Lập trình ứng dụng trong kỹ thuật - Cơ Điện Tử - Chương 2 pdf

Khi chúng ta khai báo biến, phần mềm lập trình sẽ tự động tìm một vùng nhớ còn trống trong bộ nhớ để lưu trữ giá trị của biến, kích thước của vùng nhớ tùy thuộc vào kiểu dữ liệu của biến

TÓM TẮT CHƯƠNG 2 : C++/CLI CĂN BẢN

1) Tạo và biên dịch một chương trình C++/CLI :

a) Dùng phần mềm Visual Studio :

Mở chương trình VS 2008 Trong màn hình khởi động, chọn File - > New -> Project

Trong cửa sổ New Project : Chọn kiểu project là CLR, trong cửa sổ Templates chọn

CLR Console Application

Nhập tên của project vào ô Name và chọn thư mục chứa project trong ô Location Nhấp OK

Xuất hiện cửa sổ Project, chúng ta có thể bắt đầu viết chương trình trong vùng soạn thảo

Sau khi hoàn tất chương trình, nhấn vào biểu tượng Debug để chạy chương trình (hoặc nhấn F5)

Khi Debug, nếu chương trình co lỗi về mặt cú pháp, VS sẽ thông báo các lỗi này trong cửa

sổ Error, nhấp kép chuột vào dòng thông báo lỗi để biết vị trí lỗi

Nếu không thấy cửa sổ Error, trên thanh công cụ chọn View -> Other Windows -> Error

List (Hoặc nhấn Ctrl+F5)

b) Dùng Notepad :

Mở Notepad và bắt đầu viết chương trình trong cửa sổ soạn thảo của Notepad

Sau khi hoàn tất, lưu lại với đuôi cpp (Ví dụ muốn lưu lại với tên là Vidu thì trong ô File name nhập Vidu.cpp, trong ô Save as type chọn All Files

Để biên dịch chương trình, mở VS Command Prompt

Trong màn hình Command Prompt, chuyển đến thư mục đang chứa tập tin muốn biên dịch

bằng lệnh cd Ví dụ nếu tập tin Vidu.cpp được lưu trong thư mục CLI trong ổ E thì nhập cd

E:\CLI

Sau khi chuyển đến thư mục, tiến hành biên dịch bằng lệnh : cl name /clr:safe Trong

đó, name là tên tập tin muốn biên dịch bao gồm cả đuôi mở rộng (Ví dụ : Vidu.cpp)

Sau khi biên dịch thành công, hai tập tin Vidu.exe và Vidu.obj sẽ được tạo ra

Ta có thể chạy chương trình bằng cách nhấp kép vào Vidu.exe trong thư mục chứa tập tin

lập trình hoặc chạy trực tiếp trên Command Prompt bằng cách nhập vào tên của tập tin tại dấu nhắc (không bao gồm đuôi mở rộng)

Lưu ý : Nếu chương trình có lỗi về mặt cú pháp, quá trình biên dịch sẽ thất bại

2) Class CONSOLE :

Class quản lí việc tương tác với màn hình Console Các phương thức (hàm) cơ bản của lớp:

Write(a) : Hàm một đối số Xuất ra màn hình Console giá trị của a (a có thể là biến hoặc

ReadLine() : Hàm không có đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Nhận một chuỗi kí tự

được nhập từ bàn phím

VD : String^ b = Console::ReadLine ();

Hello : b = “Hello”

ReadKey() : Hàm không có đối số Kiểu dữ liệu trả về là ConsoleKeyInfo Nhận phím

được nhấn từ bàn phím (trừ các phím đặc biệt Ctrl, Shift, Alt)

VD : ConsoleKeyInfo b = Console::ReadKey ();

Console::Write(b.Key);

(Nhấn phím) Esc -> Escape

 Kiểm tra xem có phải phím x đã được nhấn : b.Key == ConsoleKey::x ;

VD : if (b.Key ==ConsoleKey::Escape) Console::Write(L “Phím ESC”);

else Console::Write(L “Không phải phím ESC”);

Clear() : Hàm không có đối số.Xóa toàn bộ màn hình Console

VD : Console::Clear ();

3) Biến và Con trỏ :

a) Biến:

