Giáo án - Bài giảng: BÀI GIẢNG MÔN CƠ SỞ LẬP TRÌNH (C++)

Một trong những ngôn ngữ lập trình được sử dụng là C++.. Những kiến thức về lập trình được sử dụng trong hầu hết các môn học của ngành Công Nghệ Thông Tin sau này.. Biết cách tạo giải th

- Lý thuyết: 2 tín chỉ

- Thực hành: 2 tín chỉ

Mục Đích, Yêu Cầu Môn Học

cách lập trình trên máy tính Một trong những ngôn ngữ lập trình được sử dụng là C++ Đây là môn học được xem

là nền tảng trong lập trình Những kiến thức về lập trình được sử dụng trong hầu hết các môn học của ngành Công Nghệ Thông Tin sau này.

trình được những bài toán cơ bản về tính toán Biết cách tạo giải thuật, chuyển thành chương trình từ bài toán

cụ thể và sử dụng thành thạo ngôn ngữ C++ trong lập trình cấu trúc.

Tài Liệu Học Tập

Introduction to Computing, Prentice

Hall 2002, Third Edition.

Program, Prentice Hall, New Jersey,

2003, Fourth Edition.

Professional C++, Wiley Publishing,

2005.

Chương 1

chương trình nhằm điều khiển máy tính làm việc.

chương trình nguồn thành chương

trình nguồn.

Chương Trình C++

// h01_01.cpp // Chương trình đầu tiên trong C++

#include <iostream.h>

int main() {

cout << "Welcome to C++!\n";

return 0; // cho biết chương trình

// kết thúc thành công }

Chú thích

Chỉ dẫn biên dịch

Phần chính của chương trình chứa các lệnh C++

Chương Trình C++

int main() {

cout << "Welcome to C++!\n"; return 0;

}

Xuất chuỗi thông báo

Trả trị 0 cho hệ điều hành - cho biết

chương trình kết thúc thành công

ThS.GVC Tô Oai Hùng 11

Các Bước Giải Quyết Bài Toán

Các bước trong phát triển phần mềm gồm:

Vấn Đề

tượng phần mềm nào chưa được khai báo, thêm các lệnh khai báo để chỉ định kiểu và tên cho đối tượng đó.

Viết Mã C++

/* h01_02.cpp: Tính trọng lượng quả cầu.

Nhập: Bán kinh (foot) và tỷ trọng (pound/cubic foot) quả cầu

Xuất: Trọng lượng quả cầu (pound) */

#include <iostream.h> // cin , cout,

// << , >>

#include <math.h> // pow() int main() // hàm main() rỗng {

return 0;

}

<< weight << " pound.\n";

return 0;

}

Kiểm Tra, Thực Thi,

Kiểm Tra, Thực Thi,

Phát Hiện Lỗi

(lỗi thời gian thực thi).

Lỗi Cú Pháp

double radius

thông báo lỗi để người lập trình xác định vị trí và sửa lại chương trình nguồn.

Lỗi Thời Gian Thực Thi

chương trình thực thi.

dừng.

bất kỳ lỗi nào xảy ra.

Lỗi Logic

thi nhưng cho kết quả không đúng.

bằng tay rồi so sánh với kết quả của chương trình.

phức tạp của chương trình càng tăng:

lỗi logic.

Bảo Trì

thường chỉ chạy vài lần.

Xuất: Trọng lượng quả cầu (pound và tấn)

*/

#include <iostream.h>

#include <math.h>

int main() {

const double PI = 3.14159;

cout <<"\n Trọng lượng quả cầu xấp xỉ "

<< weight << " pound, hay "

<< weight /2000.0 << " tấn.\n"; return 0;

}

Kiểm Tra Lại

Bài Tập Tại Lớp

Thành lập mỗi nhóm gồm hai người

Vấn Đề

nối cáp (đồng trục) máy tính cho các phòng làm việc:

Giải Thuật và Viết Mã Lệnh

thiết để mô tả giải thuật của vấn đề đã cho.

chương trình.

Kiểm Tra, Thực Thi,

Chương 2

Mục Tiêu

Vấn Đề

vụ sau:

mỗi giờ.

Thực Hiện

Mã số: 3323 Lương = $259.875

Giải Thuật

pay = hours * HOURLY_WAGE

Viết Mã, Thực Thi và Kiểm Tra

mã lệnh

tượng chưa được khai báo.

