Bài giảng Phương pháp lập trình: Bài 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Phương pháp lập trình Các thành phần cơ bản TS. Ngô Hữu Dũng

Nội dung

 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C

 Trình biên dịch/thông dịch  Cấu trúc chương trình  Định dạng trong C  Biến, kiểu dữ liệu  Hằng số, từ khóa, toán tử

 Thư viện

 stdio.h, stdlib.h, math.h, string.h, ctype.h, time.h

 Nhập xuất căn bản

 Nhập: scanf, cin, gets  Xuất: printf, cout, puts

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Ngôn ngữ lập trình C

 Được phát triển bởi Dennis Ritchie tại phòng thí nghiệm AT&T Bell vào đầu thập niên 1970

 C được dùng trong hệ điều

hành UNIX và phát triển cùng với hệ điều hành này

 C đã lan rộng ra nhiều hệ điều hành khác và trở thành ngôn ngữ phổ dụng nhất

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Trình biên dịch/Trình thông dịch

Mã nguồn Source code

Mã máy Machine Code

Source Code Trình biên dịch Compiler

Trình thông dịch Interpreter

Input

Output

Input Output Executable Program

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Trình biên dịch: Phân tích chương trình và biên dịch thành mã máy. Chương trình có thể thực thi: Có thể chạy độc lập với trình biên dịch => Thực thi nhanh chóng Trình thông dịch: Phân tích và thực thi chương trình cùng lúc. Việc thực thi chậm nhưng dễ sửa lỗi chương trình.

Biên dịch và chạy chương trình

 IDE – Integrated

Editor

Source code file.c

Development Environment  Trình soạn thảo

 Biên soạn mã nguồn

Compiler

 Trình biên dịch

 Phân tích và biên dịch mã nguồn

Object code file.obj

 Trình liên kết

Libraries

Linker

Executable code file.exe

 Kết hợp các mã đối tượng và thư viện thành mã thực thi

IDE (Integrated Development Environment)

Phương pháp lập trình - Cơ bản

thành mã đối tượng

Sửa lỗi - debug  Lỗi cú pháp

Semantic Errors

 Phát hiện bởi trình biên

Editor

dịch

Syntactic Errors

 Lỗi về từ khóa, cú pháp,

Source code file.c

ngữ pháp  Lỗi ngữ nghĩa

Compiler

Object code file.obj

 Được phát hiện bởi người sử dụng  Lỗi về kết quả của

chương trình

Libraries

Linker

 Lỗi xuất hiện trong quá trình thực thi chương trình

Executable code file.exe

 Đúng cú pháp nhưng sai

kết quả

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Cấu trúc chương trình C 1. /* Chương trình Hello world! */ 2. #include // Khai báo thư viện

// Chương trình chính // Bắt đầu chương trình

// Câu lệnh

printf("Hello world!\n"); return 0;

3. int main() 4. { 5. 6. // Kết thúc chương trình 7. }  Ký hiệu #include dùng để khai báo thư viện phục vụ chương

trình

 Hàm main là nơi bắt đầu thực hiện chương trình  Lệnh printf nằm trong thư viện stdio.h, dùng để xuất dữ liệu

ra màn hình

 Kí hiệu \n dùng để xuống dòng  Lệnh return dùng để kết thúc và trả về giá trị kiểu int cho hàm

main

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Định dạng trong C

 Có phân biệt giữa chữ in HOA và chữ in thường!  Các dòng trống, khoảng trắng, lời chú thích đều

được trình biên dịch bỏ qua

 Các dấu thụt dòng giúp chương trình dễ đọc, rõ

ràng.  Có thể dùng tab hoặc dấu cách

 Câu lệnh được kết thúc bằng dấu chấm phẩy ;  Chuỗi ký tự được đặt giữa hai dấu hai nháy

"Chuỗi"

 Một ký tự được đặt giữa hai dấu một nháy 's'

