Bài giảng Ngôn ngữ lập trình hệ thống

163 trang hapham 20

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Ngôn ngữ lập trình hệ thống", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_ngon_ngu_lap_trinh_he_thong.pdf

Nội dung text: Bài giảng Ngôn ngữ lập trình hệ thống

GIỚI THIỆU Tin học là một ngành khoa học mũi nhọn phát triển hết sức nhanh chóng trong vài chục năm lại đây và ngày càng mở rộng lĩnh vực nghiên cứu, ứng dụng trong mọi mặt của đời sống xã hội. Ngôn ngữ lập trình là một loại công cụ giúp con người thể hiện các vấn đề của thực tế lên máy tính một cách hữu hiệu. Với sự phát triển của tin học, các ngôn ngữ lập trình cũng dần tiến hoá để đáp ứng các thách thức mới của thực tế. Khoảng cuối những năm 1960 đầu 1970 xuất hiện nhu cầu cần có các ngôn ngữ bậc cao để hỗ trợ cho những nhà tin học trong việc xây dựng các phần mềm hệ thống, hệ điều hành. Ngôn ngữ C ra đời từ đó, nó đã được phát triển tại phòng thí nghiệm Bell. Đến năm 1978, giáo trình " Ngôn ngữ lập trình C " do chính các tác giả của ngôn ngữ là Dennish Ritchie và B.W. Kernighan viết, đã được xuất bản và phổ biến rộng rãi. C là ngôn ngữ lập trình vạn năng. Ngoài việc C được dùng để viết hệ điều hành UNIX, người ta nhanh chóng nhận ra sức mạnh của C trong việc xử lý cho các vấn đề hiện đại của tin học. C không gắn với bất kỳ một hệ điều hành hay máy nào, và mặc dầu nó đã được gọi là " ngôn ngữ lập trình hệ thống" vì nó được dùng cho việc viết hệ điều hành, nó cũng tiện lợi cho cả việc viết các chương trình xử lý số, xử lý văn bản và cơ sở dữ liệu. Và bây giờ chúng ta đi tìm hiểu thế giới của ngôn ngữ C từ những khái niệm ban đầu cơ bản nhất. Hà nội tháng 11 năm 1997 Nguyễn Hữu Tuấn
Chương 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1. Tập ký tự dùng trong ngôn ngữ C : Mọi ngôn ngữ lập trình đều đƣợc xây dựng từ một bộ ký tự nào đó. Các ký tự đƣợc nhóm lại theo nhiều cách khác nhau để tạo nên các từ. Các từ lại đƣợc liên kết với nhau theo một qui tắc nào đó để tạo nên các câu lệnh. Một chƣơng trình bao gồm nhiều câu lệnh và thể hiện một thuật toán để giải một bài toán nào đó. Ngôn ngữ C đƣợc xây dựng trên bộ ký tự sau : 26 chữ cái hoa : A B C Z 26 chữ cái thƣờng : a b c z 10 chữ số : 0 1 2 9 Các ký hiệu toán học : + - * / = ( ) Ký tự gạch nối : _ Các ký tự khác : . , : ; [ ] {} ! \ & % # $ Dấu cách (space) dùng để tách các từ. Ví dụ chữ VIET NAM có 8 ký tự, còn VIETNAM chỉ có 7 ký tự. Chú ý : Khi viết chƣơng trình, ta không đƣợc sử dụng bất kỳ ký tự nào khác ngoài các ký tự trên. Ví dụ nhƣ khi lập chƣơng trình giải phƣơng trình bậc hai ax2 +bx+c=0 , ta cần tính biệt thức Delta = b2 - 4ac, trong ngôn ngữ C không cho phép dùng ký tự , vì vậy ta phải dùng ký hiệu khác để thay thế. 1.2. Từ khoá : Từ khoá là những từ đƣợc sử dụng để khai báo các kiểu dữ liệu, để viết các toán tử và các câu lệnh. Bảng dƣới đây liệt kê các từ khoá của TURBO C : asm break case cdecl char const continue default 2
do double else enum extern far float for goto huge if int interrupt long near pascal register return short signed sizeof static struct switch tipedef union unsigned void volatile while Ý nghĩa và cách sử dụng của mỗi từ khoá sẽ đƣợc đề cập sau này, ở đây ta cần chú ý : - Không đƣợc dùng các từ khoá để đặt tên cho các hằng, biến, mảng, hàm - Từ khoá phải đƣợc viết bằng chữ thƣờng, ví dụ : viết từ khoá khai báo kiểu nguyên là int chứ không phải là INT. 1.3. Tên : Tên là một khái niệm rất quan trọng, nó dùng để xác định các đại lƣợng khác nhau trong một chƣơng trình. Chúng ta có tên hằng, tên biến, tên mảng, tên hàm, tên con trỏ, tên tệp, tên cấu trúc, tên nhãn, Tên đƣợc đặt theo qui tắc sau : Tên là một dãy các ký tự bao gồm chữ cái, số và gạch nối. Ký tự đầu tiên của tên phải là chữ hoặc gạch nối. Tên không đƣợc trùng với khoá. Độ dài cực đại của tên theo mặc định là 32 và có thể đƣợc đặt lại là một trong các giá trị từ 1 tới 32 nhờ chức năng : Option-Compiler-Source-Identifier length khi dùng TURBO C. Ví dụ : Các tên đúng : a_1 delta x1 _step GAMA Các tên sai : 3MN Ký tự đầu tiên là số m#2 Sử dụng ký tự # f(x) Sử dụng các dấu ( ) 3
do Trùng với từ khoá te ta Sử dụng dấu trắng Y-3 Sử dụng dấu - Chú ý : Trong TURBO C, tên bằng chữ thƣờng và chữ hoa là khác nhau ví dụ tên AB khác với ab. trong C, ta thƣờng dùng chữ hoa để đặt tên cho các hằng và dùng chữ thƣờng để đặt tên cho hầu hết cho các đại lƣợng khác nhƣ biến, biến mảng, hàm, cấu trúc. Tuy nhiên đây không phải là điều bắt buộc. 1.4. Kiểu dữ liệu : Trong C sử dụng các các kiểu dữ liệu sau : 1.4.1. Kiểu ký tự (char) : Một giá trị kiểu char chiếm 1 byte ( 8 bit ) và biểu diễn đƣợc một ký tự thông qua bảng mã ASCII. Ví dụ : Ký tự Mã ASCII 0 048 1 049 2 050 A 065 B 066 a 097 b 098 Có hai kiểu dữ liệu char : kiểu signed char và unsigned char. Kiểu Phạm vi biểu diễn Số ký tự Kích thƣớc Char ( Signed char ) -128 đến 127 256 1 byte Unsigned char 0 đến 255 256 1 byte 4
Ví dụ sau minh hoạ sự khác nhau giữa hai kiểu dữ liệu trên : Xét đoạn chƣơng trình sau : char ch1; unsigned char ch2; ch1=200; ch2=200; Khi đó thực chất : ch1=-56; ch2=200; Nhƣng cả ch1 và ch2 đều biểu diễn cùng một ký tự có mã 200. Phân loại ký tự : Có thể chia 256 ký tự làm ba nhóm : Nhóm 1: Nhóm các ký tự điều khiển có mã từ 0 đến 31. Chẳng hạn ký tự mã 13 dùng để chuyển con trỏ về đầu dòng, ký tự 10 chuyển con trỏ xuống dòng dƣới ( trên cùng một cột ). Các ký tự nhóm này nói chung không hiển thị ra màn hình. Nhóm 2 : Nhóm các ký tự văn bản có mã từ 32 đến 126. Các ký tự này có thể đƣợc đƣa ra màn hình hoặc máy in. Nhóm 3 : Nhóm các ký tự đồ hoạ có mã số từ 127 đến 255. Các ký tự này có thể đƣa ra màn hình nhƣng không in ra đƣợc ( bằng các lệnh DOS ). 1.4.2. Kiểu nguyên : Trong C cho phép sử dụng số nguyên kiểu int, số nguyên dài kiểu long và số nguyên không dấu kiểu unsigned. Kích cỡ và phạm vi biểu diễn của chúng đƣợc chỉ ra trong bảng dƣới đây : Kiểu Phạm vi biểu diễn Kích thƣớc int -32768 đến 32767 2 byte unsigned int 0 đến 65535 2 byte long -2147483648 đến 2147483647 4 byte unsigned long 0 đến 4294967295 4 byte 5
Chú ý : Kiểu ký tự cũng có thể xem là một dạng của kiểu nguyên. 1.4.3. Kiểu dấu phảy động : Trong C cho phép sử dụng ba loại dữ liệu dấu phảy động, đó là float, double và long double. Kích cỡ và phạm vi biểu diễn của chúng đƣợc chỉ ra trong bảng dƣới đây : Kiểu Phạm vi biểu diễn Số chữ số Kích thƣớc có nghĩa Float 3.4E-38 đến 3.4E+38 7 đến 8 4 byte Double 1.7E-308 đến 1.7E+308 15 đến 16 8 byte long double 3.4E-4932 đến 1.1E4932 17 đến 18 10 byte Giải thích : Máy tính có thể lƣu trữ đƣợc các số kiểu float có giá trị tuyệt đối từ 3.4E-38 đến 3.4E+38. Các số có giá trị tuyệt đối nhỏ hơn3.4E-38 đƣợc xem bằng 0. Phạm vi biểu diễn của số double đƣợc hiểu theo nghĩa tƣơng tự. 1.5. Định nghĩa kiểu bằng TYPEDEF : 1.5.1. Công dụng : Từ khoá typedef dùng để đặt tên cho một kiểu dữ liệu. Tên kiểu sẽ đƣợc dùng để khai báo dữ liệu sau này. Nên chọn tên kiểu ngắn và gọn để dễ nhớ. Chỉ cần thêm từ khoá typedef vào trƣớc một khai báo ta sẽ nhận đƣợc một tên kiểu dữ liệu và có thể dùng tên này để khai báo các biến, mảng, cấu trúc, vv 1.5.2. Cách viết : Viết từ khoá typedef, sau đó kiểu dữ liệu ( một trong các kiểu trên ), rồi đến tên của kiểu. Ví dụ câu lệnh : typedef int nguyen; 6
sẽ đặt tên một kiểu int là nguyen. Sau này ta có thể dùng kiểu nguyen để khai báo các biến, các mảng int nhƣ ví dụ sau ; nguyen x,y,a[10],b[20][30]; Tƣơng tự cho các câu lệnh : typedef float mt50[50]; Đặt tên một kiểu mảng thực một chiều có 50 phần tử tên là mt50. typedef int m_20_30[20][30]; Đặt tên một kiểu mảng thực hai chiều có 20x30 phần tử tên là m_20_30. Sau này ta sẽ dùng các kiểu trên khai báo : mt50 a,b; m_20_30 x,y; 1.6. Hằng : Hằng là các đại lƣợng mà giá trị của nó không thay đổi trong quá trình tính toán. 1.6.1. Tên hằng : Nguyên tắc đặt tên hằng ta đã xem xét trong mục 1.3. Để đặt tên một hằng, ta dùng dòng lệnh sau : #define tên hằng giá trị Ví dụ : #define MAX 1000 Lúc này, tất cả các tên MAX trong chƣơng trình xuất hiện sau này đều đƣợc thay bằng 1000. Vì vậy, ta thƣờng gọi MAX là tên hằng, nó biểu diễn số 1000. Một ví dụ khác : #define pi 3.141593 Đặt tên cho một hằng float là pi có giá trị là 3.141593. 1.6.2. Các loại hằng : 1.6.2.1. Hằng int : 7
Hằng int là số nguyên có giá trị trong khoảng từ -32768 đến 32767. Ví dụ : #define number1 -50 Định nghiã hằng int number1 có giá trị là -50 #define sodem 2732 Định nghiã hằng int sodem có giá trị là 2732 Chú ý : Cần phân biệt hai hằng 5056 và 5056.0 : ở đây 5056 là số nguyên còn 5056.0 là hằng thực. 1.6.2.2. Hằng long : Hằng long là số nguyên có giá trị trong khoảng từ -2147483648 đến 2147483647. Hằng long đƣợc viết theo cách : 1234L hoặc 1234l ( thêm L hoặc l vào đuôi ) Một số nguyên vƣợt ra ngoài miền xác định của int cũng đƣợc xem là long. Ví dụ : #define sl 8865056L Định nghiã hằng long sl có giá trị là 8865056 #define sl 8865056 Định nghiã hằng long sl có giá trị là 8865056 1.6.2.3. Hằng int hệ 8 : Hằng int hệ 8 đƣợc viết theo cách 0c1c2c3 Ở đây ci là một số nguyên dƣơng trong khoảng từ 1 đến 7. Hằng int hệ 8 luôn luôn nhận giá trị dƣơng. Ví dụ : #define h8 0345 Định nghiã hằng int hệ 8 có giá trị là 3*8*8+4*8+5=229 8
1.6.2.4. Hằng int hệ 16 : Trong hệ này ta sử dụng 16 ký tự : 0,1 ,9,A,B,C,D,E,F. Cách viết Giá trị a hoặc A 10 b hoặc B 11 c hoặc C 12 d hoặc D 13 e hoặc E 14 f hoặc F 15 Hằng số hệ 16 có dạng 0xc1c2c3 hặc 0Xc1c2c3 Ở đây ci là một số trong hệ 16. Ví dụ : #define h16 0xa5 #define h16 0xA5 #define h16 0Xa5 #define h16 0XA5 Cho ta các hắng số h16 trong hệ 16 có giá trị nhƣ nhau. Giá trị của chúng trong hệ 10 là : 10*16+5=165. 1.6.2.5. Hằng ký tự : Hằng ký tự là một ký tự riêng biệt đƣợc viết trong hai dấu nháy đơn, ví dụ 'a'. Giá trị của 'a' chính là mã ASCII của chữ a. Nhƣ vậy giá trị của 'a' là 97. Hằng ký tự có thể tham gia vào các phép toán nhƣ mọi số nguyên khác. Ví dụ : '9'-'0'=57-48=9 Ví dụ : #define kt 'a' Định nghiã hằng ký tự kt có giá trị là 97 9
Hằng ký tự còn có thể đƣợc viết theo cách sau : ' \c1c2c3' trong đó c1c2c3 là một số hệ 8 mà giá trị của nó bằng mã ASCII của ký tự cần biểu diễn. Ví dụ : chữ a có mã hệ 10 là 97, đổi ra hệ 8 là 0141. Vậy hằng ký tự 'a' có thể viết dƣới dạng '\141'. Đối với một vài hằng ký tự đặc biệt ta cần sử dụng cách viết sau ( thêm dấu \ ) : Cách viết Ký tự '\'' ' '\"' " '\\' \ '\n' \n (chuyển dòng ) '\0' \0 ( null ) '\t' Tab '\b' Backspace '\r' CR ( về đầu dòng ) '\f' LF ( sang trang ) Chú ý : Cần phân biệt hằng ký tự '0' và '\0'. Hằng '0' ứng với chữ số 0 có mã ASCII là 48, còn hằng '\0' ứng với kýtự \0 ( thƣờng gọi là ký tự null ) có mã ASCII là 0. Hằng ký tự thực sự là một số nguyên, vì vậy có thể dùng các số nguyên hệ 10 để biểu diễn các ký tự, ví dụ lệnh printf("%c%c",65,66) sẽ in ra AB. 1.6.2.5. Hằng xâu ký tự : Hằng xâu ký tự là một dãy ký tự bất kỳ đặt trong hai dấu nháy kép. Ví dụ : #define xau1 "Ha noi" #define xau2 "My name is Giang" 10
Xâu ký tự đƣợc lƣu trữ trong máy dƣới dạng một bảng có các phần tử là các ký tự riêng biệt. Trình biên dịch tự động thêm ký tự null \0 vào cuối mỗi xâu ( ký tự \0 đƣợc xem là dấu hiệu kết thúc của một xâu ký tự ). Chú ý : Cần phân biệt hai hằng 'a' và "a". 'a' là hằng ký tự đƣợc lƣu trữ trong 1 byte, còn "a" là hằng xâu ký tự đƣợc lƣu trữ trong 1 mảng hai phần tử : phần tử thứ nhất chứa chữ a còn phần tử thứ hai chứa \0. 1.7. Biến : Mỗi biến cần phải đƣợc khai báo trƣớc khi đƣa vào sử dụng. Việc khai báo biến đƣợc thực hiện theo mẫu sau : Kiểu dữ liệu của biến tên biến ; Ví dụ : int a,b,c; Khai báo ba biến int là a,b,c long dai,mn; Khai báo hai biến long là dai và mn char kt1,kt2; Khai báo hai biến ký tự là kt1 và kt2 float x,y Khai báo hai biến float là x và y double canh1, canh2; Khai báo hai biến double là canh1 và canh2 Biến kiểu int chỉ nhận đƣợc các giá trị kiểu int. Các biến khác cũng có ý nghĩa tƣơng tự. Các biến kiểu char chỉ chứa đƣợc một ký tự. Để lƣu trữ đƣợc một xâu ký tự cần sử dụng một mảng kiểu char. Vị trí của khai báo biến : Các khai báo cần phải đƣợc đặt ngay sau dấu { đầu tiên của thân hàm và cần đứng trƣớc mọi câu lệnh khác. Sau đây là một ví dụ về khai báo biến sai : ( Khái niệm về hàm và cấu trúc chƣơng trình sẽ nghiên cứu sau này) 11