Các Kiểu Dữ Liệu Cơ Bản

- int

- short , long , unsigned .

- float , double , long double .

- char .

sai):

- int / unsigned hay

ThS.GVC Tô Oai Hùng 8

từ nhớ của phần cứng:

trong chương trình sẽ khác nhau trên các máy tính khác nhau.

- Từ -32768 đến 32767 .

gấp đôi.

- unsigned int (kích thước phụ

thuộc vào máy tính).

- unsigned short (16 bit): Từ 0 đến

65535 .

- unsigned long (32 bit): Từ 0 đến

4294967295 .

ThS.GVC Tô Oai Hùng 11

58 10 = 0000000000111010 2

unsigned thì tất cả 16 bit được dùng

Biểu Diễn Số Nguyên

diễn trong máy tính theo dạng bù hai

-58 10 = 1111111111000110 2

ThS.GVC Tô Oai Hùng 13

0000000000000000 2 = 0 10

0000000000000001 2 = 1 10

0111111111111111 2 = 32767 10

1000000000000000 2 = -32768 10

1000000000000001 2 = -32767 10

1111111111111111 2 = -1 10

Các giá trị dương

Các giá trị âm

Số Nguyên Không Dấu

trị dương biểu diễn được tăng gấp đôi

0000000000000000 2 = 0 10

0000000000000001 2 = 1 10

0000000000000010 2 = 2 10

1111111111111110 2 = 65534 10

1111111111111111 2 = 65535 10

So Sánh int với unsigned

unsigned .

Số Thực

- float : Là một giá trị 32 bit (4 byte).

- double : Là một giá trị 64 bit (8 byte).

- long double : Là một giá trị 80 bit

diễn theo dạng dấu chấm động gồm:

+ 1.23 . 10 – 4

Biểu Diễn Số Thực

chuẩn hoá theo chuẩn IEEE để biểu diễn chúng theo một cách duy nhất.

Biểu Diễn Số Thực

có dạng:

số mũ (8 bit)

dấu

(1 bit) Phần định trị (Các bit bên phải - 23 bit

dấu chấm nhị phân của phần định trị)

Biểu Diễn Số Thực

có dạng:

dấu (1 bit)

số mũ (11 bit)

Phần định trị - 52 bit (Các bit bên phải dấu chấm nhị phân của

phần định trị)

Ký Tự

biệt:

bằng giá trị nguyên một byte.

đơn.

- Ví dụ: 'X', '7', '>', 'e'

Ký Tự

So Sánh Kiểu Ký Tự và Chuỗi

phân trong máy tính

So Sánh Kiểu Ký Tự và Chuỗi

Kiểu Luận Lý

unsigned được dùng làm kiểu luận lý

unsigned thì chỉ có hai giá trị: đúng và sai .

ThS.GVC Tô Oai Hùng 30

Danh Hiệu

mềm như tên biến, hằng, hàm, …

• Đề nghị

Danh Hiệu

- Ví dụ, firstName là danh hiệu khác

ThS.GVC Tô Oai Hùng 32

Các Loại Đối Tượng

tên biến.

trình mà giá trị của nó có thể thay đổi.

double GPA = 3.25, credits;

char letterGrade = ‘A’;

int ok,

done = 0; // false

hours rate ?

37.5

hours

Hằng Tượng Trưng

trị của nó không đổi:

const double HOURLY_WAGE = 6.75;

- const là từ khoá.

- double là kiểu dữ liệu.

- HOURLY_WAGE là tên hằng (nên viết

Chương 4

CẤU TRÚC LỰA CHỌN

Mục Tiêu

hiện sự lựa chọn trong nhiều khả năng.

thiết kế các mạch logic máy tính.

Các Cấu Trúc Điều Khiển

dưới ba dạng cấu trúc điều khiển:

if, if-else, switch

for, while, do-while

Giải Thuật

nhập vào ba số nguyên.

Viết Mã, Thực Thi và Kiểm Tra

main() rỗng.

mã lệnh:

Lưu Ý

max = x;

if(max < y) ;

max = y;

quả sai.

