Что такое переменная в информатике
Переменная (программирование)
Переме́нная в императивном программировании — поименованная, либо адресуемая иным способом область памяти, адрес которой можно использовать для осуществления доступа к данным. Данные, находящиеся в переменной (то есть по данному адресу памяти), называются значением этой переменной.
В других парадигмах программирования, например, в функциональной и логической, понятие переменной оказывается несколько иным. В таких языках переменная определяется как имя, с которым может быть связано значение, или даже как место (location) для хранения значения.
Область видимости и/или время существования переменной в некоторых языках задаётся классом памяти.
Содержание
Классификация
Статическая и динамическая типизация переменных
Если тип переменной определяется на этапе компиляции, имеет место статическая типизация, а если на этапе выполнения программы — динамическая. В последнем случае иногда говорят, что переменная не имеет типа, хотя данные, содержащиеся в ней, безусловно, относятся к определённому типу данных, но выясняется это уже во время выполнения программы.
В большинстве случаев статическая типизация позволяет уменьшить затраты ресурсов при выполнении программы, поскольку для динамической типизации требуются затраты ресурсов на выяснение типов данных их приведение в выражениях с смешанными типами. Статическая типизация позволяет перекладывать проверку типов на этапе компиляции программы. Это также упрощает обнаружение ошибок ещё на этапе разработки, когда их исправление обходится менее дорого. Тем не менее во многих случаях необходимо применение динамической типизации. Например, необходимость поддержания совместимости при переходе на новый формат представления данных (например, старая часть проекта посылает процедуре дату символьной строкой, а новые объекты используют более современный числовой тип).
Статические и динамические переменные
Адрес поименованной ячейки памяти также может определяться как на этапе компиляции, так и во время выполнения программы. По времени создания переменные бывают статическими и динамическими. Первые создаются в момент запуска программы или подпрограммы, а вторые создаются в процессе выполнения программы.
Динамическая адресация нужна только тогда, когда количество поступающих на хранение данных заранее точно не известно. Такие данные размещают в специальных динамических структурах, тип которой выбирается в соответствии со спецификой задачи и с возможностями выбранной системы программирования. Это может быть стек, куча, очередь и т. п. Даже файл, в том смысле, который заложил Н.Вирт в Паскаль, является динамической структурой.
Локальные и глобальные переменные. Области видимости
По зоне видимости различают локальные и глобальные переменные. Первые доступны только конкретной подпрограмме, вторые — всей программе. С распространением модульного и объектного программирования, появились ещё и общие переменные (доступные для определённых уровней иерархии подпрограмм). Область видимости иногда задаётся классом памяти. Ограничение видимости может производиться путём введения пространств имён.
Ограничение зоны видимости придумали как для возможности использовать одинаковые имена переменных (что разумно, когда в разных подпрограммах переменные выполняют похожую функцию), так и для защиты от ошибок, связанных с неправомерным использованием переменных (правда, для этого программист должен владеть и пользоваться соответствующей логикой при структуризации данных).
Простые и сложные переменные
По наличию внутренней структуры, переменные могут быть простыми или сложными (составными).
Простые переменные не имеют внутренней структуры, доступной для адресации. Последняя оговорка важна потому, что для компилятора или процессора переменная может быть сколь угодно сложной, но конкретная система (язык) программирования скрывает от программиста её внутреннюю структуру, позволяя адресоваться только «в целом».
Сложные переменные программист создаёт для хранения данных, имеющих внутреннюю структуру. Соответственно, есть возможность обратиться напрямую к любому элементу. Самыми характерными примерами сложных типов являются массив (все элементы однотипные) и запись (элементы могут иметь разный тип).
Следует подчеркнуть относительность такого деления: для разных программ одна и та же переменная может иметь разную структуру. Например, компилятор различает в переменной вещественного типа 4 поля: знаки мантиссы и порядка, плюс их значения, но для программиста, компилирующего свою программу, вещественная переменная — единая ячейка памяти, хранящая вещественное число.