Các biến chúng ta đã biết và sử dụng trước đây đều là biến có kích thước và kiểu dữ liệu xác định Người ta gọi các biến kiểu này là biến tĩnh Khi chúng ta khai báo biến, phần mềm lập trình sẽ tự động tìm một vùng nhớ còn trống trong bộ nhớ để lưu trữ giá trị của biến, kích thước của vùng nhớ tùy thuộc vào kiểu dữ liệu của biến Bất cứ một biến nào cũng có một địa chỉ trong

bộ nhớ của máy tính (địa chỉ này được lưu trữ trong các thanh ghi (register) đặc biệt của CPU)

Khi khai báo biến tĩnh, một lượng ô nhớ cho các biến này sẽ được cấp phát mà không cần biết trong quá trình thực thi chương trình có sử dụng hết lượng ô nhớ này hay không Mặt khác, các biến tĩnh dạng này sẽ tồn tại trong suốt thời gian thực thi chương trình dù có những biến mà chương trình chỉ sử dụng 1 lần rồi bỏ

Các kiểu biến tĩnh : các biến kiểu giá trị như interger, float, decimal, boolean và character

Một số hạn chế có thể gặp phải khi sử dụng các biến tĩnh:

 Cấp phát ô nhớ dư, gây ra lãng phí ô nhớ

 Cấp phát ô nhớ thiếu, chương trình thực thi bị lỗi

Để tránh những hạn chế trên, ngôn ngữ C++ cung cấp cho ta một loại biến đặc biệt gọi là biến động với các đặc điểm sau:

 Chỉ phát sinh trong quá trình thực hiện chương trình chứ không phát sinh lúc bắt đầu chương trình

 Khi chạy chương trình, kích thước của biến, vùng nhớ và địa chỉ vùng nhớ được cấp phát cho biến có thể thay đổi

 Sau khi sử dụng xong có thể giải phóng để tiết kiệm chỗ trong bộ nhớ

Các kiểu biến động : String, Object, array, interface, delegate …

Tuy nhiên các biến động không có địa chỉ nhất định nên ta không thể truy cập đến chúng được Vì thế, ngôn ngữ C lại cung cấp cho ta một loại biến đặc biệt nữa để khắc phục tình trạng này, đó là biến con trỏ (pointer) với các đặc điểm:

Biến con trỏ không chứa dữ liệu mà chỉ chứa địa chỉ của dữ liệu hay chứa địa chỉ của ô nhớ chứa dữ liệu

Kích thước của biến con trỏ không phụ thuộc vào kiểu dữ liệu, luôn có kích thước cố định

Cú pháp khai báo : type* name;

 Trong đó type là kiểu dữ liệu của biến mà con trỏ chứa địa chỉ và name là tên của

int* a = &k; //Con trỏ a đang chứa địa chỉ của biến k

Để truy cập nội dung của ô nhớ mà con trỏ đang chỉ tới, ta sử dụng toán tử gián tiếp *

VD : int y =*a; //Biến y sẽ được gán giá trị của ô nhớ mà con trỏ a đang chỉ tới

Ta có thể cộng (+), trừ (-) 1 con trỏ với 1 số nguyên N nào đó; kết quả trả về là 1 con trỏ Con trỏ này chỉ đến vùng nhớ cách vùng nhớ của con trỏ hiện tại N phần tử (vùng nhớ) Kích thước của vùng nhớ phụ thuộc vào kiểu dữ liệu của biến mà con trỏ chỉ tới (mỗi ô nhớ có kích thước 1 byte)

VD : int k = 10;

int* a = &k;

int* b = a + 3; // Nếu a đang chỉ tới ô nhớ 1000 thì b sẽ chỉ tới ô nhớ có địa

chỉ 1012 (kiểu int có kích thước 32-bit (4 byte), do đó mỗi vùng nhớ của biến kiểu int là

4 ô nhớ; địa chỉ của con trỏ b cách con trỏ a 4 phần tử tương ứng với 12 ô nhớ )

Ta không thể công hai biến con trỏ với nhau nhưng có thể trừ hai biến con trỏ (kết quả là một số nguyên cho biết khoảng cách giữa hai ô nhớ mà hai con trỏ đang trỏ tới)

VD : int k1=10, k2=20;

int *a =&k1, *b =&k2;

int y = a – b; // Nếu a đang chỉ tới ô nhớ 1000 và b chỉ tới ô nhớ 1012 thì y =

lý Do đó handle còn có thể được xem là một con trỏ ảo cho phép tương tác với bộ nhớ thông qua CLR