main() { int a,b,c; a=2; int d; /* Vị trí của khai báo sai */ } Khởi đầu cho biến : Nếu trong khai báo ngay sau tên biến ta đặt dấu = và một giá trị nào đó thì đây chính là cách vừa khai báo vừa khởi đầu cho biến. Ví dụ : int a,b=20,c,d=40; float e=-55.2,x=27.23,y,z,t=18.98; Việc khởi đầu và việc khai báo biến rồi gán giá trị cho nó sau này là hoàn toàn tƣơng đƣơng. Lấy địa chỉ của biến : Mỗi biến đƣợc cấp phát một vùng nhớ gồm một số byte liên tiếp. Số hiệu của byte đầu chính là địa chỉ của biến. Địa chỉ của biến sẽ đƣợc sử dụng trong một số hàm ta sẽ nghiên cứu sau này ( ví dụ nhƣ hàm scanf ). Để lấy địa chỉ của một biến ta sử dụng phép toán : & tên biến 1.8 Mảng : Mỗi biến chỉ có thể biểu diễn một giá trị. Để biểu diễn một dãy số hay một bảng số ta có thể dùng nhiều biến nhƣng cách này không thuận lợi. Trong trƣờng hợp này ta có khái niệm về mảng. Khái niệm về mảng trong ngôn ngữ C cũng giống nhƣ khái niệm về ma trận trong đại số tuyến tính. 12
Mảng có thể đƣợc hiểu là một tập hợp nhiều phần tử có cùng một kiểu giá trị và chung một tên. Mỗi phần tử mảng biểu diễn đƣợc một giá trị. Có bao nhiêu kiểu biến thì có bấy nhiêu kiểu mảng. Mảng cần đƣợc khai báo để định rõ : Loại mảng : int, float, double Tên mảng. Số chiều và kích thƣớc mỗi chiều. Khái niệm về kiểu mảng và tên mảng cũng giống nhƣ khái niệm về kiểu biến và tên biến. Ta sẽ giải thích khái niệm về số chiều và kích thƣớc mỗi chiều thông qua các ví dụ cụ thể dƣới đây. Các khai báo : int a[10],b[4][2]; float x[5],y[3][3]; sẽ xác định 4 mảng và ý nghĩa của chúng nhƣ sau : Thứ tự Tên mảng Kiểu mảng Số chiều Kích Các phần tử thƣớc 1 A Int 1 10 a[0],a[1],a[2] a[9] 2 B Int 2 4x2 b[0][0], b[0][1] b[1][0], b[1][1] b[2][0], b[2][1] b[3][0], b[3][1] 3 X Float 1 5 x[0],x[1],x[2] x[4] 4 Y Float 2 3x3 y[0][0], y[0][1], y[0][2] y[1][0], y[1][1], y[1][2] y[2][0], y[2][1], y[1][2] Chú ý : Các phần tử của mảng đƣợc cấp phát các khoảng nhớ liên tiếp nhau trong bộ nhớ. Nói cách khác, các phần tử của mảng có địa chỉ liên tiếp nhau. 13
Trong bộ nhớ, các phần tử của mảng hai chiều đƣợc sắp xếp theo hàng. Chỉ số mảng : Một phần tử cụ thể của mảng đƣợc xác định nhờ các chỉ số của nó. Chỉ số của mảng phải có giá trị int không vƣợt quá kích thƣớc tƣơng ứng. Số chỉ số phải bằng số chiều của mảng. Giả sử z,b,x,y đã đƣợc khai báo nhƣ trên, và giả sử i,j là các biến nguyên trong đó i=2, j=1. Khi đó : a[j+i-1] là a[2] b[j+i][2-i] là b[3][0] y[i][j] là y[2][1] Chú ý : Mảng có bao nhiêu chiều thì ta phải viết nó có bấy nhiêu chỉ số. Vì thế nếu ta viết nhƣ sau sẽ là sai : y[i] ( Vì y là mảng 2 chiều ) vv Biểu thức dùng làm chỉ số có thể thực. Khi đó phần nguyên của biểu thức thực sẽ là chỉ số mảng. Ví dụ : a[2.5] là a[2] b[1.9] là a[1] * Khi chỉ số vƣợt ra ngoài kích thƣớc mảng, máy sẽ vẫn không báo lỗi, nhƣng nó sẽ truy cập đến một vùng nhớ bên ngoài mảng và có thể làm rối loạn chƣơng trình. Lấy địa chỉ một phần tử của mảng : Có một vài hạn chế trên các mảng hai chiều. Chẳng hạn có thể lấy địa chỉ của các phần tử của mảng một chiều, nhƣng nói chung không cho phép lấy địa chỉ của phần tử của mảng hai chiều. Nhƣ vậy máy sẽ chấp nhận phép tính : &a[i] nhƣng không chấp nhận phép tính &y[i][j]. 14
Địa chỉ đầu của một mảng : Tên mảng biểu thị địa chỉ đầu của mảng. Nhƣ vậy ta có thể dùng a thay cho &a[0]. Khởi đầu cho biến mảng : Các biến mảng khai báo bên trong thân của một hàm ( kể cả hàm main() ) gọi là biến mảng cục bộ. Muốn khởi đầu cho một mảng cục bộ ta sử dụng toán tử gán trong thân hàm. Các biến mảng khai báo bên ngoài thân của một hàm gọi là biến mảng ngoài. Để khởi đầu cho biến mảng ngoài ta áp dụng các qui tắc sau : Các biến mảng ngoài có thể khởi đầu ( một lần ) vào lúc dịch chƣơng trình bằng cách sử dụng các biểu thức hằng. Nếu không đƣợc khởi đầu máy sẽ gán cho chúng giá trị 0. Ví dụ : float y[6]={3.2,0,5.1,23,0,42}; int z[3][2]={ {25,31}, {12,13}, {45,15} { main() { } 15
Khi khởi đầu mảng ngoài có thể không cần chỉ ra kích thƣớc ( số phần tử ) của nó. Khi đó, máy sẽ dành cho mảng một khoảng nhớ đủ để thu nhận danh sách giá trị khởi đầu. Ví dụ : float a[]={0,5.1,23,0,42}; int m[][3]={ {25,31,4}, {12,13,89}, {45,15,22} }; Khi chỉ ra kích thƣớc của mảng, thì kích thƣớc này cần không nhỏ hơn kích thƣớc của bộ khởi đầu. Ví dụ : float m[6]={0,5.1,23,0}; int z[6][3]={ {25,31,3}, {12,13,22}, {45,15,11} }; Đối với mảng hai chiều, có thể khởi đầu với số giá trị khởi đầu của mỗi hàng có thể khác nhau : Ví dụ : float z[][3]={ 16
{31.5}, {12,13}, {-45.76} }; int z[13][2]={ {31.11}, {12}, {45.14,15.09} }; Khởi đầu của một mảng char có thể là Một danh sách các hằng ký tự. Một hằng xâu ký tự. Ví dụ : char ten[]={'h','a','g'} char ho[]='tran' char dem[10] ="van" 17
Chương 2 CÁC LỆNH VÀO RA Chƣơng này giới thiệu thƣ viện vào/ra chuẩn là một tập các hàm đƣợc thiết kế để cung cấp hệ thống vào/ra chuẩn cho các chƣơng trình C. Chúng ta sẽ không mô tả toàn bộ thƣ viện vào ra ở đây mà chỉ quan tâm nhiều hơn đến việc nêu ra những điều cơ bản nhất để viết chƣơng trình C tƣơng tác với môi trƣờng và hệ điều hành. 2.1. Thâm nhập vào thư viện chuẩn : Mỗi tệp gốc có tham trỏ tới hàm thƣ viện chuẩn đều phải chứa dòng : #include cho các hàm getch(), putch(), clrscr(), gotoxy() #include cho các hàm khác nhƣ gets(), fflus(), fwrite(), scanf() ở gần chỗ bắt đầu chƣơng trình. Tệp stdio.h định nghĩa các macro và biến cùng các hàm dùng trong thƣ viện vào/ra. Dùng dấu ngoặc thay cho các dấu nháy thông thƣờng để chỉ thị cho trình biên dịch tìm kiếm tệp trong danh mục chứa thông tin tiêu đề chuẩn. 2.2. Các hàm vào ra chuẩn - getchar() và putchar() - getch() và putch() : 2.2.1. Hàm getchar () : Cơ chế vào đơn giản nhất là đọc từng ký tự từ thiết bị vào chuẩn, nói chung là bàn phím và màn hình của ngƣời sử dụng, bằng hàm getchar(). Cách dùng : Dùng câu lệnh sau : biến = getchar(); Công dụng : Nhận một ký tự vào từ bàn phím và không đƣa ra màn hình. Hàm sẽ trả về ký tự nhận đƣợc và lƣu vào biến. 18
Ví dụ : int c; c = getchar() 2.2.2. Hàm putchar () : Để đƣa một ký tự ra thiết bị ra chuẩn, nói chung là màn hình, ta sử dụng hàm putchar() Cách dùng : Dùng câu lệnh sau : putchar(ch); Công dụng : Đƣa ký tự ch lên màn hình tại vị trí hiện tại của con trỏ. Ký tự sẽ đƣợc hiển thị với màu trắng. Ví dụ : int c; c = getchar(); putchar(c); 2.2.3. Hàm getch() : Hàm nhận một ký tự từ bộ đệm bàn phím, không cho hiện lên màn hình. Cách dùng : Dùng câu lệnh sau : getch(); Công dụng : Nếu có sẵn ký tự trong bộ đệm bàn phím thì hàm sẽ nhận một ký tự trong đó. 19
Nếu bộ đệm rỗng, máy sẽ tạm dừng. Khi gõ một ký tự thì hàm nhận ngay ký tự đó ( không cần bấm thêm phím Enter nhƣ trong các hàm nhập khác ). Ký tự vừa gõ không hiện lên màn hình. Nếu dùng : biến=getch(); Thì biến sẽ chứa ký tự đọc vào. Ví dụ : c = getch(); 2 2.4. Hàm putch() : Cách dùng : Dùng câu lệnh sau : putch(ch); Công dụng : Đƣa ký tự ch lên màn hình tại vị trí hiện tại của con trỏ. Ký tự sẽ đƣợc hiển thị theo màu xác định trong hàm textcolor. Hàm cũng trả về ký tự đƣợc hiển thị. 2.3. Đưa kết quả lên màn hình - hàm printf : Cách dùng : prinf(điều khiển, đối số 1, đối số 2, ); Hàm printf chuyển, tạo khuôn dạng và in các đối của nó ra thiết bị ra chuẩn dƣới sự điều khiển của xâu điều khiển. Xâu điều khiển chứa hai kiểu đối tƣợng : các ký tự thông thƣờng, chúng sẽ đƣợc đƣa ra trực tiếp thiết bị ra, và các đặc tả chuyển dạng, mỗi đặc tả sẽ tạo ra việc đổi dạng và in đối tiếp sau của printf. Chuỗi điều khiển có thể có các ký tự điều khiển : 20
\n sang dòng mới \f sang trang mới \b lùi lại một bƣớc \t dấu tab Dạng tổng quát của đặc tả : %[-][fw][.pp]ký tự chuyển dạng Mỗi đặc tả chuyển dạng đều đƣợc đƣa vào bằng ký tự % và kết thúc bởi một ký tự chuyển dạng. Giữa % và ký tự chuyển dạng có thể có : Dấu trừ : Khi không có dấu trừ thì kết quả ra đƣợc dồn về bên phải nếu độ dài thực tế của kết quả ra nhỏ hơn độ rộng tối thiểu fw dành cho nó. Các vị trí dƣ thừa sẽ đƣợc lấp đầy bằng các khoảng trống. Riêng đối với các trƣờng số, nếu dãy số fw bắt đầu bằng số 0 thì các vị trí dƣ thừa bên trái sẽ đƣợc lấp đầy bằng các số 0. Khi có dấu trừ thì kết quả đƣợc dồn về bên trái và các vị trí dƣ thừa về bên phải ( nếu có ) luôn đƣợc lấp đầy bằng các khoảng trống. fw : Khi fw lớn hơn độ dài thực tế của kết quả ra thì các vị trí dƣ thừa sẽ đƣợc lấp đầy bởi các khoảng trống hoặc số 0 và nội dung của kết quả ra sẽ đƣợc đẩy về bên phải hoặc bên trái. Khi không có fw hoặc fw nhỏ hơn hay bằng độ dài thực tế của kết quả ra thì độ rộng trên thiết bị ra dành cho kết quả sẽ bằng chính độ dài của nó. Tại vị trí của fw ta có thể đặt dấu *, khi đó fw đƣợc xác định bởi giá trị nguyên của đối tƣơng ứng. Ví dụ : Kết quả ra fw Dấu - Kết quả đƣa ra -2503 8 có -2503 -2503 08 có -2503 21
-2503 8 không -2503 -2503 08 không 000-2503 "abcdef" 8 không abcdef "abcdef" 08 có abcdef "abcdef" 08 không abcdef pp : Tham số pp chỉ đƣợc sử dụng khi đối tƣơng ứng là một xâu ký tự hoặc một giá trị kiểu float hay double. Trong trƣờng hợp đối tƣơng ứng có giá trị kiểu float hay double thì pp là độ chính xác của trƣờng ra. Nói một cách cụ thể hơn giá trị in ra sẽ có pp chữ số sau số thập phân. Khi vắng mặt pp thì độ chính xác sẽ đƣợc xem là 6. Khi đối là xâu ký tự : Nếu pp nhỏ hơn độ dài của xâu thì chỉ pp ký tự đầu tiên của xâu đƣợc in ra. Nếu không có pp hoặc nếu pp lớn hơn hay bằng độ dài của xâu thì cả xâu ký tự sẽ đƣợc in ra. Ví dụ : Kết quả ra fw pp Dấu - Kết quả đƣa Độ dài ra trƣờng ra -435.645 10 2 có -435.65 7 -435.645 10 0 có -436 4 -435.645 8 vắng có -435.645000 11 "alphabeta" 8 3 vắng alp 3 "alphabeta" vắng vắng vắng alphabeta 9 "alpha" 8 6 có alpha 5 Các ký tự chuyển dạng và ý nghĩa của nó : 22
Ký tự chuyển dạng là một hoặc một dãy ký hiệu xác định quy tắc chuyển dạng và dạng in ra của đối tƣơng ứng. Nhƣ vậy sẽ có tình trạng cùng một số sẽ đƣợc in ra theo các dạng khác nhau. Cần phải sử dụng các ký tự chuyển dạng theo đúng qui tắc định sẵn. Bảng sau cho các thông tin về các ký tự chuyển dạng. Ký tự chuyển dạng ý nghĩa d Đối đƣợc chuyển sang số nguyên hệ thập phân o Đối đƣợc chuyển sang hệ tám không dấu ( không có số 0 đứng trƣớc ) x Đối đƣợc chuyển sang hệ mƣới sáu không dấu ( không có 0x đứng trƣớc ) u Đối đƣợc chuyển sang hệ thập phân không dấu c Đối đƣợc coi là một ký tự riêng biệt s Đối là xâu ký tự, các ký tự trong xâu đƣợc in cho tới khi gặp ký tự không hoặc cho tới khi đủ số lƣợng ký tự đƣợc xác định bởi các đặc tả về độ chính xác pp. e Đối đƣợc xem là float hoặc double và đƣợc chuyển sang dạng thập phân có dạng [-]m.n nE[+ hoặc -] với độ dài của xâu chứa n là pp. f Đối đƣợc xem là float hoặc double và đƣợc chuyển sang dạng thập phân có dạng [-]m m.n n với độ dài của xâu chứa n là pp. Độ chính xác mặc định là 6. Lƣu ý rằng độ chính xác không xác định ra số các chữ số có nghĩa phải in theo khuôn dạng f. g Dùng %e hoặc %f, tuỳ theo loại nào ngắn hơn, không in các số 0 vô nghĩa. Chú ý : Mọi dãy ký tự không bắt đầu bằng % hoặc không kết thúc bằng ký tự chuyển dạng đều đƣợc xem là ký tự hiển thị. Để hiển thị các ký tự đặc biệt : Cách viết Hiển thị 23
\' ' \" " \\ \ Các ví dụ : 1 printf("\" Nang suat tang : %d % \" \n\\d"",30,-50); "Nang suat tang ; 30 %" \d=-50 2 n=8 25.500000 float x=25.5, y=-47.335 -47.34 printf("\n%f\n%*.2f",x,n,y); Lệnh này tƣơng đƣơng với printf("\n%f\n%8.2f",x,n,y); Vì n=8 tƣơng ứng với vị trí * 2.4. Vào số liệu từ bàn phím - hàm scanf : Hàm scanf là hàm đọc thông tin từ thiết bị vào chuẩn ( bàn phím ), chuyển dịch chúng ( thành số nguyên, số thực, ký tự vv ) rồi lƣu trữ nó vào bộ nhớ theo các địa chỉ xác định. Cách dùng : scanf(điều khiển,đối 1, đối 2, ); Xâu điều khiển chứa các đặc tả chuyển dạng, mỗi đặc tả sẽ tạo ra việc đổi dạng biến tiếp sau của scanf. Đặc tả có thể viết một cách tổng quát như sau : %[*][d d]ký tự chuyển dạng Việc có mặt của dấu * nói lên rằng trƣờng vào vẫn đƣợc dò đọc bình thƣờng, nhƣng giá trị của nó bị bỏ qua ( không đƣợc lƣu vào bộ nhớ ). Nhƣ vậy đặc tả chứa dấu * sẽ không có đối tƣơng ứng. d d là một dãy số xác định chiều dài cực đại của trƣờng vào, ý nghĩa của nó đƣợc giải thích nhƣ sau : 24