Что такое переменная в программировании
Переменная (от англ. variable) — поименованная или адресуемая иным способом область памяти, которую можно использовать для доступа к данным. Звучит сложно и пугающе, не правда ли? Однако на практике такое определение вашему ребенку не потребуется. По крайней мере, на начальных этапах изучения программирования.
Переменная простыми словами — это хранилище данных. Сюда можно положить какое-то значение (например, число, строку или другой тип данных). Еще более простой вариант представить себе переменную — подумать о том, что нас окружает. Например, переменной может быть какой-то небольшой мешочек, куда можно положить, к примеру, яблоко. Оно будет там находиться до тех пор, пока мы не решим произвести с яблоком какие-то действия.
Переменную в любой программе необходимо объявлять. То есть достать этот мешочек перед тем, как положить в него яблоко. В современных приложениях переменных может быть сколько угодно много. Например, в одном мешочке хранится яблоко, в другом — конфета.
В переменных хранятся определенные данные, которые можно впоследствии использовать в программе. Для того, чтобы переменная появилась, необходимо ее объявить (зарезервировать ячейку памяти под определенные данные). В разных языках переменные объявляются по-разному в зависимости от синтаксиса. Где-то это может быть слово «var», где-то «let». Существуют также неизменяемые переменные, которые задаются только раз и объявляются словом «const».
Переменные в программе нужны не только для хранения данных, но и для различных операций с ними. Например, можно создать простой калькулятор, используя всего три переменные — a, b и c. Как это будет работать? Не углубляясь в тонкости синтаксиса каждого отдельно взятого языка программирования, покажем простой пример:
То есть у нас есть три переменные. Первые две используются для вычисления, а третья служит для того, чтобы в нее записывалось значение суммы. Причем первые две переменные могут быть с заданными исходными значениями, а могут быть и пустыми (то есть переменная объявляется, но ей не присваивается никакое значение). Во втором случае, можно самим подставлять значения и на их основе будут производиться расчеты.
Кстати, данные можно записывать сразу в программе. Если взять наш пример выше, вместо латинских букв мы можем сразу же использоваться цифры. Например, 1+2 = 3. Однако в этом случае программа, которую вы напишете, не будет обладать должной гибкостью. То есть можно посчитать в ней только заданные значения и для того, чтобы что-то изменить, каждый раз придется в коде писать новые числа и только тогда мы получим другой результат.
Переменные позволяют добавить гибкости приложению. То есть мы сами можем менять их значения и каждый раз получать необходимые результаты без вмешательства в код программы.
При работе с средой разработки Scratch также используются переменные. Здесь есть отдельный раздел, где может их создавать. При нажатии на специальную кнопку, у нас появится окно, где можно задавать имя и значение переменной. Также, в Scratch есть возможность определения области видимости, то есть будет ли переменная доступна только одному спрайту или всем.
Важно помнить о том, что если переменная доступна всем спрайтам, она должна иметь уникальное имя. Две переменные с одним из тем же именем в одной и той же области видимости существовать не могут.
А если планируется использование переменных в разных областях видимости (спрайтах), здесь допустимо использование одинаковых имен.
Как называть переменные? Можно просто латинскими буквами. Однако наиболее популярный и эффективный вариант — описательное именование, чтобы мы, работая с кодом в будущем, могли знать, какое именно значение в переменной и что туда «положить» в случае, если планируются такие действия. При обучении через скретч лучше сразу пользоваться английскими названиями переменных. Дело в том, что во взрослом программировании весь код пишется исключительно на английском и в будущем, если ребенок в будущем будет работать с иностранными компаниями, ему придется изучить этот язык.
Например, у нас есть переменная, в которую заносятся какие-то животные. Ее можно назвать «Zhivotnye», но лучше сразу писать «Animals».
Для чего можно использовать переменные в Scratch? В целом, для любой программы, которую мы здесь пишем. Например, у нас есть два персонажа, и они должны двигаться по экрану. Мы можем задать им скорость вручную, а можем внести эти данные в переменную и затем менять скорость одновременно для обоих персонажей. Это будет более эффективно.