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Lời chú thích

 Hai cách ghi chú thích

 // chú thích dòng  /* chú thích khối*/

 Ví dụ 1. /* Chương trình C 2. ** In ra màn hình dòng chữ Hello world! 3. */ 4. #include

//Khai báo thư viện

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Biến

 Biến được dùng để lưu trữ dữ liệu và kết quả

tính toán  Kiểu dữ liệu: Nguyên, thực, ký tự, chuỗi, mảng,

cấu trúc, con trỏ…

 Tên biến: Do người lập trình tự đặt

 Biến phải được khai báo trước khi sử dụng

 Cú pháp: Kiểu-dữ-liệu Tên-biến;  int year;  float score;  char kytu;

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Biến (2)

 Giá trị của biến có thể thay

// Khởi tạo

int year; year = 2016;// Gán

đổi  Khởi tạo biến:

 int year = 2016;

 Phép gán:

year Biến

2016 Vùng nhớ

 year = last_year + 1;  Một vùng nhớ sẽ được cấp phát tương ứng với kích cỡ của biến  Mỗi ô nhớ có một địa chỉ

Kiểu dữ liệu?

riêng

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Kiểu dữ liệu

 int: Kiểu số nguyên

 2 hoặc 4 bytes (16 hoặc 32 bits)  -32,768 → 32,767 hoặc -2,147,483,648 → 2,147,483,647

 float: Kiểu số thực

 4 bytes (32 bits): 1.2E-38 → 3.4E+38, độ chính xác 24 bits

 double: Kiểu số thực có độ chính xác cao hơn float

 8 bytes (64 bits): 2.3E-308 → 1.7E+308, độ chính xác 53 bits

 char: Kiểu ký tự

 1 byte, ví dụ: char exit = 'e';

 bool: Kiểu luận lý, có giá trị true hoặc false

Độ chính xác?

 1 byte, ví dụ: bool kt = true;

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Số chấm động – floating-point numbers

 Biểu diễn số thực

 Ví dụ: 12’345 = 1.2345 x 104  Hay 1.2345E+4

significand x base exponent

 Trị số x hệ cơ số số mũ  Float: Độ chính xác đơn  Double: Độ chính xác đôi

Kiểu dữ liệu Dấu Mũ Trị số Tổng số bit Độ chính xác

Float 1 bit 8 bits 23 bits 32 bits (4 bytes) 24 bits (Dấu + trị số)

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Double 1 bit 11 bits 52 bits 64 bits (8 bytes) 53 bits (Dấu + trị số)

Tên biến  Phải bắt đầu bằng một chữ hoặc dấu gạch dưới (_), tiếp sau đó

có thể kết hợp giữa chữ, số và dấu gạch dưới.  Không được trùng với từ khóa có sẵn của C  Hai biến không được trùng tên nhau  Có phân biệt giữa chữ hoa và chữ thường  Độ dài tùy thích, tuy nhiên không nên đặt tên quá dài  Nên đặt tên có nghĩa, dễ hiểu

 Ví dụ: Những tên biến nào sau đây đúng hay sai?

 1ngoi_sao, bienDem1, phepNhân, donVi$, ngoi_nha,

 ____dien___tich, +hai_so, luy thua, T_T, ^_^,

int, kiem-tra, A&T

Phương pháp lập trình - Cơ bản

edthbdl_mbcln2h

Từ khóa

 Là những từ đã được định nghĩa bởi trình biên dịch  Không được dùng để đặt tên biến, tên hàm…

 auto break case char const continue

default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Ví dụ về biến và kiểu biến 1. #include

// Khai báo thư viện

// Chương trình chính

2. int main() 3. { 4.

5.

6.

7.

8.

9.

// Kiểu ký tự // Kiểu số nguyên // Kiểu số thực // Phép gán // Phép gán // Biểu thức

10.

11.