Nếu tham số d d vắng mặt hoặc nếu giá trị của nó lớn hơn hay bằng độ dài của trƣờng vào tƣơng ứng thì toàn bộ trƣờng vào sẽ đƣợc đọc, nội dung của nó đƣợc dịch và đƣợc gán cho địa chỉ tƣơng ứng ( nếu không có dấu * ). Nếu giá trị của d d nhỏ hơn độ dài của trƣờng vào thì chỉ phần đầu của trƣờng có kích cỡ bằng d d đƣợc đọc và gán cho địa chỉ của biến tƣơng ứng. Phần còn lại của trƣờng sẽ đƣợc xem xét bởi các đặc tả và đối tƣơng ứng tiếp theo. Ví dụ : int a; float x,y; char ch[6],ct[6] scanf("%f%5f%3d%3s%s",&x&y&a&ch&ct0; Với dòng vào : 54.32e-1 25 12452348a Kết quả là lệnh scanf sẽ gán 5.432 cho x 25.0 cho y 124 cho a xâu "523" và dấu kết thúc \0 cho ch xâu "48a" và dấu kết thúc \0 cho ct Ký tự chuyển dạng : Ký tự chuyển dạng xác định cách thức dò đọc các ký tự trên dòng vào cũng nhƣ cách chuyển dịch thông tin đọc đựợc trƣớc khi gán nó cho các địa chỉ tƣơng ứng. Cách dò đọc thứ nhất là đọc theo trƣờng vào, khi đó các khoảng trắng bị bỏ qua. Cách này áp dụng cho hầu hết các trƣờng hợp. Cách dò đọc thứ hai là đọc theo ký tự, khi đó các khoảng trắng cũng đƣợc xem xét bình đẳng nhƣ các ký tự khác. Phƣơng pháp này chỉ xảy ra khi ta sử dụng một trong ba ký tự chuyển dạng sau : C, [ dãy ký tự ], [^ dãy ký tự ] Các ký tự chuyển dạng và ý nghĩa của nó : 25
c Vào một ký tự, đối tƣơng ứng là con trỏ ký tự. Có xét ký tự khoảng trắng d Vào một giá trị kiểu int, đối tƣơng ứng là con trỏ kiểu int. Trƣờng phải vào là số nguyên ld Vào một giá trị kiểu long, đối tƣơng ứng là con trỏ kiểu long. Trƣờng phải vào là số nguyên o Vào một giá trị kiểu int hệ 8, đối tƣơng ứng là con trỏ kiểu int. Trƣờng phải vào là số nguyên hệ 8 lo Vào một giá trị kiểu long hệ 8, đối tƣơng ứng là con trỏ kiểu long. Trƣờng phải vào là số nguyên hệ 8 x Vào một giá trị kiểu int hệ 16, đối tƣơng ứng là con trỏ kiểu int. Trƣờng phải vào là số nguyên hệ 16 lx Vào một giá trị kiểu long hệ 16, đối tƣơng ứng là con trỏ kiểu long. Trƣờng phải vào là số nguyên hệ 16 f hay e Vào một giá trị kiểu float, đối tƣơng ứng là con trỏ float, trƣờng vào phải là số dấu phảy động lf hay le Vào một giá trị kiểu double, đối tƣơng ứng là con trỏ double, trƣờng vào phải là số dấu phảy động s Vào một giá trị kiểu double, đối tƣơng ứng là con trỏ kiểu char, trƣờng vào phải là dãy ký tự bất kỳ không chứa các dấu cách và các dấu xuống dòng [ Dãy ký tự ], [ ^Dãy ký tự ] Các ký tự trên dòng vào sẽ lần lƣợt đƣợc đọc cho đến khi nào gặp một ký tự không thuộc tập các ký tự đặt trong[]. Đối tƣơng ứng là con trỏ kiểu char. Trƣờng vào là dãy ký tự bất kỳ ( khoảng trắng đƣợc xem nhƣ một ký tự ). Ví dụ : int a,b; char ch[10], ck[10]; scanf("%d%[0123456789]%[^0123456789]%3d",&a,ch,ck,&b); Với dòng vào : 35 13145 xyz 584235 26
Sẽ gán : 35 cho a xâu "13145" cho ch xâu "xyz' cho ck 584 cho b Chú ý : Xét đoạn chƣơng trình dùng để nhập ( từ bàn phím ) ba giá trị nguyên rồi gán cho ba biến a,b,c nhƣ sau : int a,b,c; scanf("%d%d%d”,&a,&b,&c); Để vào số liệu ta có thể thao tác theo nhiều cách khác nhau: Cách 1 : Đƣa ba số vào cùng một dòng, các số phân cách nhau bằng dấu cách hoặc dấu tab. Cách 2 : Đƣa ba số vào ba dòng khác nhau. Cách 3 : Hai số đầu cùng một dòng ( cách nahu bởi dấu cách hoặ tab ), số thứ ba trên dòng tiếp theo. Cách 4 : Số thứ nhất trên một dòng, hai số sau cùng một dòng tiếp theo ( cách nahu bởi dấu cách hoặ tab ), số thứ ba trên dòng tiếp theo. Khi vào sai sẽ báo lỗi và nhảy về chƣơng trình chứa lời gọi nó. 2.5. Đưa kết quả ra máy in : Để đƣa kết quả ra máy in ta dùng hàm chuẩn fprintf có dạng sau : fprintf(stdprn, điều khiển, biến 1, biến 2, ); Tham số stdprn xác định thiết bị đƣa ra là máy in. Điều khiển có dạng đặc tả nhƣ lệnh printf. Dùng giống nhƣ lệnh printf, chỉ khác là in ra máy in. 27
Ví dụ : Đoạn chƣơng trình in ma trận A, cỡ 8x6. Mỗi hàng của ma trận đƣợc in trên một dòng : float a[8][6]; int i,j; fprintf(stdprn,"\n%20c MA TRAN A\n\n\n",' '); for (i=0;i<8;++i) { for (j=0;j<6;++j) fprintf(stdprn,"%10.2f",a[i][j]); fprintf(stdprn,"\n"); } 28
Chương 3 BIỂU THỨC Toán hạng có thể xem là một đại lƣợng có một giá trị nào đó. Toán hạng bao gồm hằng, biến, phần tử mảng và hàm. Biểu thức lập nên từ các toán hạng và các phép tính để tạo nên những giá trị mới. Biểu thức dùng để diễn đạt một công thức, một qui trình tính toán, vì vậy nó là một thành phần không thể thiếu trong chƣơng trình. 3.1. Biểu thức : Biểu thức là một sự kết hợp giữa các phép toán và các toán hạng để diễn đạt một công thức toán học nào đó. Mỗi biểu thức có sẽ có một giá trị. Nhƣ vậy hằng, biến, phần tử mảng và hàm cũng đƣợc xem là biểu thức. Trong C, ta có hai khái niệm về biểu thức : Biểu thức gán. Biểu thức điều kiện . Biểu thức đƣợc phân loại theo kiểu giá trị : nguyên và thực. Trong các mệnh đề logic, biểu thức đƣợc phân thành đúng ( giá trị khác 0 ) và sai ( giá trị bằng 0 ). Biểu thức thƣờng đƣợc dùng trong : Vế phải của câu lệnh gán. Làm tham số thực sự của hàm. Làm chỉ số. Trong các toán tử của các cấu trúc điều khiển. Tới đây, ta đã có hai khái niệm chính tạo nên biểu thức đó là toán hạng và phép toán. Toán hạng gồm : hằng, biến, phần tử mảng và hàm trƣớc đây ta đã xét. Dƣới đây ta sẽ nói đến các phép toán. Hàm sẽ đƣợc đề cập trong chƣơng 6. 3.2. Lệnh gán và biểu thức: Biểu thức gán là biểu thức có dạng : v=e 29
Trong đó v là một biến ( hay phần tử mảng ), e là một biểu thức. Giá trị của biểu thức gán là giá trị của e, kiểu của nó là kiểu của v. Nếu đặt dấu ; vào sau biểu thức gán ta sẽ thu đƣợc phép toán gán có dạng : v=e; Biểu thức gán có thể sử dụng trong các phép toán và các câu lệnh nhƣ các biểu thức khác. Ví dụ nhƣ khi ta viết a=b=5; thì điều đó có nghĩa là gán giá trị của biểu thức b=5 cho biến a. Kết qủa là b=5 và a=5. Hoàn toàn tƣơng tự nhƣ : a=b=c=d=6; gán 6 cho cả a, b, c và d Ví dụ : z=(y=2)*(x=6); { ở đây * là phép toán nhân } gán 2 cho y, 6 cho x và nhân hai biểu thức lại cho ta z=12. 3.3. Các phép toán số học : Các phép toán hai ngôi số học là Phép toán ý nghiã Ví dụ + Phép cộng a+b - Phép trừ a-b * Phép nhân a*b / Phép chia a/b ( Chia số nguyên sẽ chặt phần thập phân ) % Phép lấy phần dƣ a%b ( Cho phần dƣ của phép chia a cho b ) Có phép toán một ngôi - ví du -(a+b) sẽ đảo giá trị của phép cộng (a+b). Ví dụ : 11/3=3 11%3=2 30
-(2+6)=-8 Các phép toán + và - có cùng thứ tự ƣu tiên, có thứ tự ƣu tiên nhỏ hơn các phép * , / , % và cả ba phép này lại có thứ tự ƣu tiên nhỏ hơn phép trừ một ngôi. Các phép toán số học đƣợc thực hiện từ trái sang phải. Số ƣu tiên và khả năng kết hợp của phép toán đƣợc chỉ ra trong một mục sau này 3.4. Các phép toán quan hệ và logic : Phép toán quan hệ và logic cho ta giá trị đúng ( 1 ) hoặc giá trị sai ( 0 ). Nói cách khác, khi các điều kiện nêu ra là đúng thì ta nhận đƣợc giá trị 1, trái lại ta nhận giá trị 0. Các phép toán quan hệ là : Phép toán ý nghiã Ví dụ > So sánh lớn hơn a>b 4>5 có giá trị 0 >= So sánh lớn hơn hoặc bằng a>=b 6>=2 có giá trị 1 < So sánh nhỏ hơn a<b 6<=7 có giá trị 1 <= So sánh nhỏ hơn hoặc bằng a<=b 8<=5 có giá trị 0 == So sánh bằng nhau a==b 6==6 có giá trị 1 != So sánh khác nhau a!=b 9!=9 có giá trị 0 Bốn phép toán đầu có cùng số ƣu tiên, hai phép sau có cùng số thứ tự ƣu tiên nhƣng thấp hơn số thứ tự của bốn phép đầu. Các phép toán quan hệ có số thứ tự ƣu tiên thấp hơn so với các phép toán số học, cho nên biểu thức : i<n-1 31
đƣợc hiểu là i d) có thể viết lại thành : a d Chú ý : Cả a và b có thể là nguyên hoặc thực. 3.5. Phép toán tăng giảm : C đƣa ra hai phép toán một ngôi để tăng và giảm các biến ( nguyên và thực ). Toán tử tăng là ++ sẽ cộng 1 vào toán hạng của nó, toán tử giảm thì sẽ trừ toán hạng đi 1. Ví dụ : 32
n=5 ++n Cho ta n=6 n Cho ta n=4 Ta có thể viết phép toán ++ và trƣớc hoặc sau toán hạng nhƣ sau : ++n, n++, n, n . Sự khác nhau của ++n và n++ ở chỗ : trong phép n++ thì tăng sau khi giá trị của nó đã đƣợc sử dụng, còn trong phép ++n thì n đƣợc tăng trƣớc khi sử dụng. Sự khác nhau giữa n và n cũng nhƣ vậy. Ví dụ : n=5 x=++n Cho ta x=6 và n=6 x=n++ Cho ta x=5 và n=6 3.6. Thứ tự ưu tiên các phép toán : Các phép toán có độ ƣu tiên khác nhau, điều này có ý nghĩa trong cùng một biểu thức sẽ có một số phép toán này đƣợc thực hiện trƣớc một số phép toán khác. Thứ tự ƣu tiên của các phép toán đƣợc trình bày trong bảng sau : TT Phép toán Trình tự kết hợp 1 () [] -> Trái qua phải 2 ! ~ & * - ++ (type ) sizeof Phải qua trái 3 * ( phép nhân ) / % Trái qua phải 4 + - Trái qua phải 5 > Trái qua phải 6 >= Trái qua phải 7 == != Trái qua phải 8 & Trái qua phải 9 ^ Trái qua phải 10 | Trái qua phải 11 && Trái qua phải 12 || Trái qua phải 33
13 ?: Phải qua trái 14 = += -= *= /= %= >= &= ^= |= Phải qua trái 15 , Trái qua phải Chú thích : Các phép toán tên một dòng có cùng thứ tự ƣu tiên, các phép toán ở hàng trên có số ƣu tiên cao hơn các số ở hàng dƣới. Đối với các phép toán cùng mức ƣu tiên thì trình tự tính toán có thể từ trái qua phải hay ngƣợc lại đƣợc chỉ ra trong cột trình tự kết hợp. Ví dụ : * px=*( px) ( Phải qua trái ) 8/4*6=(8/4)*6 ( Trái qua phải ) Nên dùng các dấu ngoặc tròn để viết biểu thức một cách chính xác. Các phép toán lạ : Dòng 1 [ ] Dùng để biểu diễn phần tử mảng, ví dụ : a[i][j] . Dùng để biểu diễn thành phần cấu trúc, ví dụ : ht.ten -> Dùng để biểu diễn thành phần cấu trúc thông qua con trỏ Dòng 2 * Dùng để khai báo con trỏ, ví dụ : int *a & Phép toán lấy địa chỉ, ví dụ : &x ( type) là phép chuyển đổi kiểu, ví dụ : (float)(x+y) Dòng 15 Toán tử , thƣờng dùng để viết một dãy biểu thức trong toán tử for. 3.7. Chuyển đổi kiểu giá trị : Việc chuyển đổi kiểu giá trị thƣờng diễn ra một cách tự động trong hai trƣờng hợp sau : 34
Khi gán biểu thức gồm các toán hạng khác kiểu. Khi gán một giá trị kiểu này cho một biến ( hoặc phần tử mảng ) kiểu khác. Điều này xảy ra trong toán tử gán, trong việc truyền giá trị các tham số thực sự cho các đối. Ngoài ra, ta có thể chuyển từ một kiểu giá trị sang một kiểu bất kỳ mà ta muốn bằng phép chuyển sau : ( type ) biểu thức Ví dụ : (float) (a+b) Chuyển đổi kiểu trong biểu thức : Khi hai toán hạng trong một phép toán có kiểu khác nhau thì kiểu thấp hơn sẽ đƣợc nâng thành kiểu cao hơn trƣớc khi thực hiện phép toán. Kết quả thu đƣợc là một giá trị kiểu cao hơn. Chẳng hạn : Giữa int và long thì int chuyển thành long. Giữa int và float thì int chuyển thành float. Giữa float và double thì float chuyển thành double. Ví dụ : 1.5*(11/3)=4.5 1.5*11/3=5.5 (11/3)*1.5=4.5 Chuyển đổi kiểu thông qua phép gán : Giá trị của vế phải đƣợc chuyển sang kiểu vế trái đó là kiểu của kết quả. Kiểu int có thể đƣợc đƣợc chuyển thành float. Kiểu float có thể chuyển thành int do chặt đi phần thập phân. Kiểu double chuyển thành float bằng cách làm tròn. Kiểu long đƣợc chuyển thành int bằng cách cắt bỏ một vài chữ số. Ví dụ : 35
int n; n=15.6 giá trị của n là 15 Đổi kiểu dạng (type)biểu thức : Theo cách này, kiểu của biểu thức đƣợc đổi thành kiểu type theo nguyên tắc trên. Ví dụ : Phép toán : (int)a cho một giá trị kiểu int. Nếu a là float thì ở đây có sự chuyển đổi từ float sang int. Chú ý rằng bản thân kiểu của a vẫn không bị thay đổi. Nói cách khác, a vẫn có kiểu float nhƣng (int)a có kiểu int. Đối với hàm toán học của thƣ viện chuẩn, thì giá trị của đối và giá trị của hàm đều có kiểu double, vì vậy để tính căn bậc hai của một biến nguyên n ta phải dùng phép ép kiểu để chuyển kiểu int sang double nhƣ sau : sqrt((double)n) Phép ép kiểu có cùng số ƣu tiên nhƣ các toán tử một ngôi. Chú ý : Muốn có giá trị chính xác trong phép chia hai số nguyên cần dùng phép ép kiểu : ((float)a)/b Để đổi giá trị thực r sang nguyên, ta dùng : (int)(r+0.5) Chú ý thứ tự ƣu tiên : (int)1.4*10=1*10=10 (int)(1.4*10)=(int)14.0=14 36
Chương 4 CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA CHƢƠNG TRÌNH 4.1. Lời chú thích : Các lời bình luận, các lời giải thích có thể đƣa vào ở bất kỳ chỗ nào của chƣơng trình để cho chƣơng trình dễ hiểu, dễ đọc hơn mà không làm ảnh hƣởng đến các phần khác. Lời giải thích đƣợc đặt giữa hai dấu /* và */. Trong một chƣơng trình cần ( và luôn luôn cần ) viết thêm những lời giải thích để chƣơng trình thêm rõ ràng, thêm dễ hiểu. Ví dụ : #include "stdio.h" #include "string.h" #include "alloc.h" #include "process.h" int main() { char *str; /* Cấp phát bộ nhớ cho xâu ký tự */ if ((str = malloc(10)) == NULL) { printf("Not enough memory to allocate buffer\n"); exit(1); /* Kết thúc chƣơng trình nếu thiếu bộ nhớ */ } /* copy "Hello" vào xâu */ strcpy(str, "Hello"); /* Hiển thị xâu */ printf("String is %s\n", str); /* Giải phóng bộ nhớ */ 37