Помимо скорости, в качестве переменных могут выступать и другие динамические параметры, например, количество шагов. И это далеко не все возможности.
Переменная
Переменная — это именованная область памяти для хранения данных, которые могут изменяться в процессе исполнения программы.
Имена и типы переменных указываются в разделе описаний и не могут изменяться в процессе выполнения программы.
Дискретные (можно перечислить возможные значения):
Вещественные (real, double, extended) — служат для представления действительных чисел с ограниченной точностью.
Для обмена информацией между компьютером, исполняющим программу, и пользователем служат операторы ввода и вывода (точнее, операторы вызова процедур ввода и вывода).
Оператор ввода нужен, чтобы компьютер получил исходные данные. В программе на Pascal он записывается следующим образом:
При выполнении оператора программа будет приостановлена, пока пользователь не наберет на клавиатуре значения и не нажмет клавишу «Enter». Затем введенные значения будут помещены в переменные, указанные как параметры процедуры ввода. Например, при выполнении оператора
компьютер будет ожидать ввода двух значений, которые затем будут помещены в переменные a и b.
Операторы read и readln отличаются тем, что во втором случае после ввода данных будет переведена строка, т.е. последующие сообщения компьютера будут выводиться с новой строки.
Оператор вывода нужен, чтобы компьютер показал результаты работы программы или какие-либо вспомогательные сообщения. В программе на Pascal он записывается следующим образом:
При выполнении оператора вычисляются значения выражений, после чего эти значения выводятся на экран монитора. Например, при выполнении оператора
на экран будет выведена сумма переменных a и b, а также значение переменной c. Если нужно вывести на экран какое-либо текстовое сообщение, его нужно заключить в апострофы (одиночные кавычки):
Операторы write и writeln отличаются тем, что во втором случае после вывода данных будет переведена строка, т.е. последующие сообщения компьютера будут выводиться с новой строки.
Для того чтобы переменная получила или изменила свое значение, используется оператор присваивания. В Pascal он записывается следующим образом:
Тип переменной должен совпадать с типом выражения либо быть «более широким» совместимым (т.е. вещественной переменной можно присвоить значение целого выражения; строковой переменной можно присвоить значение символьного выражения).
Компьютер сначала вычисляет значение выражения в правой части оператора присваивания, затем помещает его в переменную, указанную слева от символа присваивания «:=».
Например, при выполнении оператора
переменная x получит значение суммы переменных a и b. При выполнении оператора
значение переменной n увеличится на единицу.
Запомните! При присваивании переменной нового значения старое будет потеряно безвозвратно. Например, после выполнения операторов a := b;
обе переменные будут иметь одинаковые значения, равные тому, которое имела переменная b.
Рассмотрим, как составить простую программу, выполняющую какие-либо вычисления. Для этого нам нужно:
Рассмотрим простейший пример.
Разработать программу, вычисляющую длину окружности и площадь круга по известному радиусу.
1) Определим исходные данные и результаты задачи. В данном случае они явно указаны в условии: исходная величина — радиус, результаты — длина окружности и площадь круга. Используем для них традиционные обозначения: R, L и S, соответственно. Все эти переменные могут принимать как целые, так и дробные числовые значения, поэтому следует использовать вещественный тип данных, например, Real.
2) Математически задача описывается известными формулами:
3) Алгоритм в данном случае предельно прост:
4) При вычислениях нам (точнее, компьютеру) потребуется значение π. Вообще говоря, практически все реализации Pascal имеют встроенную константу PI, но мы объявим подобную константу самостоятельно.
Что такое переменная в информатике
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.
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
Объем занимаемой памяти
Целые неотрицательные числа от 0 до 255
Целые числа от –32 768 до 32 767
Целые числа от –2 147 483 648 до 2 147 483 647
Целые числа от –9 223 372 036 854 до
Десятичные числа одинарной точности (7-8 значащих цифр) от –1,4·10 –45 до 3,4·10 38
Логическое значение True или False
Строка символов в кодировке Unicode
Даты от 1 января 0001 года до 31 декабря 9999 года и время от 0:00:00 до 23:59:59
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.