Do không phản ánh địa chỉ thật của đối tượng trên bộ nhớ nên ta không thể thực hiện các phép toán công trừ với số nguyên như pointer

Cơ chế quản lý bộ nhớ của một số ngôn ngữ :

4) String (Kiểu chuỗi kí tự) :

String là kiểu dữ liệu cho phép lưu trữ giá trị dưới dạng một dãy các kí tự Để dễ hình dung, ta có xem String như là một vectơ gồm nhiều phần tử liên tiếp nhau, mỗi phần tử là một kí

tự

Cú pháp khai báo : String^ name; //name là tên biến

Để gán giá trị cho biến kiểu String, ta đặt chuỗi kí tự trong cặp dấu “”

VD : String^ a = “Xinchao”;

Do kích thước của kiểu String là không xác định (vì không biết chính xác chiều dài của chuỗi kí tự) Nên String thuộc kiểu dữ liệu tham chiếu (reference type) và khi khai báo cần có ^ (handle)

Ta có thể truy xuất đến bất kì một phần tử nào trong chuỗi nếu biết vị trí của phần tử đó

VD : String^ a = “Xinchao”;

Char b = a [3]; // b = „c‟ (a[3] có nghĩa là phần tử thứ 4, phần tử đầu tiên là a[0])

Trong C++/CLI, có riêng một Class quản lí kiểu chuỗi là Class String Các biến (variable)

và phương thức (method) cơ bản của Class String :

Length : biến có kiểu interger Trả về chiều dài của chuỗi (số lượng các kí tự của chuỗi)

VD : String^ a = “Xinchao” ;

int x = a->Length; // x sẽ có giá trị = 7

Concat() : Hàm nhiều đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Thực hiện chức năng nối các

chuỗi lại với nhau

VD : String ^ a = “Welcome”, ^b = “ To ”, ^c = “Viet Nam”;

String ^ d = String::Concat(a,b,c); // d = “Welcome to Viet Nam”

Substring(int n) : Hàm một đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Tạo một chuỗi mới từ

chuỗi ban đầu bằng cách loại đi n phần tử đầu tiên

VD : String^ a = “Hello”;

String^ b = a->Substring(2); // b = “llo”

ToUpper() : Hàm không đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Thực hiện chức năng chuyển

tất cả các kí tự của chuỗi thành chữ HOA

VD : String ^ a = “Welcome”;

String ^ b = a->ToUpper(); // b= “WELCOME”

ToLower() : Hàm không đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Thực hiện chức năng chuyển

tất cả các kí tự của chuỗi thành chữ thường

VD : String ^ a = “Welcome”;

String ^ b = a->ToLower(); // b= “welcome”

Remove(int n, int m) : Hàm hai đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Tạo một chuỗi mới từ

chuỗi ban đầu bằng cách loại đi m các phần tử từ vị trí n

VD : String^ a = “Hello Viet Nam”;

String^ b = a->Remove(2,5); // b = “Heiet Nam”

Replace(String^ n, String^ m) : Hàm hai đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Tạo một

chuỗi mới từ chuỗi ban đầu bằng cách thay thế chuỗi n bằng chuỗi m

VD : String^ a = “Hello Hell”;

String^ b = a->Replace(“ell”, “i”); // b = “Hio Hi”

Insert(int n, String^ m) : Hàm hai đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Tạo một chuỗi mới

từ chuỗi ban đầu bằng cách chèn thêm vào chuỗi m tại vị trí thứ n

VD : String^ a = “Hello”;

String^ b = a->Insert(2, “hi”); // b = “Hehillo”

Trim() : Hàm không đối số Kiểu dữ liệu trả về là String Loại bỏ các kí tự khoảng trắng

(spacebar) ở đầu và cuối chuỗi

VD : String^ a = “ Hello VN ”;

String^ b = a->Trim() ; // b = “Hello VN”

5) Array (Kiểu mảng) :

array là kiểu dữ liệu dạng tập hợp (collection) cho phép lưu trữ giá trị dưới dạng một

mảng các phần tử có cùng kiểu dữ liệu Để dễ hình dung, ta có xem array như là một ma trận

nhiều chiều gồm nhiều phần tử, kiểu dữ liệu của mỗi phần tử là bất kì

Với phiên bản VS 2005 (.Net Framework 1.1), muốn sử dụng kiểu mảng cần khai báo

namespace stdcli::language Tuy nhiên từ phiên bản VS 2008 (.Net Framework 2.0) thì không

cần khai báo

Cú pháp khai báo :