free(str); return 0; } 4.2. Lệnh và khối lệnh : 4.2.1. Lệnh : Một biểu thức kiểu nhƣ x=0 hoặc ++i hoặc scanf( ) trở thành câu lệnh khi có đi kèm theo dấu ; Ví dụ : x=0; ++i; scanf( ); Trong chƣơng trình C, dấu ; là dấu hiệu kết thúc câu lệnh. 4.2.2. Khối lệnh : Một dãy các câu lệnh đƣợc bao bởi các dấu { } gọi là một khối lệnh. Ví dụ : { a=2; b=3; printf("\n%6d%6d",a,b); } TURBO C xem khối lệnh cũng nhƣ một câu lệnh riêng lẻ. Nói cách khác, chỗ nào viết đƣợc một câu lệnh thì ở đó cũng có quyền đặt một khối lệnh. Khai báo ở đầu khối lệnh : Các khai báo biến và mảng chẳng những có thể đặt ở đầu của một hàm mà còn có thể viết ở đầu khối lệnh : { int a,b,c[50]; 38
float x,y,z,t[20][30]; a==b==3; x=5.5; y=a*x; z=b*x; printf("\n y= %8.2f\n z=%8.2f",y,z); } Sự lồng nhau của các khối lệnh và phạm vi hoạt động của các biến và mảng : Bên trong một khối lệnh lại có thể viết lồng khối lệnh khác. Sự lồng nhau theo cách nhƣ vậy là không hạn chế. Khi máy bắt đầu làm việc với một khối lệnh thì các biến và mảng khai báo bên trong nó mới đƣợc hình thành và đƣợc hình thành và đƣợc cấp phát bộ nhớ. Các biến này chỉ tồn tại trong thời gian máy làm việc bên trong khối lệnh và chúng lập tức biến mất ngay sau khi máy ra khỏi khối lệnh. Vậy : Giá trị của một biến hay một mảng khai báo bên trong một khối lệnh không thể đƣa ra sử dụng ở bất kỳ chỗ nào bên ngoài khối lệnh đó. ở bất kỳ chỗ nào bên ngoài một khối lệnh ta không thể can thiệp đến các biến và các mảng đƣợc khai báo bên trong khối lệnh Nếu bên trong một khối ta dùng một biến hay một mảng có tên là a thì điều này không làm thay đổi giá trị của một biến khác cũng có tên là a ( nếu có ) đƣợc dùng ở đâu đó bên ngoài khối lệnh này. Nếu có một biến đã đƣợc khai báo ở ngoài một khối lệnh và không trùng tên với các biến khai báo bên trong khối lệnh này thì biến đó cũng có thể sử dụng cả bên trong cũng nhƣ bên ngoài khối lệnh. Ví dụ : Xét đoạn chƣơng trình sau : { int a=5,b=2; { 39
int a=4; b=a+b; printf("\n a trong =%3d b=%3d",a,b); } printf("\n a ngoai =%3d b=%3d",a,b); } Khi đó đoạn chƣơng trình sẽ in kết quả nhƣ sau : a trong =4 b=6 a ngoài =5 b=6 Do tính chất biến a trong và ngoài khối lệnh. 4.3. Cấu trúc cơ bản của chương trình : Cấu trúc chƣơng trình và hàm là một trong các vấn đề quan trọng của C. Về hàm ta sẽ có một chƣơng nói tỉ mỷ về nó. ở đây ta chỉ đƣa ra một số qui tắc chung : Hàm là một đơn vị độc lập của chƣơng trình. Tính độc lập của hàm thể hiện ở hai điểm : Không cho phép xây dựng một hàm bên trong các hàm khác. Mỗi hàm có các biến, mảng riêng của nó và chúng chỉ đƣợc sử dụng nội bộ bên trong hàm. Nói cách khác hàm là đơn vị có tính chất khép kín. Một chƣơng trình bao gồm một hoặc nhiều hàm. Hàm main() là thành phần bắt buộc của chƣơng trình. Chƣơng trình bắt đầu thực hiện các câu lệnh đầu tiên của hàm main() và kết thúc khi gặp dấu } cuối cùng của hàm này. Khi chƣơng trình làm việc, máy có thể chạy từ hàm này sang hàm khác. Các chƣơng trình C đƣợc tổ chức theo mẫu : hàm 1 hàm 2 40
hàm n Bên ngoài các hàm ở các vị trí ( ) là chỗ đặt : các toán tử #include ( dùng để khai báo sử dụng các hàm chuẩn ), toán tử #define ( dùng để định nghĩa các hằng ), định nghĩa kiểu dữ liệu bằng typedef, khai báo các biến ngoài, mảng ngoài Việc truyền dữ liệu và kết quả từ hàm này sang hàm khác đƣợc thực hiện theo một trong hai cách : Sử dụng đối của hàm. Sử dụng biến ngoài, mảng ngoài Vậy nói tóm lại cấu truc cơ bản của chƣơng trình nhƣ sau : Các #include Các #define Khai báo các đối tƣợng dữ liệu ngoài ( biến, mảng, cấu trúc vv ). Khai báo nguyên mẫu các hàm. Hàm main(). Định nghĩa các hàm ( hàm main có thể đặt sau hoặc xen vào giữa các hàm khác ). Ví dụ : Chƣơng trình tính x lũy thừa y rỗi in ra máy in kết quả : #include "stdio.h" #include "math.h" main() { double x,y,z; printf("\n Nhap x va y"); scanf("%lf%lf",&x,&y); z=pow(x,y); /* hàm lấy luỹ thừa y luỹ thừa x */ fprintf(stdprn,"\n x= %8.2lf \n y=%8.2lf \n z=%8.2lf",x,y,z); 41
} 4.4. Một số qui tắc cần nhớ khi viết chương trình : Qui tắc đầu tiên cần nhớ là : Mỗi câu lệnh có thể viết trên một hay nhiều dòng nhưng phải kết thúc bằng dấu ; Qui tắc thứ hai là : Các lời giải thích cần được đặt giữa các dấu /* và */ và có thể được viết Trên một dòng Trên nhiều dòng Trên phần còn lại của dòng Qui tắc thứ ba là : Trong chương trình, khi ta sử dụng các hàm chuẩn, ví dụ như printf(), getch() , mà các hàm này lại chứa trong file stdio.h trong thư mục của C, vì vậy ở đầu chương trình ta phải khai báo sử dụng ; #include "stdio.h " Qui tắc thứ tư là : Một chương trình có thể chỉ có một hàm chính ( hàm main() ) hoặc có thể có thêm vài hàm khác. 42
Chương 5 CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN Một chƣơng trình bao gồm nhiều câu lệnh. Thông thƣờng các câu lệnh đƣợc thực hiện một cách lần lƣợt theo thứ tự mà chúng đƣợc viết ra. Các cấu trúc điều khiển cho phép thay đổi trật tự nói trên, do đó máy có thể nhảy thực hiện một câu lệnh khác ở một ví trí trƣớc hoặc sau câu lệnh hiện thời. Xét về mặt công dụng, có thể chia các cấu trúc điều khiển thành các nhóm chính : Nhảy không có điều kiện. Rẽ nhánh. Tổ chức chu trình. Ngoài ra còn một số toán tử khác có chức năng bổ trợ nhƣ break, continue. 5.1. Cấu trúc có điều kiện : 5.1.1. Lệnh if-else : Toán tử if cho phép lựa chọn chạy theo một trong hai nhánh tuỳ thuộc vào sự bằng không và khác không của biểu thức. Nó có hai cách viết sau : if ( biểu thức ) if ( biểu thức ) khối lệnh 1; khối lệnh 1; /* Dạng một */ else khối lệnh 2 ; /* Dạng hai */ Hoạt động của biểu thức dạng 1 : Máy tính giá trị của biểu thức. Nếu biểu thức đúng ( biểu thức có giá trị khác 0 ) máy sẽ thực hiện khối lệnh 1 và sau đó sẽ thực hiện các lệnh tiếp sau lệnh if trong chƣơng trình. Nếu biểu thức sai ( biểu thức có giá trị bằng 0 ) thì máy bỏ qua khối lệnh 1 mà thực hiện ngay các lệnh tiếp sau lệnh if trong chƣơng trình. 43
Hoạt động của biểu thức dạng 2 : Máy tính giá trị của biểu thức. Nếu biểu thức đúng ( biểu thức có giá trị khác 0 ) máy sẽ thực hiện khối lệnh 1 và sau đó sẽ thực hiện các lệnh tiếp sau khối lệnh 2 trong chƣơng trình. Nếu biểu thức sai ( biểu thức có giá trị bằng 0 ) thì máy bỏ qua khối lệnh 1 mà thực hiện khối lệnh 2 sau đó thực hiện tiếp các lệnh tiếp sau khối lệnh 2 trong chƣơng trình. Ví dụ : Chƣơng trình nhập vào hai số a và b, tìm max của hai số rồi in kết quả lên màn hình. Chƣơng trình có thể viết bằng cả hai cách trên nhƣ sau : #include "stdio.h" main() { float a,b,max; printf("\n Cho a="); scanf("%f",&a); printf("\n Cho b="); scanf("%f",&b); max=a; if (b>max) max=b; printf(" \n Max cua hai so a=%8.2f va b=%8.2f la Max=%8.2f",a,b,max); } #include "stdio.h" main() { float a,b,max; printf("\n Cho a="); scanf("%f",&a); printf("\n Cho b="); 44
scanf("%f",&b); if (a>b) max=a; else max=b; printf(" \n Max cua hai so a=%8.2f va b=%8.2f la Max=%8.2f",a,b,max); } Sự lồng nhau của các toán tử if : C cho phép sử dụng các toán tử if lồng nhau có nghĩa là trong các khối lệnh ( 1 và 2 ) ở trên có thể chứa các toán tử if - else khác. Trong trƣờng hợp này, nếu không sử dụng các dấu đóng mở ngoặc cho các khối thì sẽ có thể nhầm lẫn giữa các if-else. Chú ý là máy sẽ gắn toán tử else với toán tử if không có else gần nhất. Chẳng hạn nhƣ đoạn chƣơng trình ví dụ sau : if ( n>0 ) /* if thứ nhất*/ if ( a>b ) /* if thứ hai*/ z=a; else z=b; thì else ở đây sẽ đi với if thứ hai. Đoạn chƣơng trình trên tƣơng đƣơng với : if ( n>0 ) /* if thứ nhất*/ { if ( a>b ) /* if thứ hai*/ z=a; else z=b; } Trƣờng hợp ta muốn else đi với if thứ nhất ta viết nhƣ sau : if ( n>0 ) /* if thứ nhất*/ 45
{ if ( a>b ) /* if thứ hai*/ z=a; } else z=b; 5.1.2. Lệnh else-if : Khi muốn thực hiện một trong n quyết định ta có thể sử dụng cấu trúc sau : if ( biểu thức 1 ) khối lệnh 1; else if ( biểu thức 2 ) khối lệnh 2; else if ( biểu thức n-1 ) khối lệnh n-1; else khối lệnh n; Trong cấu trúc này, máy sẽ đi kiểm tra từ biểu thức 1 trở đi đến khi gặp biểu thức nào có giá trị khác 0. Nếu biểu thức thứ i (1,2, n-1) có giá trị khác 0, máy sẽ thực hiện khối lệnh i, rồi sau đó đi thực hiện lệnh nằm tiếp theo khối lệnh n trong chƣơng trình. Nếu trong cả n-1 biểu thức không có biểu thức nào khác 0, thì máy sẽ thực hiện khối lệnh n rồi sau đó đi thực hiện lệnh nằm tiếp theo khối lệnh n trong chƣơng trình. Ví dụ : Chƣơng trình giải phƣơng trình bậc hai. #include "stdio.h" main() 46
{ float a,b,c,d,x1,x2; printf("\n Nhap a, b, c:"); scanf("%f%f%f,&a&b&c); d=b*b-4*a*c; if (d<0.0) printf("\n Phuong trinh vo nghiem "); else if (d==0.0) printf("\n Phuong trinh co nghiem kep x1,2=%8.2f",-b/(2*a)); else { printf("\n Phuong trinh co hai nghiem "); printf("\n x1=%8.2f",(-b+sqrt(d))/(2*a)); printf("\n x2=%8.2f",(-b-sqrt(d))/(2*a)); } 5.2. Lệnh nhảy không điều kiện - toán tử goto : Nhãn có cùng dạng nhƣ tên biến và có dấu : đứng ở phía sau. Nhãn có thể đƣợc gán cho bất kỳ câu lệnh nào trong chƣơng trình. Ví dụ : ts : s=s++; thì ở đây ts là nhãn của câu lệnh gán s=s++. Toán tử goto có dạng : goto nhãn; Khi gặp toán tử này máy sẽ nhảy tới câu lệnh có nhãn viết sau từ khoá goto. Khi dùng toán tử goto cần chú ý : 47
Câu lệnh goto và nhãn cần nằm trong một hàm, có nghĩa là toán tử goto chỉ cho phép nhảy từ vị trí này đến vị trí khác trong thân một hàm và không thể dùng để nhảy từ một hàm này sang một hàm khác. Không cho phép dùng toán tử goto để nhảy từ ngoài vào trong một khối lệnh. Tuy nhiên việc nhảy từ trong một khối lệnh ra ngoài là hoàn toàn hợp lệ. Ví dụ nhƣ đoạn chƣơng trình sau là sai. goto n1; { n1: printf("\n Gia tri cua N la: "); } Ví dụ : Tính tổng s=1+2+3+ +10 #include "stdio.h" main() { int s,i; i=s=0; tong: ++i; s=s+i; if (i<10) goto tong; printf("\n tong s=%d",s); } 5.3. Cấu trúc rẽ nhánh - toán tử switch: 48
Là cấu trúc tạo nhiều nhánh đặc biệt. Nó căn cứ vào giá trị một biểu thức nguyên để để chọn một trong nhiều cách nhảy. Cấu trúc tổng quát của nó là : switch ( biểu thức nguyên ) { case n1 khối lệnh 1 case n2 khối lệnh 2 case nk khối lệnh k [ default khối lệnh k+1 ] } Với ni là các số nguyên, hằng ký tự hoặc biểu thức hằng. Các ni cần có giá trị khác nhau. Đoạn chƣơng trình nằm giữa các dấu { } gọi là thân của toán tử switch. default là một thành phần không bắt buộc phải có trong thân của switch. Sự hoạt động của toán tử switch phụ thuộc vào giá trị của biểu thức viết trong dấu ngoặc ( ) nhƣ sau : Khi giá trị của biểu thức này bằng ni, máy sẽ nhảy tới các câu lệnh có nhãn là case ni. Khi giá trị biểu thức khác tất cả các ni thì cách làm việc của máy lại phụ thuộc vào sự có mặt hay không của lệnh default nhƣ sau : Khi có default máy sẽ nhảy tới câu lệnh sau nhãn default. Khi không có default máy sẽ nhảy ra khỏi cấu trúc switch. Chú ý : 49
Máy sẽ nhảy ra khỏi toán tử switch khi nó gặp câu lệnh break hoặc dấu ngoặc nhọn đóng cuối cùng của thân switch. Ta cũng có thể dùng câu lệnh goto trong thân của toán tử switch để nhảy tới một câu lệnh bất kỳ bên ngoài switch. Khi toán tử switch nằm trong thân một hàm nào đó thì ta có thể sử dụng câu lệnh return trong thân của switch để ra khỏi hàm này ( lệnh return sẽ đề cập sau ). Khi máy nhảy tới một câu lệnh nào đó thì sự hoạt động tiếp theo của nó sẽ phụ thuộc vào các câu lệnh đứng sau câu lệnh này. Nhƣ vậy nếu máy nhảy tới câu lệnh có nhãn case ni thì nó có thể thực hiện tất cả các câu lệnh sau đó cho tới khi nào gặp câu lệnh break, goto hoặc return. Nói cách khác, máy có thể đi từ nhóm lệnh thuộc case ni sang nhóm lệnh thuộc case thứ ni+1. Nếu mỗi nhóm lệnh đƣợc kết thúc bằng break thì toán tử switch sẽ thực hiện chỉ một trong các nhóm lệnh này. Ví dụ : Lập chƣơng trình phân loại học sinh theo điểm sử dụng cấu trúc switch : #include "stdio.h" main() { int diem; tt: printf("\nVao du lieu :"); printf("\n Diem ="); scanf("%d",&diem); switch (diem) { case 0: case 1: case 2: case 3:printf("Kem\n");break; case 4:printf("Yeu\n");break; case 5: case 6:printf("Trung binh\n");break; case 7: 50