12.

char a; int i1 = 5, i2; float f; a = 'f'; i2 = 10; f = (float)i1 / i2; printf("%c = %f, ", a, f); printf("kich thuoc %d bytes.\n", sizeof(f)); getchar(); return 0;

f = (float)i1 / i2;

13. 14.}

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Chuyển đổi kiểu

 Đặt (Kiểu dữ liệu) phía trước biểu thức để chuyển đổi

kiểu dữ liệu cho kết quả của biểu thức  f = (float) i1 / i2; i = (int)f;  Gán một số nguyên vào một biến kiểu thực

// Cảnh báo việc chuyển đổi // OK! f1 = 10.000000

 f = i;  f1 = 10;  f2 = (float)i; // OK!

 Gán một số thực vào một biến kiểu nguyên: Mất phần

thập phân (sau dấu chấm)  i1 = 9.5; i2 = f;

 i1 = (int)9.5; i2 = (int)f;

// Cảnh báo, i1 = 9 // OK!

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Chuyển đổi kiểu (2)

 Chia một số nguyên cho một số nguyên: Kết quả là số

nguyên  i1=5; i2=10; f=i1/i2; // Cảnh báo,

f=0.000000

 f=(float)i1/i2;

// OK, f=0.500000

 Chia một số thực cho một số nguyên hoặc chia một số

nguyên cho một số thực: Kết quả là số thực  i=5; f=10; i1 = i/f;  f1=i/f; f2=i/10.0;

// Cảnh báo, i1 = 0 // OK! f1 = f2 =

0.500000

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Hằng số trong C

 Giá trị không đổi suốt chương trình

 Hằng số có kiểu

// char

dữ liệu  Số nguyên  Số thực  Ký tự  Chuỗi

 Khai báo hằng số

// int #define a 45 // unsigned int #define b 125u // long int #define c 87l // unsigned long int #define d 23ul // Cơ số 8 #define e 057 // Cơ số 16 #define f 0xfee #define g 3.14159 // float #define h 314159E-5 // float #define i 'a' #define j "morning" // string const int k = 2016; const float l = 2.016; const char m = '4'; const char n[] = "afternoon"; #define o 048

/* ERROR! Hệ cơ số 8

 #define  const

không có số 8 */

#define p 59E #define q .E59

// ERROR! // ERROR!

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Vận dụng

 Đề bài 1: Hãy khai báo  Một biến kiểu số nguyên  Hai biến kiểu số thực  Một biến kiểu ký tự  Một biến kiểu luận lý  Một hằng số PI = 3.15  Một hằng số MAX = 100

 Đề bài 2: Hãy chuyển đổi kiểu dữ liệu cho biểu thức sau

 float x = 1/2;  float y = (1/5)*x;  int z = (x+5)*2;

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Toán tử toán học

 Những phép toán học

Cho A = 5, B = 2

Mô tả Ví dụ

1. #include 2. 3. int main() 4. { 5.

Toán tử +

6.

Phép cộng A + B = 7

7.

Phép trừ A B = 3

8.

* Phép nhân A * B = 10

9.

/ Phép chia A / B = 2

10.

% Phép chia lấy phần dư A % B = 1

11.

12.

Cộng lên một số nguyên A++ = 6

13.

-- Trừ đi một số nguyên B-- = 1

int A=5, B=2, C; C = A + B; C = A - B; C = A * B; C = B / A; C = B % A; A++; B--; getchar(); return 0;

14. 15. }

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Toán tử quan hệ

 Những phép so sánh

#include

Cho A = 10, B = 20

int main() {

Toán tử Mô tả Ví dụ

== Bằng nhau (A == B) sai

!= Khác nhau (A != B) đúng

> Lớn hơn (A > B) sai

< Nhở hơn (A < B) đúng

>= (A >= B) sai

int A=10, B=20; if (A==B) printf("A = B"); if (A!=B) printf("A ≠ B"); if (A>B) printf("A > B"); if (A=B) printf("A ≥ B"); if (A<=B) printf("A ≤ B"); return 0;

}

Phương pháp lập trình - Cơ bản

(A <= B) đúng Lớn hơn hoặc bằng Nhở hơn hoặc bằng

Toán tử luận lý

 Những phép toán luận lý

Cho A = 1, B = 0

Toán tử

Mô tả

Ví dụ

&&

Gọi toán tử AND, nếu cả hai toán hạng điều đúng, kết quả phép toán là đúng

(A && B) Sai

||

(A || B) Đúng

Gọi toán tử OR, nếu cả hai toán hạng đều sai, kết quả phép toán là sai

!