Viết Mã, Thực Thi và Kiểm Tra

Cú Pháp và Lưu Đồ

y Lệnh if-else : if(boolean_exp) statement 1

else statement 2

y Nếu boolean_exp là true thì statement 1 được thực hiện Ngược

Lệnh if-else Lồng Nhau

if(boolean_exp 1 )

statement 1 else

if(boolean_exp 2 ) statement 2

else if …

Lệnh if-else Lồng Nhau

Sự Kết Hợp Của else Với if

if(x >= 0) if(y >= 0)

z = sqrt (x) + sqrt(y);

else cerr << "Không tính được!!!";

được kết hợp

Trong lệnh if-else lồng nhau, mỗi

phần else sẽ được kết hợp với mỗi

phần if gần nhất trước đó chưa

được kết hợp

Nhầm Lẫn Giữa = và ==

1 true và false trong C++:

true .

Nhầm Lẫn Giữa = và ==

Biểu Thức Điều Kiện

condition ? exp 1 : exp 2

Giải Thuật

result .

vào result .

- …

So Sánh switch Với if-else

switch thay cho if-else .

Viết Mã, Thực Thi và Kiểm Tra

Các từ khoá

Biểu thức int hay char

Biểu thức int hay char

Mỗi case_list là một hay

được kết thúc bằng lệnh break hay return

Lưu Đồ Của Lệnh switch

Hành Vi

ConstantValue i thì điều khiển sẽ

nhảy đến statement_list i sau ConstantValue i

switch cho đến khi:

- lệnh break được thực thi, hay

Chú ý sự sử dụng lệnh

Hành Vi

4 Nếu expression không so trùng

statement_list n+1 trong mệnh đề default được thực hiện Nếu

biểu thức nguyên.

ThS.GVC Tô Oai Hùng 30

Lưu Ý

của switch là một giá trị hợp lệ nhưng

không có hành động nào xảy ra cho giá trị đó

Khi Nào Dùng Lệnh switch

if-else lồng nhau khi:

hiện.

ThS.GVC Tô Oai Hùng 32

học kỳ (thang điểm 100) dựa vào ba loại điểm:

tính hạng của sinh viên Biết rằng, nếu:

Để xếp hạng của sinh viên : Nhập điểm bài làm ở nhà: 80

Nhập điểm kiểm tra giữa kỳ: 80

Nhập điểm thi cuối kỳ: 80

Điểm trung bình cuối kỳ = 80, hạng = B

Thực hiện

vào các biến homework , test , và exam .

final =

HOMEWORK_WEIGHT * homework + TEST_WEIGHT * test +

EXAM_WEIGHT * exam

final .

Viết Mã, Thực Thi và Kiểm Tra

10.

Biểu Thức Logic và

trong sự phát minh máy tính, đó là các mạch số Giả sử cần thiết kế mạch cộng bán phần dựa trên 3 loại cổng logic sau:

Biểu Thức Logic và

- Số nhớ C = 1 khi digit1 và digit2 là 1 .

- Khi C = 1 thì tổng S = 0 .

HOẶC của digit1 và digit2 .

y Vậy:

C = digit1 && digit2

S = !C && (digit1 || digit2)

Biểu Thức Logic và

cộng bán phần (half adder circuit).

Chương 3

Giải Thuật

dụng nhập khối lượng.

vào biến mass.

Viết Mã, Thực Thi và Kiểm Tra

y Figure 3.1 Xem mã nguồn

y Sample run Ví dụ thực thi, dữ liệu thử bao gồm:

Biểu Thức

toán tử được kết hợp nhau để tạo ra

một giá trị được gọi là biểu thức.

double energy = mass * SPEED_OF_

LIGHT * SPEED_OF_LIGHT;

Phép Chia

double sẽ cho kết quả khác nhau Ví dụ:

hiện.

của phép chia:

Độ Ưu Tiên Của Toán Tử

Độ Ưu Tiên Của Toán Tử

* , / , % + , -

C++ là kết hợp trái.

Chuyển Đổi Kiểu Dữ Liệu

số thực trong cùng biểu thức Ví dụ:

2 + 3.0 → 5.0

thành những giá trị rộng hơn, được gọi

là chuyển đổi kiểu ngầm định:

thực.

Chuyển Đổi Kiểu Dữ Liệu

trị từ một kiểu đến kiểu khác.

type (expression)

hay (type) expression

liệu Ví dụ:

double x = 3.456;

cout << (int) x;

Giá trị 3 hiển thị?