case 8:printf("Kha\n");break; case 9: case 10:printf("Gioi\n");break; default:printf(Vao sai\n); } printf("Tiep tuc 1, dung 0 :") scanf("%d",&diem); if (diem==1) goto tt; getch(); return; } 5.4. Cấu trúc lặp : 5.4.1. Cấu trúc lặp với toán tử while và for : 5.4.1.1. Cấu trúc lặp với toán tử while : Toán tử while dùng để xây dựng chu trình lặp dạng : while ( biểu thức ) Lệnh hoặc khối lệnh; Nhƣ vậy toán tử while gồm một biểu thức và thân chu trình. Thân chu trình có thể là một lệnh hoặc một khối lệnh. Hoạt động của chu trình nhƣ sau : Máy xác định giá trị của biểu thức, tuỳ thuộc giá trị của nó máy sẽ chọn cách thực hiện nhƣ sau : Nếu biểu thức có giá trị 0 ( biểu thức sai ), máy sẽ ra khỏi chu trình và chuyển tới thực hiện câu lệnh tiếp sau chu trình trong chƣơng trình. Nếu biểu thức có giá trị khác không ( biểu thức đúng ), máy sẽ thực hiện lệnh hoặc khối lệnh trong thân của while. Khi máy thực hiện xong khối lệnh này nó lại thực hiện xác định lại giá trị biểu thức rồi làm tiếp các bƣớc nhƣ trên. Chú ý : 51
Trong các dấu ngoặc ( ) sau while chẳng những có thể đặt một biểu thức mà còn có thể đặt một dãy biểu thức phân cách nhau bởi dấu phảy. Tính đúng sai của dãy biểu thức đƣợc hiểu là tính đúng sai của biểu thức cuối cùng trong dãy. Bên trong thân của một toán tử while lại có thể sử dụng các toán tử while khác. bằng cách đó ta đi xây dựng đƣợc các chu trình lồng nhau. Khi gặp câu lệnh break trong thân while, máy sẽ ra khỏi toán tử while sâu nhất chứa câu lệnh này. Trong thân while có thể sử dụng toán tử goto để nhảy ra khỏi chu trình đến một vị trí mong muốn bất kỳ. Ta cũng có thể sử dụng toán tử return trong thân while để ra khỏi một hàm nào đó. Ví dụ : Chƣơng trình tính tích vô hƣớng của hai véc tơ x và y : Cách 1 : #include "stdio.h" float x[]={2,3.4,4.6,21}, y[]={24,12.3,56.8,32.9}; main() { float s=0; int i=-1; while (++i<4) s+=x[i]*y[i]; printf("\n Tich vo huong hai vec to x va y la :%8.2f",s); } Cách 2 : #include "stdio.h" float x[]={2,3.4,4.6,21}, y[]={24,12.3,56.8,32.9}; main() 52
{ float s=0; int i=0; while (1) { s+=x[i]*y[i]; if (++i>=4) goto kt; } kt:printf("\n Tich vo huong hai vec to x va y la :%8.2f",s); } Cách 3 : #include "stdio.h" float x[]={2,3.4,4.6,21}, y[]={24,12.3,56.8,32.9}; main() { float s=0; int i=0; while ( s+=x[i]*y[i], ++i<=3 ); printf("\n Tich vo huong hai vec to x va y la :%8.2f",s); } 5.4.1.2. Cấu trúc lặp với toán tử for : Toán tử for dùng để xây dựng cấu trúc lặp có dạng sau : for ( biểu thức 1; biểu thức 2; biểu thức 3) Lệnh hoặc khối lệnh ; Toán tử for gồm ba biểu thức và thân for. Thân for là một câu lệnh hoặc một khối lệnh viết sau từ khoá for. Bất kỳ biểu thức nào trong ba biểu thức trên có thể vắng mặt nhƣng phải giữ dấu ; . 53
Thông thƣờng biểu thức 1 là toán tử gán để tạo giá trị ban đầu cho biến điều khiển, biểu thức 2 là một quan hệ logic biểu thị điều kiện để tiếp tục chu trình, biểu thức ba là một toán tử gán dùng để thay đổi giá trị biến điều khiển. Hoạt động của toán tử for : Toán tử for hoạt động theo các bƣớc sau : Xác định biểu thức 1 Xác định biểu thức 2 Tuỳ thuộc vào tính đúng sai của biểu thức 2 để máy lựa chọn một trong hai nhánh : Nếu biểu thức hai có giá trị 0 ( sai ), máy sẽ ra khỏi for và chuyển tới câu lệnh sau thân for. Nếu biểu thức hai có giá trị khác 0 ( đúng ), máy sẽ thực hiện các câu lệnh trong thân for. Tính biểu thức 3, sau đó quay lại bƣớc 2 để bắt đầu một vòng mới của chu trình. Chú ý : Nếu biểu thức 2 vắng mặt thì nó luôn đƣợc xem là đúng. Trong trƣờng hợp này việc ra khỏi chu trình for cần phải đƣợc thực hiện nhờ các lệnh break, goto hoặc return viết trong thân chu trình. Trong dấu ngoặc tròn sau từ khoá for gồm ba biểu thức phân cách nhau bởi dấu ;. Trong mỗi biểu thức không những có thể viết một biểu thức mà có quyền viết một dãy biểu thức phân cách nhau bởi dấu phảy. Khi đó các biểu thức trong mỗi phần đƣợc xác định từ trái sang phải. Tính đúng sai của dãy biểu thức đƣợc tính là tính đúng sai của biểu thức cuối cùng trong dãy này. Trong thân của for ta có thể dùng thêm các toán tử for khác, vì thế ta có thể xây dựng các toán tử for lồng nhau. Khi gặp câu lệnh break trong thân for, máy ra sẽ ra khỏi toán tử for sâu nhất chứa câu lệnh này. Trong thân for cũng có thể sử dụng toán tử goto để nhảy đến một ví trí mong muốn bất kỳ. 54
Ví dụ 1: Nhập một dãy số rồi đảo ngƣợc thứ tự của nó. Cách 1: #include “stdio.h” float x[]={1.3,2.5,7.98,56.9,7.23}; int n=sizeof(x)/sizeof(float); main() { int i,j; float c; for (i=0,j=n-1;i<j;++i, j) { c=x[i];x[i]=x[j];x[j]=c; } fprintf(stdprn,“\n Day so dao la \n\n”); for (i=0;i<n;++i) fprintf(stdprn,“%8.2f”,x[i]); } Cách 2 : #include “stdio.h” float x[]={1.3,2.5,7.98,56.9,7.23}; int n=sizeof(x)/sizeof(float); main() { int i,j; float c; for (i=0,j=n-1;i<j;c=x[i],x[i]=x[j],x[j]=c,++i, j) 55
fprintf(stdprn,“\n Day so dao la \n\n”); for (i=0;++i j) break; } fprintf(stdprn,“\n Day so dao la \n\n”); for (i=-1;i++<n-1; fprintf(stdprn,“%8.2f”,x[i])); } Ví dụ 2: Tính tích hai ma trận mxn và nxp. #include "stdio.h" float x[3][2],y[2][4],z[3][4],c; main() { int i,j; printf("\n nhap gia tri cho ma tran X "); 56
for (i=0;i<=2;++i) for (j=0;j<=1;++j) { printf("\n x[%d][%d]=",i,j); scanf("%f",&c); x[i][j]=c; } printf("\n nhap gia tri cho ma tran Y "); for (i=0;i<=1;++i) for (j=0;j<=3;++j) { printf("\n y[%d][%d]=",i,j); scanf("%f",&c); y[i][j]=c; } for (i=0;i<=3;++i) for (j=0;j<=4;++j) z[i][j] } 5.4.2. Chu trình do-while Khác với các toán tử while và for, việc kiểm tra điều kiện kết thúc đặt ở đầu chu trình, trong chu trình do while việc kiểm tra điều kiện kết thúc đặt cuối chu trình. Nhƣ vậy thân của chu trình bao giờ cũng đƣợc thực hiện ít nhất một lần. Chu trình do while có dạng sau : do Lệnh hoặc khối lệnh; while ( biểu thức ); Lệnh hoặc khối lệnh là thân của chu trình có thể là một lệnh riêng lẻ hoặc là một khối lệnh. 57
Hoạt động của chu trình như sau : Máy thực hiện các lệnh trong thân chu trình. Khi thực hiện xong tất cả các lệnh trong thân của chu trình, máy sẽ xác định giá trị của biểu thức sau từ khoá while rồi quyết định thực hiện nhƣ sau : Nếu biểu thức đúng ( khác 0 ) máy sẽ thực hiện lặp lại khối lệnh của chu trình lần thứ hai rồi thực hiện kiểm tra lại biểu thức nhƣ trên. Nếu biểu thức sai ( bằng 0 ) máy sẽ kết thúc chu trình và chuyển tới thực hiện lệnh đứng sau toán tử while. Chú ý : Những điều lƣu ý với toán tử while ở trên hoàn toàn đúng với do while. Ví dụ : Đoạn chƣơng trình xác định phần tử âm đầu tiên trong các phần tử của mảng x. #include "stdio.h" float x[5],c; main() { int i=0; printf("\n nhap gia tri cho ma tran x "); for (i=0;i =0 && i<=4); if (i<=4) 58
printf("\n Phan tu am dau tien = x[%d]=%8.2f",i,x[i]); else printf("\n Mang khong có phan tu am "); } 5.5. Câu lệnh break : Câu lệnh break cho phép ra khỏi các chu trình với các toán tử for, while và switch. Khi có nhiều chu trình lồng nhau, câu lệnh break sẽ đƣa máy ra khỏi chu trình bên trong nhất chứa nó không cần điều kiện gì. Mọi câu lệnh break có thể thay bằng câu lệnh goto với nhãn thích hợp. Ví dụ : Biết số nguyên dƣơng n sẽ là số nguyên tố nếu nó không chia hết cho các số nguyên trong khoảng từ 2 đến căn bậc hai của n. Viết đoạn chƣơng trình đọc vào số nguyên dƣơng n, xem n có là số nguyên tố. # include "stdio.h" # include "math.h" unsigned int n; main() { int i,nt=1; printf("\n cho n="); scanf("%d",&n); for (i=2;i<=sqrt(n);++i) if ((n % i)==0) { nt=0; break; } if (nt) 59
printf("\n %d la so nguyen to",n); else printf("\n %d khong la so nguyen to",n); } 5.6. Câu lệnh continue : Trái với câu lệnh break, lệnh continue dùng để bắt đầu một vòng mới của chu trình chứa nó. Trong while và do while, lệnh continue chuyển điều khiển về thực hiện ngay phần kiểm tra, còn trong for điều khiển đƣợc chuyển về bƣớc khởi đầu lại ( tức là bƣớc : tính biểu thức 3, sau đó quay lại bƣớc 2 để bắt đầu một vòng mới của chu trình). Chú ý : Lệnh continue chỉ áp dụng cho chu trình chứ không áp dụng cho switch. Ví dụ : Viết chƣơng trình để từ một nhập một ma trận a sau đó : Tính tổng các phần tử dƣơng của a. Xác định số phần tử dƣơng của a. Tìm cực đại trong các phần tử dƣơng của a. #include "stdio.h" float a[3[4]; main() { int i,j,soptd=0; float tongduong=0,cucdai=0,phu; for (i=0;i<3;++i) for (j=0;i<4;++j) { printf("\n a[%d][%d]=",i,j ); scanf("%f",&phu); 60
a[i][j]=phu; if (a[i][j]<=0) continue; tongduong+=a[i][j]; if (cucdai<a[i][j]) cucdai=a[i][j]; ++soptd; } printf("\n So phan tu duong la : %d",soptd); printf("\n Tong cac phan tu duong la : %8.2f",tongduong); printf("\n Cuc dai phan tu duong la : %8.2f",cucdai); } 61
Chương 6 HÀM Một chƣơng trình viết trong ngôn ngữ C là một dãy các hàm, trong đó có một hàm chính ( hàm main() ). Hàm chia các bài toán lớn thành các công việc nhỏ hơn, giúp thực hiện những công việc lặp lại nào đó một cách nhanh chóng mà không phải viết lại đoạn chƣơng trình. Thứ tự các hàm trong chƣơng trình là bất kỳ, song chƣơng trình bao giờ cũng đi thực hiện từ hàm main(). 6.1. Cơ sở : Hàm có thể xem là một đơn vị độc lập của chƣơng trình. Các hàm có vai trò ngang nhau, vì vậy không có phép xây dựng một hàm bên trong các hàm khác. Xây dựng một hàm bao gồm: khai báo kiểu hàm, đặt tên hàm, khai báo các đối và đƣa ra câu lệnh cần thiết để thực hiện yêu cầu đề ra cho hàm. Một hàm đƣợc viết theo mẫu sau : type tên hàm ( khai báo các đối ) { Khai báo các biến cục bộ Các câu lệnh [return[biểu thức];] } Dòng tiêu đề : Trong dòng đầu tiên của hàm chứa các thông tin về : kiểu hàm, tên hàm, kiểu và tên mỗi đối. Ví dụ : float max3s(float a, float b, float c) khai báo các đối có dạng : Kiểu đối 1 tên đối 1, kiểu đối 2 tên đối 2, , kiểu đối n tên đối n 62
Thân hàm : Sau dòng tiêu đề là thân hàm. Thân hàm là nội dung chính của hàm bắt đầu và kết thúc bằng các dấu { }. Trong thân hàm chứa các câu lệnh cần thiết để thực hiện một yêu cầu nào đó đã đề ra cho hàm. Thân hàm có thể sử dụng một câu lệnh return, có thể dùng nhiều câu lệnh return ở các chỗ khác nhau, và cũng có thể không sử dụng câu lệnh này. Dạng tổng quát của nó là : return [biểu thức]; Giá trị của biểu thức trong câu lệnh return sẽ đƣợc gán cho hàm. Ví dụ : Xét bài toán : Tìm giá trị lớn nhất của ba số mà giá trị mà giá trị của chúng đƣợc đƣa vào bàn phím. Xây dựng chƣơng trình và tổ chức thành hai hàm : Hàm main() và hàm max3s. Nhiệm vụ của hàm max3s là tính giá trị lớn nhất của ba số đọc vào, giả sử là a,b,c. Nhiệm vụ của hàm main() là đọc ba giá trị vào từ bàn phím, rồi dùng hàm max3s để tính nhƣ trên, rồi đƣa kết quả ra màn hình. Chƣơng trình đƣợc viết nhƣ sau : #include "stdio.h" float max3s(float a,float b,float c ); /* Nguyên mẫu hàm*/ main() { float x,y,z; printf("\n Vao ba so x,y,z:"); scanf("%f%f%f",&x&y&z); printf("\n Max cua ba so x=%8.2f y=%8.2f z=%8.2f la : %8.2f", x,y,z,max3s(x,y,z)); 63
} /* Kết thúc hàm main*/ float max3s(float a,float b,float c) { float max; max=a; if (max<b) max=b; if (max<c) max=c; return(max); } /* Kết thúc hàm max3s*/ Quy tắc hoạt động của hàm : Một cách tổng quát lời gọi hàm có dạng sau : tên hàm ([Danh sách các tham số thực]) Số các tham số thực tế thay vào trong danh sách các đối phải bằng số tham số hình thức và lần lƣợt chúng có kiểu tƣơng ứng với nhau. Khi gặp một lời gọi hàm thì nó sẽ bắt đầu đƣợc thực hiện. Nói cách khác, khi máy gặp lời gọi hàm ở một vị trí nào đó trong chƣơng trình, máy sẽ tạm dời chỗ đó và chuyển đến hàm tƣơng ứng. Quá trình đó diễn ra theo trình tự sau : Cấp phát bộ nhớ cho các biến cục bộ. Gán giá trị của các tham số thực cho các đối tƣơng ứng. Thực hiện các câu lệnh trong thân hàm. Khi gặp câu lệnh return hoặc dấu } cuối cùng của thân hàm thì máy sẽ xoá các đối, biến cục bộ và ra khỏi hàm. Nếu trở về từ một câu lệnh return có chứa biểu thức thì giá trị của biểu thức đƣợc gán cho hàm. Giá trị của hàm sẽ đƣợc sử dụng trong các biểu thức chứa nó. Các tham số thực, các đối và biến cục bộ : Do đối và biến cục bộ đều có phạm vi hoạt động trong cùng một hàm nên đối và biến cục bộ cần có tên khác nhau. 64