Gọi toán tử NOT, thực hiện phép phủ định

!(A && B) Đúng

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Toán tử trên bit

 Các phép toán trên bit

#include int main() {

// 0011 0100 // 0001 1101

A & B

// 0001 0100

A | B

// 0011 1101

A ^ B

// 0010 1001

Cho a = 00110100, a<<2= 11010000

Cho a = 00110100, a>>2= 00001101

// 0000 1101

int a = 52; int b = 29; int c; c = a & b; printf("%d & %d = %d\n", a, b, c); c = a | b; printf("%d | %d = %d\n", a, b, c); c = a ^ b; printf("%d ^ %d = %d\n", a, b, c); c = ~a; // 1100 1011 printf("~%d = %d\n", a, c); c = a << 2; // 1101 0000 printf("%d << 2 = %d\n", a, c); c = a >> 2; printf("%d >> 2 = %d\n", a, c); return 0;

}

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Toán tử gán

 Các phép toán kết hợp với phép gán

Mô tả

Ví dụ

Toán tử = += -= *= /= %= <<= >>= &= ^= |=

Phép gán Phép cộng và gán Phép trừ và gán Phép nhân và gán Phép chia và gán Phép chia lấy dư và gán Phép dịch trái và gán Phép dịch phải và gán Phép AND trên bit và gán Phép XOR trên bit và gán Phép OR trên bit và gán

C = A + B C += A là C = C + A C -= A là C = C – A C *= A là C = C * A C /= A là C = C / A C %= A là C = C % A C <<= 2 là C = C << 2 C >>= 2 là C = C >> 2 C &= 2 là C = C & 2 C ^= 2 là C = C ^ 2 C |= 2 là C = C | 2

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Độ ưu tiên

Toán tử () [] -> . ++ - -

Postfix

+ - ! ~ ++ - - (type)* & sizeof

 Các toán tử

+ -

Unary Multiplicative * / % Additive

<< >>

Shift

được tính toán theo thứ tự ưu tiên như bảng

< <= > >=

Relational

== !=

Equality Bitwise AND & Bitwise XOR ^ | Bitwise OR Logical AND && || Logical OR

?:

Conditional

= += -= *= /= %=>>= <<= &= ^= |=

Assignment

,

Comma

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Các thư viện

 Các thư viện định nghĩa sẵn các hàm hay kiểu dữ liệu

 Cú pháp khai báo: #include

 các hàm nhập xuất chuẩn, các thao tác với tập

tin…  getchar, putchar, printf, scanf, fopen, fclose, remove, rename…

 các hàm chuyển đổi kiểu dữ liệu, cấp phát bộ

nhớ…  atof, atoi, atol, strtol, free, malloc, abs, rand, srand…

 các hàm về toán học

 sqrt, pow, ceil, floor, trunc, abs, sin, cos…

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Các thư viện (2)

 các hàm xử lý chuỗi ký tự

 strcpy, strcat, strlen, strstr, strcmp, strchr, memset…

 các hàm xử lý ký tự

 toupper, tolower…

 các hàm nhập xuất

 gets, puts, cin, cout…

 các hàm xử lý về thời gian

 time, clock, localtime, difftime, time_t, struct tm…

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Hàm thường dùng ở thư viện stdio.h  Khai báo: #include  Hàm printf: Xuất ra màn hình

 Nguyên mẫu hàm: int printf(const char * format, ... );  printf(“Hello world!”);  printf(“a = %d.\n”, so_nguyen);