Biểu Thức Luận Lý

unsigned , nó có hai giá trị đúng hay sai

Các Phép Toán Quan Hệ

x < 5.2

b * b >= 4.0 * a * c number == 500

‘a’ < ‘b’

Biểu Thức Luận Lý Kết Hợp

Biểu Thức Luận Lý Kết Hợp

thể được xây dựng bằng cách sử dụng các toán tử luận lý:

a && b // true iff cả hai a và b là true

a || b // true iff a hay b là true

!a // true iff a là false

cin >> score;

assert(0 <= score && score <= 100);

Cách Tính Tắt

(n != 0) && (x < 1.0 / n)

không xảy ra.

Tiền Điều Kiện

của nó bị ràng buộc trong điều kiện nào đó:

Cơ Chế assert()

#include <iostream.h>

#include <assert.h>

int main() {

Biểu Thức Gán

khi thực thi lệnh gán.

( 0 ).

var = var Δ value;

var Δ= value;

Phép Toán Tăng Và Giảm

Phép Toán Tăng Trước

cho giá trị toán hạng của nó được tăng

Phép Toán Tăng Sau

khi giá trị đó được sử dụng trong biểu thức:

Phép Toán Tăng Trước Và Sau

sử dụng trong câu lệnh riêng biệt:

int y = 0, x = 0;

++x; // x = 1 y++; // y = 1

trong phép toán tăng (hay giảm) là như nhau.

Chuyển Biểu Thức Thành Câu Lệnh

sau sẽ trở thành câu lệnh:

x = y + z;

'A';

cos(z); Các câu lệnh

Luồng Nhập - Xuất

nhập/xuất trong ngôn ngữ:

istream và ostream

kiểu của biến Vậy, nên xuất thông báo cho người sử dụng biết trước khi nhập

Ví dụ:

cout << “Nhập số thực: “;

double x;

cin >> x;

Biểu Thức Xuất

output_stream << expression;

cout << "The sum = " << sum;

hay sự kết hợp của chúng bằng toán tử:

cout << "Sum = " << v1 + v2 + v3;

Định Dạng Xuất

y ios::showpoint : Hiển thị dấu chấm

thập phân và phần lẻ (kể cả 0) đối với

số thực Mặc định là không hiển thị phần lẻ nếu nó là không.

y ios::fixed : Sử dụng ký pháp dấu

chấm cố định cho các giá trị thực.

y ios::scientific : Sử dụng ký pháp

khoa học cho các giá trị thực.

y ios::left (hay ios::right ): Hiển thị

giá trị được canh trái (hay canh phải – mặc định) trong một trường.

y setprecision(p) : Hiển thị p số lẻ cho

tất cả giá trị thực ở những lần xuất sau

#include <iostream.h>

#include <iomanip.h>

Bài Tập Tại Lớp

Vấn đề:

phối hàng hoá Mỗi chuyến đi, tài xế ghi lại số dặm đã vận chuyển, số gallon nhiên liệu đã sử dụng, giá tiền mỗi gallon, và chi phí vận hành cho mỗi dặm.

dặm đi được cho mỗi gallon nhiên liệu, tổng chi phí vận chuyển, chi phí vận chuyển cho mỗi dặm trong mỗi chuyến đi.

các số liệu này.

Thực Hiện

Ghi nhận số liệu:

Số dặm đã vận chuyển: 99

Số gallon nhiêu liệu đã dùng: 99.99

Giá tiền mỗi gallon: 99.99

Giải Thuật

gallonsOfFuel, unitFuelCost và unitOperatingCost .

Viết Mã, Thực Thi Và Kiểm Tra

y Figure 3.2 : Xem mã nguồn.

Chương 6

HÀM (Phần 1)

y Viết chương trình chuyển đổi nhiệt độ

từ thang nhiệt Fahrenheit thành Celsius Biết:

y Nhắc người sử dụng nhập nhiệt độ Fahrenheit.

y Xem mã nguồn, Figure 6.1

y Sự định nghĩa hàm (thay vì viết mã lệnh

từ Fahrenheit thành Celsius làm cho các hàm hay các chương trình khác có thể tái sử dụng nó.

trong chương trình sử dụng các mã lệnh này.

y Hình 6.2 xuất cùng kết quả với Hình 6.1

4

5 6

7 8

y Định nghĩa hàm:

return_type name

(parameter-Declarations) {

statementList }

const double PI = 3.14159;

double area(double length,

double width) {

double halfLength = length/2.0,

halfWidth = width/2.0;

return PI * halfLength *

halfWidth;

} double circumference(double

length, double width) {

double halfLength = length/2.0,

halfWidth = width/2.0;

return 2.0 * PI * sqrt((pow(halfLength, 2.0) +

pow(halfWidth, 2.0))/2.0);