Đối và biến cục bộ đều là các biến tự động. Chúng đƣợc cấp phát bộ nhớ khi hàm đƣợc xét đến và bị xoá khi ra khỏi hàm nên ta không thể mang giá trị của đối ra khỏi hàm. Đối và biến cục bộ có thể trùng tên với các đại lƣợng ngoài hàm mà không gây ra nhầm lẫn nào. Khi một hàm đƣợc gọi tới, việc đầu tiên là giá trị của các tham số thực đƣợc gán cho các đối ( trong ví dụ trên hàm max3s, các tham số thực là x,y,z, các đối tƣơng ứng là a,b,c ). Nhƣ vậy các đối chính là các bản sao của các tham số thực. Hàm chỉ làm việc trên các đối. Các đối có thể bị biến đổi trong thân hàm, còn các tham số thực thì không bị thay đổi. Chú ý : Khi hàm khai báo không có kiểu ở trƣớc nó thì nó đƣợc mặc định là kiểu int. Không nhất thiết phải khai báo nguyên mẫu hàm. Nhƣng nói chung nên có vì nó cho phép chƣơng trình biên dịch phát hiện lỗi khi gọi hàm hay tự động việc chuyển dạng. Nguyên mẫu của hàm thực chất là dòng đầu tiên của hàm thêm vào dấu ;. Tuy nhiên trong nguyên mẫu có thể bỏ tên các đối. Hàm thƣờng có một vài đối. Ví dụ nhƣ hàm max3s có ba đối là a,b,c. cả ba đối này đều có giá trị float. Tuy nhiên, cũng có hàm không đối nhƣ hàm main. Hàm thƣờng cho ta một giá trị nào đó. Lẽ dĩ nhiên giá trị của hàm phụ thuộc vào giá trị các đối. 6.2. Hàm không cho các giá trị : Các hàm không cho giá trị giống nhƣ thủ tục ( procedure ) trong ngôn ngữ lập trình PASCAL. Trong trƣờng hợp này, kiểu của nó là void. Ví dụ hàm tìm giá trị max trong ba số là max3s ở trên có thể đƣợc viết thành thủ tục hiển thị số cực đại trong ba số nhƣ sau : void htmax3s(float a, float b, float c) 65
{ float max; max=a; if (max =0*/ { long int gtphu=1; int i; for (i=1;i 0 66
Hàm tính n! theo phƣơng pháp đệ qui có thể đƣợc viết nhƣ sau : long int gtdq(int n) { if (n==0 || n==1) return 1; else return(n*gtdq(n-1)); } Ta đi giải thích hoạt động của hàm đệ qui khi sử dụng trong hàm main dƣới đây : #include "stdio.h" main() { printf("\n 3!=%d",gtdq(3)); } Lần gọi đầu tiên tới hàm gtdq đƣợc thực hiện từ hàm main(). Máy sẽ tạo ra một tập các biến tự động của hàm gtdq. Tập này chỉ gồm các đối n. Ta gọi đối n đƣợc tạo ra lần thứ nhất là n thứ nhất. Giá trị của tham số thực ( số 3 ) đƣợc gán cho n thứ nhất. Lúc này biến n trong thân hàm đƣợc xem là n thứ nhất. Do n thứ nhất có giá trị bằng 3 nên điều kiện trong toán tử if là sai và do đó máy sẽ lựa chọn câu lệnh else. Theo câu lệnh này, máy sẽ tính giá trị biểu thức : n*gtdq(n-1) (*) Để tính biểu thức trên, máy cần gọi chính hàm gtdq vì thế lần gọi thứ hai sẽ thực hiện. Máy sẽ tạo ra đối n mới, ta gọi đó là n thứ hai. Giá trị của n-1 ở đây lại là đối của hàm , đƣợc truyền cho hàm và hiểu là n thứ hai, do vậy n thứ hai có giá trị là 2. Bây giờ, do n thứ hai vẫn chƣa thoả mãn điều kiện if nên máy lại tiếp tục tính biểu thức : n*gtdq(n-1) ( ) Biểu thức trên lại gọi hàm gtdq lần thứ ba. Máy lại tạo ra đối n lần thứ ba và ở đây n thứ ba có giá trị bằng 1. Đối n=1 thứ ba lại đƣợc truyền cho hàm, lúc này điều kiện trong lệnh if đƣợc thoả mãn, máy đi thực hiện câu lệnh : return 1=gtdq(1) ( ) 67
Bắt đầu từ đây, máy sẽ thực hiện ba lần ra khỏi hàm gtdq. Lần ra khỏi hàm thứ nhất ứng với lần vào thứ ba. Kết quả là đối n thứ ba đƣợc giải phóng, hàm gtdq(1) cho giá trị là 1 và máy trở về xét giá trị biểu thức n*gtdq(1) đây là kết quả của ( ) ở đây, n là n thứ hai và có giá trị bằng 2. Theo câu lệnh return, máy sẽ thực hiện lần ra khỏi hàm lần thứ hai, đối n thứ hai sẽ đƣợc giải phóng, kết quả là biểu thức trong ( ) có giá trị là 2.1. Sau đó máy trở về biểu thức (*) lúc này là : n*gtdq(2)=n*2*1 n lại hiểu là thứ nhất, nó có giá trị bằng 3, do vậy giá trị của biểu thức trong (*) là 3.2.1=6. Chính giá trị này đƣợc sử dụng trong câu lệnh printf của hàm main() nên kết quả in ra trên màn hình là : 3!=6 Chú ý : Hàm đệ qui so với hàm có thể dùng vòng lặp thì đơn giản hơn, tuy nhiên với máy tính khi dùng hàm đệ qui sẽ dùng nhiều bộ nhớ trên ngăn xếp và có thể dẫn đến tràn ngăn xếp. Vì vậy khi gặp một bài toán mà có thể có cách giải lặp ( không dùng đệ qui ) thì ta nên dùng cách lặp này. Song vẫn tồn tại những bài toán chỉ có thể giải bằng đệ qui. 6.3.2. Các bài toán có thể dùng đệ qui : Phƣơng pháp đệ qui thƣờng áp dụng cho các bài toán phụ thuộc tham số có hai đặc điểm sau : Bài toán dễ dàng giải quyết trong một số trƣờng hợp riêng ứng với các giá trị đặc biệt của tham số. Ngƣời ta thƣờng gọi là trƣờng hợp suy biến. Trong trƣờng hợp tổng quát, bài toán có thể qui về một bài toán cùng dạng nhƣng giá trị tham số thì bị thay đổi. Sau một số hữu hạn bƣớc biến đổi dệ qui nó sẽ dẫn tới trƣờng hợp suy biến. Bài toán tính n giai thừa nêu trên thể hiện rõ nét đặc điểu này. 6.3.3. Cách xây dựng hàm đệ qui : 68
Hàm đệ qui thƣờng đƣợc xây dựng theo thuật toán sau : if ( trƣờng hợp suy biến) { Trình bày cách giải bài toán khi suy biến } else /* Trƣờng hợp tổng quát */ { Gọi đệ qui tới hàm ( đang viết ) với các giá trị khác của tham số } 6.3.4. Các ví dụ về dùng hàm đệ qui : Ví dụ 1 : Bài toán dùng đệ qui tìm USCLN của hai số nguyên dƣơng a và b. Trong trƣờng hợp suy biến, khi a=b thì USCLN của a và b chính là giá trị của chúng. Trong trƣờng hợp chung : uscln(a,b)=uscln(a-b,b) nếu a>b uscln(a,b)=uscln(a,b-a) nếu a<b Ta có thể viết chƣơng trình nhƣ sau : #include "stdio.h" int uscln(int a,int b ); /* Nguyên mẫu hàm*/ main() { int m,n; printf("\n Nhap cac gia tri cua a va b :"); scanf("%d%d",&m,&n); printf("\n USCLN cua a=%d va b=%d la :%d",m,m,uscln(m,n)) } int uscln(int a,int b) 69
{ if (a==b) return a; else if (a>b) return uscln(a-b,b); else return uscln(a,b-a); } Ví dụ 2 : Chƣơng trình đọc vào một số rồi in nó ra dƣới dạng các ký tự liên tiếp. # include "stdio.h" # include "conio.h" void prind(int n); main() { int a; clrscr(); printf("n="); scanf("%d",&a); prind(a); getch(); } void prind(int n) { int i; if (n<0) { putchar('-'); 70
n=-n; } if ((i=n/10)!=0) prind(i); putchar(n%10+'0'); } 6.4. Bộ tiền sử lý C : C đƣa ra một số cách mở rộng ngôn ngữ bằng các bộ tiền sử lý macro đơn giản. Có hai cách mở rộng chính là #define mà ta đã học và khả năng bao hàm nội dung của các file khác vào file đang đƣợc dịch. Bao hàm file : Để dễ dàng xử lý một tập các #define và khai báo ( trong các đối tƣợng khác ), C đƣa ra cách bao hàm các file khác vào file đang dịch có dạng : #include "tên file" Dòng khai báo trên sẽ đƣợc thay thế bởi nội dung của file có tên là tên file. Thông thƣờng có vài dòng nhƣ vậy xuất hiện tại đầu mỗi file gốc để gọi vào các câu lệnh #define chung và các khai báo cho các biến ngoài. Các #include đƣợc phép lồng nhau. Thƣờng thì các #include đƣợc dùng nhiều trong các chƣơng trình lớn, nó đảm bảo rằng mọi file gốc đều đƣợc cung cấp cùng các định nghĩa và khai báo biến, do vậy tránh đƣợc các lỗi khó chịu do việc thiếu các khai báo định nghĩa. Tất nhiên khi thay đổi file đƣợc bao hàm vào thì mọi file phụ thuộc vào nó đều phải dịch lại. Phép thế MACRO : Định nghĩa có dạng : #define biểu thức 1 [ biểu thức 2 ] sẽ gọi tới một macro để thay thế biểu thức 2 (nếu có) cho biểu thức 1. Ví dụ : 71
#define YES 1 Macro thay biến YES bởi giá trị 1 có nghĩa là hễ có chỗ nào trong chƣơng trình có xuất hiện biến YES thì nó sẽ đƣợc thay bởi giá trị 1. Phạm vi cho tên đƣợc định nghĩa bởi #define là từ điểm định nghĩa đến cuối file gốc. Có thể định nghĩa lại tên và một định nghĩa có thể sử dụng các định nghĩa khác trƣớc đó. Phép thế không thực hiện cho các xâu dấu nháy, ví dụ nhƣ YES là tên đƣợc định nghĩa thì không có việc thay thế nào đƣợc thực hiện trong đoạn lệnh có "YES". Vì việc thiết lập #define là một bƣớc chuẩn bị chứ không phải là một phần của chƣơng trình biên dịch nên có rất ít hạn chế về văn phạm về việc phải định nghĩa cái gì. Chẳng hạn nhƣ những ngƣời lập trình ƣa thích PASCAL có thể định nghĩa : #define then #define begin { #define end; } sau đó viết đoạn chƣơng trình : if (i>0) then begin a=i; end; Ta cũng có thể định nghĩa các macro có đối, do vậy văn bản thay thế sẽ phụ thuộc vào cách gọi tới macro. Ví dụ : Định nghĩa macro gọi max nhƣ sau : #define max(a,b) ((a)>(b) ?(a):(b)) Việc sử dụng : x=max(p+q,r+s); tƣơng đƣơng với : x=((p+q)>(r+s) ? (p+q):(r+s)); 72
Nhƣ vậy ta có thể có hàm tính cực đại viết trên một dòng. Chừng nào các đối còn giữ đƣợc tính nhất quán thì macro này vẫn có giá trị với mọi kiểu dữ liệu, không cần phải có các loại hàm max khác cho các kiểu dữ liệu khác nhƣng vẫn phải có đối cho các hàm. Tất nhiên nếu ta kiểm tra lại việc mở rộng của hàm max trên, ta sẽ thấy rằng nó có thể gây ra số bẫy. Biểu thức đã đƣợc tính lại hai lần và điều này là không tốt nếu nó gây ra hiệu quả phụ kiểu nhƣ các lời gọi hàm và toán tử tăng. Cần phải thận trọng dùng thêm dấu ngoặc để đảm bảo trật tự tính toán. Tuy vậy, macro vẫn rất có giá trị. Chú ý : Không đƣợc viết dấu cách giữa tên macro với dấu mở ngoặc bao quanh danh sách đối. Ví dụ : Xét chƣơng trình sau : main() { int x,y,z; x=5; y=10*5; z=x+y; z=x+y+6; z=5*x+y; z=5*(x+y); z=5*((x)+(y)); printf("Z=%d",z); getch(); return; } Chƣơng trình sử dụng MACRO sẽ nhƣ sau : 73
#define BEGIN { #define END } #define INTEGER int #define NB 10 #define LIMIT NB*5 #define SUMXY x+y #define SUM1 (x+y) #define SUM2 ((x)+(y)) main() BEGIN INTEGER x,y,z; x=5; y=LIMIT; z=SUMXY; z=5*SUMXY; z=5*SUM1; z=5*SUM2; printf("\n Z=%d",z); getch(); return; END 74
Chương 7 CON TRỎ Con trỏ là biến chứa địa chỉ của một biến khác. Con trỏ đƣợc sử dụng rất nhiều trong C, một phần là do chúng đôi khi là cách duy nhất để biểu diễn tính toán, và phần nữa do chúng thƣờng làm cho chƣơng trình ngắn gọn và có hiệu quả hơn các cách khác . Con trỏ đã từng bị coi nhƣ có hại chẳng kém gì lệnh goto do cách sử dụng chúng đã tạo ra các chƣơng trình khó hiểu. Điều này chắc chắn là đúng khi ngƣời ta sử dụng chúng một cách lôn xộn và do đó tạo ra các con trỏ trỏ đến đâu đó không biết trƣớc đƣợc. 7.1. Con trỏ và địa chỉ : Vì con trỏ chứa địa chỉ của đối tƣợng nên nó có thể xâm nhập vào đối tƣợng gián tiếp qua con trỏ. Giả sử x là một biến kiểu int, và giả sử px là con trỏ đƣợc tạo ra theo một cách nào đó. Phép toán một ngôi & sẽ cho địa chỉ của đối tƣợng, nên câu lệnh : px=&x; sẽ gán địa chỉ của biến x cho trỏ px, và px bây giờ đƣợc gọi là " trỏ tới biến x ". Phép toán & chỉ áp dụng đƣợc cho các biến và phần tử bảng, kết cấu kiểu &(x+1) và &3 là không hợp lệ. Lấy đại chỉ của biến register cũng là sai. Phép toán một ngôi * coi là toán hạng của nó là đại chỉ cần xét và thâm nhập tới địa chỉ đó để lấy ra nội dung. Nếu biến y có kiểu int thì thì lệnh : y=*px; sẽ gán giá trị của biến mà trỏ px trỏ tới. Vậy dãy lệnh : px=&x; y=*px; sẽ gán giá trị của x cho y nhƣ trong lệnh : y=x; Các khai báo cho các biến con trỏ có dạng : tên kiểu *tên con trỏ 75
Ví dụ : Nhƣ trong ví dụ trên, ta khai báo con trỏ px kiểu int : int *px; Trong khai báo trên ta đã ngụ ý nói rằng đó là một cách tƣợng trƣng, rằng tổ hợp *px có kiểu int, tức là nếu px xuất hiện trong ngữ cảnh *px thì nó cũng tƣơng đƣơng với biến có kiểu int. Con trỏ có thể xuất hiện trong các biểu thức. Chẳng hạn, nếu px trỏ tới số nguyên x thì *px có thể xuất hiện trong bất kỳ ngữ cảnh nào mà x có thể xuất hiện. Ví dụ : Lệnh y=*px+1; sẽ đặt y lớn hơn x một đơn vị. Lệnh printf("%d",*px); sẽ in ra giá trị hiện tại của x Lệnh : d=sqrt((double) *px); sẽ gán cho biến d căn bậc hai của x, giá trị này bị buộc phải chuyển sang double trƣớc khi đƣợc chuyền cho sqrt ( cách dùng hàm sqrt ). Trong các biểu thức kiểu nhƣ : y=*px+1; phép toán một ngôi * và & có mức ƣu tiên cao hơn các phép toán số học, cho nên biểu thức này lấy bất ký giá trị nào mà px trỏ tới, cộng với 1 rồi gán cho y. Con trỏ cũng có thể xuất hiện bên vế trái của phép gán. Nếu px trỏ tới x thì sau lệnh : *px=0; x sẽ có giá trị bằng 0. Cũng tƣơng tự các lệnh: *px+=1; (*px)++; 76
sẽ tăng giá trị của x lên 1 dơn vị. Các dấu ngoặc đơn ở câu lệnh cuối là cần thiết , nếu không thì biểu thức sẽ tăng px thay cho tăng ở biến mà nó trỏ tới vì phép toán một ngôi nhƣ * và ++ đƣợc tính từ phải sang trái. Cuối cùng, vì con trỏ là biến nên ta có thao tác chúng nhƣ đối với các biến khác. Nếu py cũng là con trỏ int thì lệnh : py=px; sẽ sao nội dung của px vào py, nghĩa là làm cho py trỏ tới nơi mà px trỏ. 7.2. Con trỏ và mảng một chiều : Trong C có mối quan hệ chặt chẽ giữa con trỏ và mảng : các phần tử của mảng có thể đƣợc xác định nhờ chỉ số hoặc thông qua con trỏ. 7.2.1.Phép toán lấy địa chỉ : Phép toán này chỉ áp dụng cho các phần tử của mảng một chiều. Giả sử ta có khai báo : double b[20]; Khi đó phép toán : &b[9] sẽ cho địa chỉ của phần tử b[9]. 7.2.2. Tên mảng là một hằng địa chỉ : Khi khai báo : float a[10]; máy sẽ bố trí bố trí cho mảng a mƣời khoảng nhớ liên tiếp, mỗi khoảng nhớ là 4 byte. Nhƣ vậy, nếu biết địa chỉ của một phần tử nào đó của mảng a, thì ta có thể dễ dàng suy ra địa chỉ của các phần tử khác của mảng. Với C ta có : a tƣơng đƣơng với &a[0] a+i tƣơng đƣơng với &a[i] 77