 Hàm scanf: Nhập dữ liệu từ bàn phím

 Nguyên mẫu hàm: int scanf( const char * format, ... );  scanf("%d", &so_nguyen);  scanf("%f", &so_thuc);  scanf("%c", &ky_tu);

 Hàm gets: Nhập chuỗi từ bàn phím

 char name[50];

gets(name);

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Hàm thường dùng ở thư viện stdlib.h

 Khai báo: #include  Hàm rand: Tạo số nguyên ngẫu nhiên

// a có giá trị từ 0 đến 32767 // b có giá trị từ 0 đến 89

 Nguyên mẫu hàm: int rand (void);  a = rand();  b = rand()%90;  c = rand()%90 + 10;

// c có giá trị từ 10 đến 99

 Hàm srand: Khởi tạo số ngẫu nhiên

 Nguyên mẫu hàm: void srand (unsigned int seed);  Ví dụ:

 srand(time(NULL));  d = rand() % 101 – 50;

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Hàm thường dùng ở thư viện math.h  Khai báo: #include  Hàm sqrt: Tính căn bậc hai

 Nguyên mẫu hàm: double sqrt (double x);  x = sqrt(9);  y = sqrt(x + 1);

// Căn bậc hai của 9 // Căn bậc hai của x + 1

 Hàm pow: Tính lũy thừa

 Nguyên mẫu hàm: double pow (double base, double exponent);  x = pow(3, 2);  y = pow(x, 4);

// ba mũ hai // x mũ bốn

 Hàm floor, ceil: Làm tròn // z = 4.0 // w = 5.0

 z = floor(4.3);  w = ceil(4.3); 31

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Hàm thường dùng ở thư viện string.h  Khai báo: #include  Hàm strlen: Tính chiều dài của chuỗi

 Nguyên mẫu hàm: size_t strlen(const char * str)  a = strlen(“hello”);

// a = 5  Hàm strcpy: Sao chép chuỗi

// Khai báo chuỗi

 Nguyên mẫu hàm: char * strcpy(char * dest, const char * src)  char hello[50];  strcpy(hello, “Hello ”);  Hàm strcat: Nối chuỗi

 Nguyên mẫu hàm: char * strcat( char * dest, const char * src)  char name[50] = “Tuan”;  strcat(hello, name); // hello = “Hello Tuan!”

 Hàm strcmp: So sánh chuỗi

 Nguyên mẫu hàm: int strcmp( const char * str1, const char * str2 )  a = strcmp(name, “Tuan”);

// hello = “Hello ”

Phương pháp lập trình - Cơ bản

// a = 0

Hàm thường dùng ở thư viện ctype.h  Khai báo: #include  Hàm tolower: Chuyển ký tự sang chữ thường

 Nguyên mẫu int tolower ( int c );  char c = ‘N’; tolower(c);

// c = ‘n’

 Hàm toupper: Chuyển ký tự sang chữ in

// c = ‘N’

 Nguyên mẫu int toupper ( int c );  char c = ‘n’; toupper(c);  Các hàm kiểm tra ký tự

 isalnum(c): Trả về true (khác 0) nếu c là số hoặc chữ  isalpha(c): Trả về true nếu c là chữ  islower(c): Trả về true nếu c là chữ thường  isupper(c): Trả về true nếu c là chữ in

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Vận dụng

 Đề bài 3: Cho trước một biến số nguyên x và một biến số

thực y, viết biểu thức tính z:

 z =

() ()

 z =

()

 z =

(y khác không)

 z = +

 z =

 z = +  z = + ( + )

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Nhập dữ liệu

 Chú ý nhập đúng kiểu dữ liệu  Nhập số nguyên

 int a; scanf(“%d”, &a);

 Nhập số thực

 float b; scanf(“%f”, &b);

 Nhập ký tự

 char c; scanf(“%c”, &c);

 Nhập chuỗi ký tự

 char s[50];  scanf(“%s”, &s); // Ký tự trắng kết thúc nhập liệu  Có thể thay bằng scanf(“%[^\n]s”, &s); hoặc gets(s);