}

y Dùng để khai báo hàm:

trước bất kỳ lời gọi nào hay định nghĩa hàm

hàm đó.

return_type

name(parameter-Declarations);

cout << “ Tính diện tích và chu vi

của Ellipse\n“

<< “ Nhập chiều dài và rộng: “;

double length, width;

cin >> length >> width;

y Lời gọi hàm bao gồm tên hàm và những giá trị mà hàm bị gọi cần đến, được gọi là đối số.

double tempCelsius = fahrToCelsius(tempFahrenheit);

y Các bước để thiết kế chương trình có thể được sử dụng để thiết kế hàm:

Hành vi của hàm gồm:

Nhận các giá trị từ hàm gọi Trả về giá trị cho hàm gọi

y Là các biến của hàm bị gọi mà hàm gọi

có thể chỉ định giá trị cho nó.

dấu ngoặc đơn trong phần định nghĩa hàm.

double fahrToCelsius(double

tempFahr) {

return (tempFahr - 32.0) / 1.8;

}

y Khi một hàm được gọi:

được gọi là đối số.

double tempCelsius = fahrToCelsius(212)

double fahrToCelsius(double tempFahr){

return (tempFahr - 32.0) / 1.8;

trị tham số của nó

212

y Đặc tả hàm: Xác định phần đầu của hàm gồm:

y Để kiểm tra hàm cần phải có chương trình điều khiển:

y Chương trình ví dụ của chúng ta chỉ

các biến bên trong nó gọi là biến cục bộ:

thoát khỏi hàm (hay khối) chứa nó.

int maximum(int x, int y, int z) {

int max = x;

if(y > max ) max = y;

if(z > max ) max = z;

return max ; }

y Tham số cũng được xem là biến cục bộ.

bộ và tham số có cùng tên là lỗi cú pháp

y Được tạo ra bằng cách đặt khai báo biến bên ngoài tất cả định nghĩa hàm

#include <iostream.h>

int x = 1;// x là biến toàn cục

int main() {

//

}

trong suốt thời gian thực thi chương trình.

y Nhiều chương trình có các tác vụ thường được lặp lại:

y Cần phân biệt lời gọi hàm trả trị với lời gọi hàm không trả trị.

double tempCelsius = fahrToCelsius(tempFahrenheit);

printAsMoney(payment-purchase);

y Các hàm toán học trong tập tin

<math.h>

ceil(x) ceil(9.2) là 10.0

ceil (–9.8) là –9.0 cos(x) cos(0.0) là 1.0

cos(1.570796) là 0.0 exp(x) exp(1.0) là 2.71828

exp(2.0) là 7.38906 fabs(x) fabs(5.1) là 5.1

fabs(0.0) là 0.0 fabs(–8.76) là 8.76

floor(x) floor(9.2) là 9.0

floor(–9.8) là –10.0

fmod(x, y) fmod(13.657, 2.333)

là 1.992 log(x) log(2.718282) là 1.0

log(7.389056) là 2.0 log10(x) log10(10.0) là 1.0

log10(100.0) là 2.0 pow(x, y) pow(2, 7) là 128

pow(9, 5) là 3

sin(x) sin(0.0) là 0

sin(1.570796) là 1.0

sqrt(x) sqrt(900.0) là 30.0

sqrt(9.0) là 3.0 tan(x) tan(0.0) là 0

tan(0.785398) là 1.0

y Các hàm xử lý ký tự trong <ctype.h>

int isdigit(int c) : Trả về true

int isalpha(int c) : Trả về true

int isupper(int c) : Trả về true

Thành lập mỗi nhóm gồm hai người

y Định nghĩa một hàm gồm chức năng sau:

các thao tác cộng, trừ, nhân, chia,

Chương 7

HÀM (Phần 2)

y Mở rộng giới thiệu hàm trong chương 6

inline

y Hàm template

y Xét phép chia nguyên:

mỗi hàm chỉ có thể trả về chỉ một giá trị.

được gọi là tham trị (value parameter),

nó là bản sao của các đối số của nó.

hàm bị gọi, chính là thay đổi giá trị của bản sao chứ không phải đối số thực của nó.

y Tham số tham chiếu:

- Dấu & được đặt sau kiểu của tham số nhưng trước tên của nó.

(alias) cho đối số tương ứng của nó.

chiếu sẽ thay đổi giá trị của đối số tương ứng của nó