*(a+i) tƣơng đƣơng với a[i] 7.2.3. Con trỏ trỏ tới các phần tử của mảng một chiều : Khi con trỏ pa trỏ tới phần tử a[k] thì : pa+i trỏ tới phần tử thứ i sau a[k], có nghĩa là nó trỏ tới a[k+i]. pa-i trỏ tới phần tử thứ i trƣớc a[k], có nghĩa là nó trỏ tới a[k-i]. *(pa+i) tƣơng đƣơng với pa[i]. Nhƣ vậy, sau hai câu lệnh : float a[20],*p; p=a; thì bốn cách viết sau có tác dụng nhƣ nhau : a[i] *(a+i) p[i] *(p+i) Ví dụ : Vào số liệu của các phần tử của một mảng và tính tổng của chúng : Cách 1: #include "stdio.h" main() { float a[4],tong; int i; for (i=0;i<4;++i) { printf("\n a[%d]=",i); scanf("%f",a+i); } tong=0; for (i=0;i<4;++i) tong+=a[i]; 78
printf("\n Tong cac phan tu mang la :%8.2f ",tong); } Cách 2 : #include "stdio.h" main() { float a[4],tong, *troa; int i; troa=a; for (i=0;i<4;++i) { printf("\n a[%d]=",i); scanf("%f",&troa[i]); } tong=0; for (i=0;i<4;++i) tong+=troa[i]; printf("\n Tong cac phan tu mang la :%8.2f ",tong); } Cách 3 : #include "stdio.h" main() { float a[4],tong,*troa; int i; troa=a; for (i=0;i<4;++i) { 79
printf("\n a[%d]=",i); scanf("%f",troa+i); } tong=0; for (i=0;i<4;++i) tong+=*(troa+i); printf("\n Tong cac phan tu mang la :%8.2f ",tong); } Chú ý : Mảng một chiều và con trỏ tƣơng ứng phải cùng kiểu. 7.2.4. Mảng, con trỏ và xâu ký tự : Nhƣ ta đã biết trƣớc đây, xâu ký tự là một dãy ký tự đặt trong hai dấu nháy kép, ví dụ nhƣ : "Viet nam" Khi gặp một xâu ký tự, máy sẽ cấp phát một khoảng nhớ cho một mảng kiểu char đủ lớn để chứa các ký tự của xâu và chứa thêm ký tự '\0' là ký tự dùng làm ký tự kết thúc của một xâu ký tự. Mỗi ký tự của xâu đƣợc chứa trong một phần tử của mảng. Cũng giống nhƣ tên mảng, xâu ký tự là một hàng địa chỉ biểu thị địa chỉ đầu của mảng chứa nó. Vì vậy nếu ta khai báo biến xau nhƣ một con trỏ kiểu char : char *xau; thì phép gán : xau="Ha noi" là hoàn toàn có nghĩa. Sau khi thực hiện câu lệnh này trong con trỏ xau sẽ có địa chỉ đầu của mảng (kiểu char) đang chứa xâu ký tự bên phải. Khi đó các câu lệnh : puts("Ha noi"); puts(xau); sẽ có cùng một tác dụng là cho hiện lên màn hình dòng chữ Ha noi. 80
Mảng kiểu char thƣờng dùng để chứa một dãy ký tự đọc vào bộ nhớ. Ví dụ, để nạp từ bàn phím tên của một ngƣời ta dùng một mảng kiểu char với độ dài 25, ta sử dụng các câu lệnh sau : char ten[25]; printf("\n Ho ten :"); gets(ten); Bây giờ ta xem giữa mảng kiểu char và con trỏ kiểu char có những gì giống và khác nhau. Để thấy đƣợc sự khác nhau của chúng, ta đƣa ra sự so sánh sau : char *xau, ten[15]; ten="Ha noi" gets(xau); Các câu lệnh trên là không hợp lệ. Câu lệnh thứ hai sai ở chỗ : ten là một hằng địa chỉ và ta không thể gán một hằng địa chỉ này cho một hằng địa chỉ khác. Câu lệnh thứ ba không thực hiện đƣợc, mục đích của câu lệnh là đọc từ bàn phím một dãy ký tự và lƣu vào một vùng nhớ mà con trỏ xau trỏ tới. Song nội dung của con trỏ xau còn chƣa xác định. Nếu trỏ xau đã trỏ tới một vùng nhớ nào đó thì câu lệnh này hoàn toàn có ý nghĩa. Chẳng hạn nhƣ sau khi thực hiện câu lệnh : xau=ten; thì cách viết : gets(ten) ; và gets(xau); đều có tác dụng nhƣ nhau. 7.3. Con trỏ và mảng nhiều chiều : Việc sử lý mảng nhiều chiều phức tạp hơn so với mảng một chiều. Không phải mọi qui tắc đúng với mảng một chiều đều có thể áp dụng cho mảng nhiều chiều. 7.3.1.Phép lấy địa chỉ : Phép lấy địa chỉ đối với các phần tử mảng hai chiều chỉ có thể áp dụng khi các phần tử mảng hai chiều có kiểu nguyên, còn lại thì phép lấy địa chỉ cho các phần tử mảng 81
nhiều chiều là không thực hiện đƣợc .Ví dụ nhƣ ta có thể lấy địa chỉ &a[1][2] khi a là mảng nguyên. Thủ thuật đọc từ bàn phím phần tử mảng hai chiều dùng lệnh scanf : Chƣơng trình đọc vào số liệu cho một ma trận hai chiều sẽ đƣợc thực hiện thông qua việc đọc vào một biến trung gian, đọc một giá trị và chứa tạm vào một biến trung gian sau đó ta gán biến cho phần tử mảng: #include "stdio.h" main() { float a[2][3], tg; int i,j; for (i=0;i<2;++i) for (j=0;j<2;++j) { printf("\n a[%d][%d]=",i,j); scanf("%8.2f",&tg); a[i][j]=tg; } } 7.3.2. Phép cộng địa chỉ trong mảng hai chiều: Giả sử ta có mảng hai chiều a[2][3] có 6 phần tử úng với sáu địa chỉ liên tiếp trong bộ nhớ đƣợc xếp theo thứ tự sau : Phần tử a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[1][0] a[1][1] a[1][2] Địa chỉ 1 2 3 4 5 6 Tên mảng a biểu thị địa chỉ đầu tiên của mảng. Phép cộng địa chỉ ở đây đƣợc thực hiện nhƣ sau : C coi mảng hai chiều là mảng ( một chiều ) của mảng, nhƣ vậy khai báo 82
float a[2][3]; thì a là mảng mà mỗi phần tử của nó là một dãy 3 số thực ( một hàng của mảng ). Vì vậy : a trỏ phần tử thứ nhất của mảng : phần tử a[0][0] a+1 trỏ phần tử đầu hàng thứ hai của mảng : phần tử a[1][0] 7.3.3. Con trỏ và mảng hai chiều : Để lần lƣợt duyệt trên các phần tử của mảng hai chiều ta có thể dùng con trỏ nhƣ minh hoạ ở ví dụ sau : float *pa,a[2][3]; pa=(float*)a; lúc đó : pa trỏ tới a[0][0] pa+1 trỏ tới a[0][1] pa+2 trỏ tới a[0][2] pa+3 trỏ tới a[1][0] pa+4 trỏ tới a[1][1] pa+5 trỏ tới a[1][2] Ví dụ : Dùng con trỏ để vào số liệu cho mảng hai chiều. Cách 1 : #include "stdio.h" main() { float a[2][3],*pa; int i; pa=(float*)a; 83
for (i=0;i<6;++i) scanf("%f",pa+i); } Cách 2 : #include "stdio.h" main() { float a[2][3],*pa; int i; for (i=0;i<6;++i) scanf("%f",(float*)a+i); } 7.4. Kiểu con trỏ, kiểu địa chỉ, các phép toán trên con trỏ : 7.4.1. Kiểu con trỏ và kiểu địa chỉ : Con trỏ dùng để lƣu địa chỉ. Mỗi kiểu địa chỉ cần có kiểu con trỏ tƣơng ứng. Phép gán địa chỉ cho con trỏ chỉ có thể thực hiện đƣợc khi kiểu địa chỉ phù hợp với kiểu con trỏ. Ví dụ theo khai báo : float a[20][30],*pa,(*pm)[30]; thì : pa là con trỏ float pm là con trỏ kiểu float [30] a là địa chỉ kiểu float [30] Vì thế phép gán : pa=a; là không hợp lệ. Nhƣng phép gán : pm=a; 84
7.4.2. Các phép toán trên con trỏ: Có 4 phép toán liên quan đến con trỏ và đại chỉ là : Phép gán. Phép tăng giảm địa chỉ. Phép truy cập bộ nhớ. Phép so sánh. Phép gán : Phép gán chỉ thực hiện với các con trỏ cùng kiểu. Muốn gán các con trỏ khác kiểu phải dùng phép ép kiểu nhƣ ví dụ sau : int x; char *pc; pc=(char*)(&x); Phép tăng giảm địa chỉ : Để minh hoạ chi tiết cho phép toán này, ta xét ví dụ sau : Các câu lệnh : float x[30],*px; px=&x[10]; cho con trỏ px là con trỏ float trỏ tới phần tử x[10]. Kiểu địa chỉ float là kiểu địa chỉ 4 byte, nên các phép tăng giảm địa chỉ đƣợc thực hiện trên 4 byte. Vì thế : px+i trỏ tới phần tử x[10+i] px-i trỏ tới phần tử x[10-i] Xét ví dụ khác : Giả sử ta khai báo : float b[40][50]; Khai báo trên cho ta một mảng b gồm các dòng 50 phần tử thực. Kiểu địa chỉ của b là 50*4=200 byte. Do vậy : 85
b trỏ tới đầu dòng thứ nhất ( phần tử b[0][0]). b+1 trỏ tới đầu dòng thứ hai ( phần tử b[1][0]). b+i trỏ tới đầu dòng thứ i ( phần tử b[i][0]). Phép truy cập bộ nhớ : Con trỏ float truy nhập tới 4 byte, con trỏ int truy nhập 2 byte, con trỏ char truy nhập 1 byte. Giả sử ta có cá khai báo : float *pf; int *pi; char *pc; Khi đó : Nếu trỏ pi trỏ đến byte thứ 100 thì *pf biểu thị vùng nhớ 4 byte liên tiếp từ byte 100 đến 103. Nếu trỏ pi trỏ đến byte thứ 100 thì *pi biểu thị vùng nhớ 2 byte liên tiếp từ byte 100 đến 101. Nếu trỏ pc trỏ đến byte thứ 100 thì *pc biểu thị vùng nhớ 1 byte chính là byte 100. Phép so sánh : Cho phép so sánh các con trỏ cùng kiểu, ví dụ nếu p1 và p2 là các con trỏ cùng kiểu thì nếu : p1 p2 nếu địa chỉ p1 trỏ tới cao hơn địa chỉ p2 trỏ tới. Ví dụ : Ví dụ 1 : 86
Đoạn chƣơng trình tính tổng các số thực dùng phép so sánh con trỏ : float a[100],*p,*pcuoi,tong=0.0; int n; pcuoi=a+n-1; /* Địa chỉ cuối dãy*/ for (p=a;p<=pcuoi;++p) s+=*p; Ví dụ 2 : Dùng con trỏ char để tách các byte của một biến nguyên, ta làm nhƣ sau : Giả sử ta có lệnh : unsigned int n=0xABCD; /* Số nguyên hệ 16*/ char *pc; pc=(char*)(&n); Khi đó : *pc=0xAB (byte thứ nhất của n) *pc+1=0xCD (byte thứ hai của n) 7.4.3. Con trỏ kiểu void : Con trỏ kiểu void đƣợc khai báo nhƣ sau : void *tên_con_trỏ; Đây là con trỏ đặc biệt, con trỏ không kiểu, nó có thể nhận bất kỳ kiểu nào. Chẳng hạn câu lệnh sau là hợp lệ : void *pa; float a[20][30]; pa=a; 87
Con trỏ void thƣờng dùng làm đối để nhận bất kỳ địa chỉ kiểu nào từ tham số thực. Trong thân hàm phải dùng phép chuyển đổi kiểu để chuyển sang dạng địa chỉ cần sử lý. Chú ý : Các phép toán tăng giảm địa chỉ, so sánh và truy cập bộ nhớ không dùng đƣợc trên con trỏ void. Ví dụ : Viết hàm thực hiện công ma trận : void congmt(void *a,void *b,void *c,int N,int N, int m); { float *pa,*pb,*pc; int i,j; pa=(float*)a; pb=(float*)b; pc=(float*)c; for (i=1;i<m;++i) for (j=1;j<m;++j) *(pc+i*N+j)=*(pa+i*N+j)+*(pb+i*N+j); } Vì đối là con trỏ void nên nó có thể nhận đƣợc địa chỉ của các ma trận trong lời gọi hàm. Tuy nhiên ta không thể sử dụng trực tiếp các đối con trỏ void trong thân hàm mà phải chuyển kiểu của chúng sang thành float. 7.5. Mảng con trỏ : Mảng con trỏ là sự mở rộng khái niệm con trỏ. Mảng con trỏ là một mảng mà mỗi phần tử của nó chứa đƣợc một địa chỉ nào đó. Cũng giống nhƣ con trỏ, mảng con trỏ có 88
nhiều kiểu : Mỗi phần tử của mảng con trỏ kiểu int sẽ chứa đƣợc các địa chỉ kiểu int. Tƣơng tự cho các mảng con trỏ của các kiểu khác. Mảng con trỏ đƣợc khai báo theo mẫu : Kiểu *Tên_mảng_con_trỏ[N]; Trong đó Kiểu có thể là int, float, double, char còn Tên_mảng_con_trỏ là tên của mảng, N là một hằng số nguyên xác định độ lớn của mảng. Khi gặp khai báo trên, máy sẽ cấp phát N khoảng nhớ liên tiếp cho N phần tử của mảng Tên_mảng_con_trỏ. Ví dụ : Lệnh : double *pa[100]; Khai báo một mảng con trỏ kiểu double gồm 100 phần tử. Mỗi phần tử pa[i] có thể dùng để lƣu trữ một địa chỉ kiểu double. Chú ý : Bản thân các mảng con trỏ không dùng để lƣu trữ số liệu. Tuy nhiên mảng con trỏ cho phép sử dụng các mảng khác để lƣu trữ số liệu một cách có hiệu quả hơn theo cách : chia mảng thành các phần và ghi nhớ địa chỉ đầu của mỗi phần vào một phần tử của mảng con trỏ. Trƣớc khi sử dụng một mảng con trỏ ta cần gán cho mỗi phần tử của nó một giá trị. Giá trị này phải là giá trị của một biến hoặc một phần tử mảng. Các phần tử của mảng con trỏ kiểu char có thể đƣợc khởi đầu bằng các xâu ký tự. Ví dụ : Xét một tổ lao động có 10 ngƣời, mã của mỗi ngƣời chính là số thứ tự. Ta lập một hàm để khi biết mã số của nhân viên thì xác định đƣợc họ tên của nhân viên đó. #include "stdio.h" #include "ctype.h" void tim(int code); 89
main() { int i; tt:printf("\n Tim nguoi co so TT la :"); scanf("%d",&i); tim(i); printf("Co tiep tuc nua khong C/K : '); if (tupper(getch())='C') goto tt; } void tim(int code); { static char *list[]= { "Khong co so thu tu nay " " Nguyen Van Toan" "Huynh Tuan Nghia" "Le Hong Son" "Tran Quang Tung" "Chu Thanh Tu" "Mac Thi Nga" "Hoang Hung" "Pham Trong Ha" "Vu Trung Duc" "Mai Trong Quat" }; printf("\n\n Ma so : %d",code); printf(": %s",()); } 7.6. Con trỏ tới hàm : 90
7.6.1. Cách khai báo con trỏ hàm và mảng con trỏ hàm : Ta sẽ trình bày quy tắc khai báo thông qua các ví dụ : Ví dụ 1: Câu lệnh : float (*f)(float),(*mf[50])(int); Để khai báo : f là con trỏ hàm kiểu float có đối là float mf là mảng con trỏ hàm kiểu float có đối kiểu int ( có 50 phần tử ) Ví dụ 2: Câu lệnh : double (*g)(int, double),(*mg[30])(double, float); Để khai báo : g là con trỏ hàm kiểu double có các đối kiểu int và double mg là mảng con trỏ hàm kiểu double có các đối kiểu double và float ( có 30 phần tử ) 7.6.2. Tác dụng của con trỏ hàm : Con trỏ hàm dùng để chứa địa chỉ của hàm. Muốn vậy ta thực hiện phép gán tên hàm cho con trỏ hàm. Để phép gán có ý nghĩa thì kiểu hàm và kiểu con trỏ phải tƣơng thích. Sau phép gán, ta có thể dùng tên con trỏ hàm thay cho tên hàm. Ví dụ 1: #include "stdio.h" double fmax(double x, double y ) /* Tính max x,y */ { return(x>y ? x:y); 91
