pascal和Free Pascal在语言特性上的具体区别,别的地方已经列举得很详细,这里不做赘述,有需要请参见

Ubuntu下安装Free Pascal编译器

由于信息学奥林匹克竞赛普遍采用Linux系统作为系统平台,因此这里主要讲Ubuntu下的Free Pascal安装配置方法。如果你没有装好Ubuntu,可以选择安装专门为竞赛提供的NOI Linux系统,里面已经安装配置好Free Pascal。

下载Free Pascal

可以在Sourceforge上下载Free Pascal:

安装Free Pascal

  1. 以2.6.0为例,将下载下来的文件进行解压:

1
$ tar -tvf fpc-2.6.0.i386-linux.tar

注意把上面的"2.6.0"改成实际的文件名上的版本号。

  1. 之后cd进去安装Free Pascal,一路y到底直到安装结束,遇到询问安装路径选择,就选择默认路径。

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$ cd fpc-2.6.0.i386-linux sudo sh install.sh

  1. 安装完成后,可以测试一下编译官方给的例子,如果在安装过程中选择安装了系统文档,并且安装在默认路径(/usr/share/doc/fpc-2.6.0)下,可以试着编译这个路径下的例子。

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$ cd /usr/share/doc/fpc-2.6.0/examples/text fpc hello.pp ./hello

如果找不到这个例子,可以手动创建一个hello.pp文件并输入以下的内容:

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program hello; begin writeln('Hello world'); end.

之后再使用上面的fpc命令编译这个文件,如果编译运行后成功输出“Hello world”,说明编译器已经安装成功。

安装配置Free Pascal的IDE

编译器装好之后,还得考虑使用什么集成开发环境(IDE)。这里介绍三种IDE,一种是官方自带的IDE,一种是专门为NOI开发的GUIDE,最后一种是Emacs的pascal-mode。

官方自带的IDE

如果安装Free Pascal时选择安装IDE,则安装完后,打开终端并敲入“fp”命令将会进入Free Pascal自带的IDE。但我在安装完成后第一次运行时提示“缺少libtinfo.so.5”错误信息,解决方法是手动为它创建一个链接:

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$ ln s /lib/libncurses.so.5 /usr/lib/libtinfo.so.5

再次敲入“fp”命令,进入IDE,如图1所示。

为了方便键盘操作,可以点击终端菜单栏上的【查看】->【显示菜单栏】选项,取消菜单栏,如果需要菜单栏时可以在终端窗口中点击右键,重新勾选“显示菜单栏"。

按“Alt+F”键或者“File”菜单,选择“new”可以新建一个pas文件,在这里可以敲入代码,如图2所示。

个人认为这个编辑器设计得很简单易用,符合KISS原则。具体的使用方法交给读者去尝试,这里不花篇幅去一一介绍。值得一提的是,这个IDE也支持多窗口和窗口大小调整的操作,如果窗口布局错乱,可以删除fp同一目录下的fp.dsk文件,回复默认的窗口布局。

GUIDE编辑器

如果离不开GUI界面,可以使用GUIDE。GUIDE(GAIT Universal IDE)是由北航GAIT研究组开发的、专门为NOI选手设计的轻型集成开发环境。GUIDE具有跨平台、操作简单、支持C/C++/Pascal三种语言和单文件编译调试等优点。这个编辑器的界面如图3所示。看起来是不是很亲切呢?

GUIDE

安装GUIDE的方法也非常简单,首先到http://gait.buaa.edu.cn/~zjb/下载GUIDE的安装包,注意选择Ubuntu版本。目前最新的版本是1.02,即GUIDE-1.0.2-ubuntu。

下载完成后,cd进去安装。

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$ sudo sh install.sh

完成后,打开一个终端敲入“GUIDE”命令,即可启动GUIDE。

Emacs下的Pascal Mode

作为一个Emacser,最关心的当然就是Emacs对Pascal的支持情况。Emacs为Pascal提供了一个pascal-mode环境,它包含以下一些特性:

  1. **缩进重排。**Emacs可以根据Pascal的语法规则对缓冲区的代码进行缩进重排。也可以手动缩进进行调整:行内缩进可以使用“TAB”键,缩进句子可以使用“C-M-q”组合键,缩进选区可以使用“C-M-”组合键,缩进整个缓冲可以使用“M-x indent-buffer”命令。
  2. **按过程、语句、表达式进行移动、删除、标记和置换。**例如,按表达式移动可以使用“C-M-f”和“C-M-b”,按句子移动可以使用“M-a”和“M-e”,按过程移动可以使用“C-M-a”和“C-M-e”,跳转到某个程序体可以使用“C-c C-”;标记表达式可以使用“C-M-@”,标记语句可以使用“C-x @”,标记过程可以使用“C-M-h”;删除从光标所在的位置到表达式的结束可以使用“C-M-k”,删除从光标所在的位置到句子的结束可以使用“M-k”,删除从光标所在的位置到句子的开头可以使用“C-x DEL”;置换两个表达式可以使用“C-M-t”,置换两个句子可以使用“C-x t”。
  3. 拼写补全。“M-TAB”可以补全光标所在的拼写,“M-?”可以给出当前光标处所在的拼写的建议。
  4. 从模板插入特定程序段。“C-c C-b”插入“begin…end”;“M-”插入(…*)。
  5. 注释。“C-c C-c”将选中的区域注释。“C-c C-u”取消使用“C-c C-c”的注释
  6. 大纲模式。“C-c C-o”进入大纲模式。

另外,还可以修改几个变量来定制pascal-mode的风格:

  • pascal-indent-level (默认值为3):pascal语句的缩进长度;
  • pascal-case-indent (默认值为2):case语句的缩进长度;
  • pascal-auto-newline (默认值为nil):如果值设为非nil,则在输入分号后自动换行;
  • pascal-indent-nested-functions (默认值为t):如果值为nil,则嵌套的函数将缩进;
  • pascal-tab-always-indent (默认值为t):如果值为非nil,则按下TAB键后将再次将当前行往前缩进一个单位,而不考虑当前光标在这一行中的位置;
  • pascal-auto-endcomments (默认值为t):如果值为非nil,则每个分支和函数结束后都将自动产生一个注释对{ … },注释对里的内容是这个函数或者分支的名字;

要让Emacs在打开*.pas文件后自动开启pascal-mode,可以在.emacs中添加以下内容:

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(add-to-list 'auto-mode-alist '("\\.pas\\'" . pascal-mode))

要修改pascal-mode下的默认编译方式为fpc,可以继续添加下面的代码:

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(add-hook 'pascal-mode-hook
(lambda ()
(set (make-local-variable 'compile-command)
(concat "fpc " (file-name-nondirectory (buffer-file-name)))
)
)
t)

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