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:
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.
Private Sub Button1_Click (. )
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).
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
Что такое переменная в программировании (Delphi, C#, PHP, JavaScript, Python)?
Всем привет друзья. Сейчас я расскажу вам о переменных: что такое переменные в программировании, зачем они нужны и как их использовать.
Это будет обобщающий урок, и то что я буду рассказывать и показывать в этой статье и видео к ней, применимо ко всем языкам программирования. Не важно, что вы сейчас изучаете: Delphi, C#, PHP, JavaScript, Python, или какой-нибудь другой язык программирования. То что я расскажу в этом уроке, будет применимо абсолютно к любому языку программирования.
Что такое переменная в программировании
Переменная — это определенная ячейка памяти, в которую можно записать различные значения. Как правило, этой ячейке памяти устанавливают какое-нибудь имя.
Переменную в программировании можно сравнить с ящиком для игрушек.
Например, у нас есть ящик. И на этот ящик мы нанесем наклейку «Игрушки» на английском «Toys». Теперь мы знаем, что этот ящик у нас предназначен для игрушек и в него мы будем помещать только их.
Если мы положим в наш ящик игрушку (например, мишку), то мы присвоим переменной значение. В переменной Toys будет храниться Мишка (Bear).
На практике в программировании это выглядит так:
На языке Delphi
На языке PHP
На языке JavaScript
На языке C#
На языке Python
Значение переменной можно копировать и менять. Например, если у нас будет еще один ящик «Вещи» (Things), то мы можем в него положить наш ящик «Игрушки» (Toys). И теперь в нашем ящике «Вещи» будет находится «Мишка».
На практике это выглядит так: (Далее пример я буду наводить только на языке JavaScript, потому что принцип работы с переменными идентичен и для Delphi, и для C#, и для PHP, и для Python. И в обычном блокноте вы можете создать файл с расширением html и повторять всё за мной.)
Код JavaScript:
Если мы достанем из ящика «Игрушки» (Toys) нашего мишку и положим в него кролика «Bunny», то и в ящике «Вещи» (Things) у нас теперь буде кролик (Bunny).
Код JavaScript:
Переменным можно присваивать результаты каких-то вычислений. Если говорить о числах, то их можно складывать, вычитать, умножать и делить. Строки также можно складывать.
Например, у нас есть два ящика (две переменные). В одном у нас кролик, а в другом — мишка. Если мы эти два ящика положим в ящик «Вещи», то теперь в ящике «Вещи» будут и кролик, и мишка.
На практике это выглядит так:
Код JavaScript:
Ну и давайте рассмотрим пример работы с числами.
Код JavaScript:
Как видите ничего сложного в этом нет.
Имя переменной
Имя переменной может состоять как из одной, так и из нескольких букв. Например, можно задать имя переменной Toys (Игрушки), или MyToys (Мои игрушки). Также можно использовать числа при определении переменной. Например, toy1, toy2, toy3 и т.д.
Важно знать, что когда вы указываете имя переменной, нужно использовать только английские буквы и нельзя использовать пробелы.
Также нельзя использовать зарезервированные слова. У каждого языка программирования они свои и для раскрытия этой темы нужно делать отдельный урок по переменным в каждом из этих языков программирования.
Еще очень важно назначать переменным осмысленные имена. Потому что когда вы будете создавать большие проекты (программы), то в последствии вам будет легче понимать свой код. Вы легко вспомните, что означает та, или иная переменная. Ведь если вы дадите переменным имена i, b, f, Str1, то спустя некоторое время вы забудете для чего объявляли именно эти переменные, и будет очень тяжело понять, что они означают. А вот когда вы видите имя переменной Toys, то вы сразу понимаете, что хранится в этой переменной (в нашем случае — игрушки).
Ну и для закрепления этой темы, давайте я еще покажу как по ходу выполнения программы, переменная может менять свое значение.
Код JavaScript:
Надеюсь, вам понравился этот урок.