} double (*pf)(double,double)=fmax; /*Khai báo và gán tên hàm cho con trỏ hàm */ main() /* Sử dụng con trỏ hàm*/ { printf("\n max=%f",pf(5.0,9.6)); } Ví dụ 2: #include "stdio.h" double fmax(double x, double y ) /* Tính max x,y */ { return(x>y ? x:y); } double (*pf)(double,double); /* Khai báo con trỏ hàm*/ main() /* Sử dụng con trỏ hàm*/ { pf=fmax; printf("\n max=%f",pf(5.0,9.6)); } 7.6.3. Đối của con trỏ hàm : C cho phép thiết kế các hàm mà tham số thực trong lời gọi tới nó lại là tên của một hàm khác. Khi đó tham số hình thức tƣơng ứng phải là một con trỏ hàm. Cách dùng con trỏ hàm trong thân hàm : Nếu đối đƣợc khai báo : double (*f)(double, int); 92
thì trong thân hàm ta có thể dùng các cách viết sau để xác định giá trị của hàm ( do con trỏ f trỏ tới ) : f(x,m) hoặc (f)(x,m) hoặc (*f)(x,m) ở đây x là biến kiểu double còn m là biến kiểu int. Ví dụ : Dùng mảng con trỏ để lập bảng giá trị cho các hàm : x*x, sin(x), cos(x), exp(x) và sqrt(x). Biến x chay từ 1.0 đến 10.0 theo bƣớc 0.5 #include "stdio.h" #include "math.h" double bp(double x) /* Hàm tính x*x */ { return x*x; } main() { int i,j; double x=1.0; typedef double (*ham)(double); ham f[6]; /* Khai bao mảng con trỏ hàm*/ /* Có thể khai báo nhƣ sau double (*f[6](double)*/ f[1]=bp; f[2]=sin; f[3]=cos; f[4]=exp; f[5]=sqrt; /* Gán tên hàm cho các phần tử mẩng con trỏ hàm */ while (x<=10.0) /* Lập bảng giá trị */ { printf("\n"); for (j=1;j<=5;++j) printf("%10.2f ",f[j](x)); 93
x+=0.5; } } 94
Chương 8 CẤU TRÚC Cấu trúc là tập hợp của một hoặc nhiều biến, chúng có thể khác kiểu nhau, đƣợc nhóm lại dƣới một cái tên duy nhất để tiện sử lý. Cấu trúc còn gọi là bản ghi trong một số ngôn ngữ khác, chẳng hạn nhƣ PASCAL. Cấu trúc giúp cho việc tổ chức các dữ liệu phức tạp, đặc biệt trong những chƣơng trình lớn vì trong nhiều tình huống chúng cho phép nhóm các biến có liên quan lại để xử lý nhƣ một đơn vị thay vì các thực thể tách biệt. Một ví dụ đƣợc đề cập nhiều đến là cấu trúc phiếu ghi lƣơng, trong đó mỗi nhân viên đƣợc mô tả bởi một tập các thuộc tính chẳng hạn nhƣ : tên, địa chỉ, lƣơng, phụ cấp vv một số trong các thuộc tính này lại có thể là cấu trúc bởi trong nó có thể chứa nhiều thành phần : Tên ( Họ, đệm, tên ), Địa chỉ ( Phố, số nhà ) vv. Trong chƣơng này chúng ta sẽ minh hoạ cách sử dụng của các cấu trúc trong chƣơng trình. 8.1. Kiểu cấu trúc : Khi xây dựng cấu trúc, ta cần mô tả kiểu của nó. Điều này cũng tƣơng tự nhƣ việc phải thiết kế ra một kiểu nhà trƣớc khi ta đi xây dựng những căn nhà thực sự ở các địa điểm khác nhau. Công việc định nghĩa một kiểu cấu trúc bao gồm việc nêu ra tên của kiểu cấu trúc và các thành phần của nó theo mẫu sau : struct tên_kiểu _cấu_trúc { Khai báo các thành phần của cấu trúc (1) }; Trong đó : struct là từ khoá tên_kiểu _cấu_trúc là một tên bất kỳ do ngƣời lập trình tự đặt theo qui tắc đặt tên nêu ra trong chƣơng 1. 95
Thành phần của cấu trúc có thể là : biến, mảng, cấu trúc khác đã đƣợc định nghĩa trƣớc đó vv Ví dụ : Ví dụ 1: Đoạn chƣơng trình : struct ngay { int ngaythu; char thang[12]; int nam; }; mô tả một kiểu cấu trúc có tên là ngay gồm có ba thành phần : Biến nguyên ngaythu, mảng thang, và biến nguyên nam. Ví dụ 2: Đoạn chƣơng trình : struct nhancong { char ten[15]; char diachi[20] double bacluong; struc ngay ngaysinh; struc ngay ngaybatdaucongtac; }; tạo ra kiểu cấu trúc có tên là nhancong gồm có năm thành phần. Ba thành phần đầu không có gì cần nói thêm. Chỉ có hai thành phần còn lại là các cấu trúc ngaysinh và ngaybatdaucongtac đƣợc xây dựng theo cấu trúc ngay đƣợc định nghĩa trong ví dụ 1. 96
Định nghĩa cấu trúc bằng typedef : Có thể dùng toán tử typedef để định nghĩa các kiểu cấu trúc ngay và nhancong ở trên nhƣ sau : typedef struct { int ngaythu; char thang[12]; int nam; } ngay; typedef struct { char ten[15]; char diachi[20] double bacluong; struc ngay ngaysinh; struc ngay ngaybatdaucongtac; } nhancong; 8.2. Khai báo theomột kiểu cấu trúc đã định nghĩa : Xây dựng những cấu trúc thực sự theo các kiểu đã khai báo trƣớc đó. Vấn đề này hoàn toàn giống nhƣ việc khai báo các biến và các mảng. Giả sử ta đã có các kiểu cấu trúc ngay và nhancong nhƣ trong mục trên. Khi đó ta khai báo : Ví dụ 1 : struct ngay ngaydi, ngayden; sẽ cho ta hai cấu trúc với tên là ngaydi và ngayden. Cả hai cấu trúc đều đƣợc xây dựng theo cấu trúc kiểu ngay. 97
Ví dụ 2 : struct nhancong nhom1,nhom2; sẽ cho ta hai cấu trúc với tên là nhom1 và nhom2. Cả hai cấu trúc đều đƣợc xây dựng theo cấu trúc kiểu nhancong. Nhƣ vậy, một cách tổng quát, việc khai báo cấu trúc đƣợc thực hiện theo mẫu sau : Cách 1 : struct tên_kiểu_cấu_trúc_đã_khai_báo danh_sách_tên_các_cấu_trúc; (2) Chú ý : Các biến cấu trúc đƣợc khai báo theo mẫu trên sẽ đƣợc cấp phát bộ nhớ một cách đầy đủ cho tất cả các thành phần của nó. Việc khai báo có thể thực hiện đồng thời với việc định nghĩa kiểu cấu trúc. Muốn vậy, chỉ cần đặt danh sách tên biến cấu trúc cần khai báo sau dấu } của (* ) nhƣ trên . Nói cách khác, để vừa khai báo kiểu vừa khai báo biến ta dùng cách sau : Cách 2 : struct tên_kiểu_cấu_trúc { Các thành phần của cấu trúc (3) } danh_sách_tên_các_cấu_trúc; Ví dụ : Ví dụ 1 : struct ngay { int ngaythu; char thang[12]; int nam; 98
} ngaydi,ngayden; Ví dụ 2 : struct nhancong { char ten[15]; char diachi[20]; double bacluong; struc ngay ngaysinh; struc ngay ngaybatdaucongtac; } nhom1,nhom2; Khi vừa định nghĩa kiểu cấu trúc vừa khai báo cấu trúc nhƣ trong ví dụ trên, ta không thể không cần đến tên kiểu cấu trúc. Nói cách khác cấu trúc có thể đƣợc khai báo theo cách sau : struct { Các thành phần của cấu trúc (4) } danh_sách_tên_các_cấu_trúc; Ví dụ : struct { int ngaythu; char thang[12]; int nam; } ngaydi,ngayden; 99
Sự khác nhau của các cách khai báo cấu trúc trong (3) và (4) là ở chỗ : Với (3) ta vừa khai báo đƣợc một kiểu cấu trúc vừa khai báo đƣợc các cấu trúc, và có thể dùng kiểu cấu trúc này để khai báo cho các cấu trúc khác nhƣ trong (2), còn (4) chỉ khai báo đƣợc các cấu trúc. Chú ý : Nếu dùng từ khoá typedef để định nghĩa kiểu cấu trúc nhƣ trong mục 8.1 thì khi khai báo các cấu trúc mới ta không cần dùng từ khoá struct, chỉ cần dùng tên kiểu. Ví dụ nhƣ kiểu cấu trúc ngay đƣợc khai báo bằng typedef trong 8.1 thì khi khai báo các cấu trúc mới là ngaydi và ngayden có cùng kiểu ngay ta dùng dòng lệnh sau : ngay ngaydi,ngayden; 8.3. Truy nhập đến các thành phần cấu trúc : Ta đã khá quen với việc sử dụng các biến, các phần tử của mảng và tên mảng trong các câu lệnh. Trên đây ta cũng đã đề cập đến các thành phần của cấu trúc là biến và mảng. Việc xử lý một cấu trúc bao giờ cũng phải đƣợc thực hiện thông qua các thành phần của nó. Để truy cập đến một thành phần cơ bản ( là biến hoặc mảng ) của một cấu trúc ta sử dụng một trong các cách viết sau : tên_cấu_trúc.tên_thành_phần tên_cấu_trúc.tên_cấu_trúc.tên_thành_phần tên_cấu_trúc. tên_cấu_trúc.tên_cấu_trúc.tên_thành_phần Cách viết thứ nhất nhƣ trên đƣợc sử dụng khi biến hoặc mảng là thành phần trực tiếp của một cấu trúc. Ví dụ nhƣ biến ngaythu, biến nam và mảng thang là các thành phần trực tiếp của các cấu trúc ngaydi, ngayden. Các biến bacluong, các mảng ten, diachi là các thành phần trực tiếp của các cấu trúc nhancong. 100
Các cách viết còn lại nhƣ trên đƣợc sử dụng khi biến hoặc mảng là thành phần trực tiếp của một cấu trúc mà bản thân cấu trúc này lại là thành phần của các cấu trúc lớn hơn. Ví dụ : Ta xét phép toán trên các thành phần của cấu trúc nhom1, nhom2 : Câu lệnh : printf("%s",nhom1.ten); sẽ đƣa lên màn hình tên của nhom1. Câu lệnh : tongluong=nhom1.bacluong+nhom2.bacluong; sẽ gán tổng lƣơng của nhom1 và nhom2 rồi gán cho biến tongluong. Câu lệnh : printf("%d",nhom1.ngaysinh.ten); sẽ đƣa lên màn hình ngày sinh của nhom1. Câu lệnh : printf("%d",nhom1. ngaybatdaucongtac.nam); sẽ đƣa lên màn hình ngày bắt đầu công tác của nhom1. Chú ý : Có thể sử dụng phép toán lấy địa chỉ đối với các thành phần cấu trúc để nhập số liệu trực tiếp vào các thành phần cấu trúc. Ví dụ nhƣ ta viết : scanf("%d",&nhom1. ngaybatdaucongtac.nam); Nhƣng đối với các thành phần không nguyên, việc làm trên có thể dẫn đến treo máy. Vì thế nên nhập số liệu vào một biến trung gian sau đó mới gán cho thành phần của cấu trúc. Cách làm nhƣ sau : int year; scanf("%d",&year); nhom1. ngaybatdaucongtac.nam=year; 101
Để tránh dài dòng khi làm việc với các thành phần cấu trúc ta có thể dùng lệnh #define. Ví dụ trong câu lênh scanf ở ví dụ trên, ta có thể viết nhƣ sau : #define p nhom1. ngaybatdaucongtac scanf("%d",&p.nam); Ví dụ : Giả sử ta lập trình quản lý thông tin cán bộ. Giả sử mỗi dữ liệu của một cán bộ gồm : Ngày tháng năm sinh. Ngày tháng năm vào cơ quan. Bậc lƣơng. Yêu cầu viết một chƣơng trình để : Xây dựng cấu trúc cơ sở dữ liệu cho cán bộ. Vào số lệu của một cán bộ. Đƣa số liệu đó ra máy in. Chƣơng trình đƣợc viết nhƣ sau : #include "stdio.h" typedef struct { int ngay; char thang[10]; int nam; } date; typedef struct { date ngaysinh; date ngayvaocq; float luong; 102
} canbo; main() { canbo p; printf("\n Sinh ngay : "); scanf("%d",&p.ngaysinh.ngay); printf("\n Thang : "); scanf("%d",&p.ngaysinh.thang); printf("\n Nam : "); scanf("%d",&p.ngaysinh.nam); printf("\n Vao co quan ngay : "); scanf("%d",&p.ngayvaocq.ngay); printf("\n Thang : "); scanf("%d",&p.ngayvaocq.thang); printf("\n Nam : "); scanf("%d",&p.ngayvaocq.nam); printf("\n Luong : "); scanf("%d",&p.luong); fprintf(stdprn,"\n Ngay sinh:%d%s%d",p.ngaysinh.ngay,p.ngaysinh.thang, p.ngaysinh.nam); fprintf(stdprn,"\n Ngay vao co quan:%d%s%d",p.ngayvaocq.ngay, p.ngayvaocq.thang,p.ngayvaocq.nam); fprintf(stdprn,"\n Luong : %8.2f",p.luong); } 8.4. Mảng cấu trúc : Nhƣ đã đề cập ở các chƣơng trƣớc, khi sử dụng một kiểu giá trị ( ví dụ nhƣ kiểu int ) ta có thể khai báo các biến và các mảng kiểu đó. Ví dụ nhƣ khai báo : int a,b,c[10]; cho ta hai biến nguyên là a,b và một mảng nguyên c có 10 phần tử. 103
Hoàn toàn tƣơng tự nhƣ vậy : ta có thể sử dụng một kiểu cấu trúc đã mô tả để khai báo các cấu trúc và mảng cấu trúc. Cách khai báo mảng cấu trúc : struct tên_kiểu_cấu_trúc_đã_định_nghĩa tên_mảng_cấu_trúc[số phần tử của mảng]; Ví dụ : Ví dụ 1 : Giả sử kiểu cấu trúc canbo đã đƣợc định nghĩa nhƣ mục trên. Khi đó dòng khai báo : struct canbo cb1,cb2,nhom1[10],nhom2[7]; sẽ cho : Hai biến cấu trúc cb1 và cb2. Hai mảng cấu trúc nhom1 co 10 phần tử và nhom2 có 7 phần tử và mỗi phần tử của hai nhóm này có kiểu canbo. Ví dụ 2 : Đoạn chƣơng trình sau sẽ tính tổng lƣơng cho các phần tử nhóm 1: double tongluong=0; for (i=0;i<10;++i) tongluong+=nhom1[i].luong; Chú ý : Không cho phép sử dụng phép toán lấy địa chỉ đối với các thành phần của mảng cấu trúc khác kiểu nguyên. Chẳng hạn không cho phép sử dụng câu lệnh sau : scanf("%f",&nhom1[5].luong); Trong trƣờng hợp này ta dùng biến trung gian. 8.5. Khởi đầu một cấu trúc : Có thể khởi đầu cho một cấu trúc ngoài, cấu trúc tĩnh, mảng cấu trúc ngoài và mảng cấu trúc tĩnh 104
8.6. Phép gán cấu trúc : Có thể thực hiện phép gán trên các biến và phần tử mảng cấu trúc cùng kiểu nhƣ sau : Gán hai biến cấu trúc cho nhau Gán biến cấu trúc cho phần tử mảng cấu trúc Gán phần tử mảng cấu trúc cho biến cấu trúc Gán hai phần tử mảng cấu trúc cho nhau Mỗi một phép gán trên tƣơng đƣơng với một dãy phép gán các thành phần tƣơng ứng. Ví dụ : Đoạn chƣơng trình sau minh hoạ cách dùng phép gán cấu trúc để để sắp xếp n thí sinh theo thứ tự giảm của tổng điểm : struct thisinh { char ht[25]; float td; } tg,ts[100]; for (i=1;i<=n-1;++i) for (j=1;j<=n;++j) if (ts[i].td<ts[j].td) { tg=ts[i]; ts[i]=ts[j]; ts[j]=tg; } 8.7. Con trỏ cấu trúc và địa chỉ cấu trúc : 8.7.1. Con trỏ và địa chỉ : Ta xét ví dụ sau : 105
struct ngay { int ngaythu; char thang[10]; int nam; }; struct nhancong { char ten[20]; char diachi[25]; double bacluong; struct ngay ngaysinh; }; Nếu khai báo : struct nhancong *p,*p1,*p2,nc1,nc2,ds[100]; ta có : p, p1, p2 là con trỏ cấu trúc nc1, nc2 là các biến cấu trúc ds là mảng cấu trúc Con trỏ cấu trúc dùng để lƣu trữ địa chỉ của biến cấu trúc và mảng cấu trúc. Ví dụ : p1=&nc1; /* Gửi địa chỉ nc1 vào p1 */ p2=&ds[4]; /* Gửi địa chỉ ds[4] vào p2 */ p=ds; /* Gửi địa chỉ ds[0] vào p */ 8.7.2. Truy nhập qua con trỏ: Có thể truy nhập đến các thành phần thông qua con trỏ theo một trong hai cách sau : Cách một : 106