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Ví dụ về nhập dữ liệu  Đề bài 4: Viết chương trình

#include int main() {

nhập vào một số nguyên, một số thực, một ký tự và một chuỗi, xuất ra màn hình các giá trị vừa nhập.

int a; float b; char c; char s[50];

 Gợi ý:

 Khai báo  Nhập dữ liệu

 Chú ý khai báo và nhập đúng

kiểu dữ liệu

scanf("%d", &a); scanf("%f", &b); scanf("%c", &c); gets(s); . . . return 0;

}

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Xử lý dữ liệu

 Các phép tính toán  Chú ý độ ưu tiên của các phép tính  Chú ý sử dụng đúng các hàm toán học

 Ví dụ 1: Tính chu vi hình chữ nhật có chiều dài x và chiều

rộng y  CV = (x + y)*2;

 Ví dụ 2: Tính khoảng cách giữa hai điểm A(xA, yA) và

B(xB, yB)  KC = sqrt(pow(xA-xB,2) + pow(yA-yB,2));

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Xuất dữ liệu

 Chú ý xuất đúng kiểu

#include int main() {

dữ liệu

 Xuất số nguyên  printf(“%d”, a);

int a; float b; char c; char s[50];

 Xuất số thực

 printf(“%f”, b);

 Xuất ký tự

scanf("%d", &a); scanf("%f", &b); scanf("%c", &c); gets(s);

 printf(“%c”, c);  Xuất chuỗi ký tự  printf(“%s”, s);

printf("%d %f\n", a, b); printf("%c \n%s", c, s); return 0;

}

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Ví dụ xuất ra màn hình 1. /* Practicing of printf */ 2. #include 3. 4. int main() 5. { 6.

// Khai báo biến

7.

8.

9.

10.

11.

12. int year = 2016; printf("Hello!\n\n The C "); printf("programming language schedule:\n"); printf("1.Intro\n2.C language"); printf("\n3.Programming skills\n"); printf("4.Practices\n5.Examinations\n\n "); printf("Lecturer: Dr. Ngo, %d",year); return 0;

13. 14. }

Phương pháp lập trình - Cơ bản

Định dạng biểu diễn dữ liệu

 %[flags][width][.precision][length]specifier

flags Mô tả width Số ký tự tối thiểu được in ra

Canh trái trong width .precision Số ký tự sau dấu chấm động –

+ Buộc in dấu + hoặc –

(space) Ký tự trống trước dữ liệu

0 In số 0 trước dữ liệu

length d i u o x

(none) int unsigned int

hh signed char unsigned char

h short int unsigned short int

Phương pháp lập trình - Cơ bản

l long int unsigned long int

Định dạng biểu diễn dữ liệu

 %[flags][width][.precision][length]specifier specifier

Kết quả Ví dụ

Số thập lục phân kiểu thực

0xb.f3p-2, 0XB.F3P-2

Số nguyên có dấu Số nguyên không dấu Số bát phân không dấu Số thập lục phân không dấu Số thực Ký hiệu khoa học Ký tự Chuỗi ký tự Địa chỉ con trỏ In dấu % -95, 23 7235 610 7fa, 7FA 392.65 3.92e+2, 3.92E+2 a laptrinh b8000000 % %d, %i %u %o %x, %X %f, %F %e, %E %c %s %p %%

Dạng ngắn của %e, %E hoặc %f,%F

392.65

%a, %A

Phương pháp lập trình - Cơ bản

%g, %G

Ví dụ biểu diễn dữ liệu 1. #include 2. int main() 3. { 4.

5.

6.

7.

8.

printf ("Ky tu: %c %c \n", 'a', 65); printf ("So nguyen: %d \n", 1977); printf ("Khoang trong: %10d \n", 1977); printf ("So khong: %010d \n", 1977); printf ("%d %x %o %#x %#o\n",100,100,100,100,100); printf ("So thuc: %.2f\n", 3.1416);