 Mảng 1 chiều : array <type>^ name; //name là tên biến, type là kiểu dữ liệu của biến

 Mảng n chiều : array <type, n>^ name; //n là số chiều của mảng

VD : array <int>^ a; //mảng 1 chiều, phần tử có kiểu interger

array <String^, 2>^ b; //mảng 2 chiều, kiểu dữ liệu là String

array <array<int,2>^,2>^ b; //mảng 2 chiều, mỗi phần tử lại là 1 array 2

chiều

Số chiều tối đa của mảng là 32

Trước khi sử dụng mảng, ta phải thực hiện việc cấp phát bộ nhớ cho mảng Việc cấp phát

bộ nhớ được thực hiện bằng lệnh gcnew()

Cú pháp : name = gcnew array<type,n>(k1,k2,…,kn); // k1,k2,…,kn là số phần tử ứng với chiều thứ 1,2,…,n của mảng

VD : array<int,2>^ M;

M = gcnew array<int,2>(5,3); //mảng 2 chiều 5x3 (5 hàng, 3 cột)

Muốn gán giá trị cho mảng, ta phải gán giá trị cho từng phần tử một Để truy xuất đến từng phần tử của mảng, ta dùng cú pháp :

name[i1,i2,…,in] //name là tên mảng, i1,i2,…,in là vị trí của phần tử trong mảng

VD : array<int,2>^ M = gcnew array<int,2>(5,3);

Trong C++/CLI, có riêng một Class quản lí kiểu mảng là Class Array Các biến (variable)

và phương thức (method) cơ bản của Class Array :

Rank : biến có kiểu interger Trả về số chiều của mảng

VD : array<int,2>^ M = gcnew array<int,3>(5,3,2);

int x = M->Rank; // x sẽ có giá trị = 3

GetLength (int i) : hàm 1 đối số Kiểu dữ liệu trả về là interger Trả về số phần tử (kích

thước) chiều thứ i của mảng

VD : array<int,2>^ M = gcnew array<int,2>(5,3);

Sort(array^ x, array^ y) : Hàm hai đối số Không trả về dữ liệu Thực hiện chức năng sắp

xếp thứ tự của 2 mảng 1 chiều dựa vào mảng thứ nhất

VD : array<int>^ M = { 5,1,3,3,2 };

array<Char>^ C = {„A‟, „D‟, „K‟, „E‟, „F”};

Array::Sort(M,C); // M = {1,2,3,3,5} C = {„D‟, „F‟, „K‟, „E‟, „A‟}

Phép chia lấy dư (%) chỉ thực hiện trên số nguyên (interger)

++/ đặt trước toán hạng : thực hiện tăng giảm trên toán hạng rồi sau đó mới thực hiện

phép tính

++/ đặt sau toán hạng : thực hiện phép tính trước rồi sau đó mới thực hiện tăng giảm trên

toán hạng

VD : int x = 5, y = 3;

int z = x%y; // z = 2 (5 chia 3 dư 2)

int k = x++%y; // k = 2 , x = 6 ( thực hiện x% y trước rồi mới tăng x)

int t = ++z%y; // t = 0 , z = 3 (tăng z rồi mới thực hiện z%y)

! : Phép NOT

&& : Phép AND

|| : Phép OR

VD : int x = 5, y = 3;

int z = x%y; // z = 2 (5 chia 3 dư 2)

int k = x++%y; // k = 2 , x = 6 ( thực hiện x% y trước rồi mới tăng x)

int t = ++z%y; // t = 0 , z = 3 (tăng z rồi mới thực hiện z%y)

c) Toán tử thao tác bit (bitwise) :

Thực hiện các phép tính trên từng bit của một số nguyên (chuyển số nguyên sang số nhị phân rồi thực hiện phép toán, kết quả sau đó được chuyển ngược lại số nguyên)

VD : Byte x = 5, y = 3; // Giá trị nhị phân x = 0000 0101 y = 0000 0011

Byte z = x&y; // z = 0000 0101 & 0000 0011 = 0000 0001 = 1

Byte k = x>>2; // k = 0000 0001 = 1

Byte t = y<<3; // t = 0000 1100 = 12

d) Toán tử điều kiện :

Toán tử điều kiện là toán tử ba ngôi duy nhất trong C++/CLI

Cú pháp : condition ? result 1 : result 2;

Trong đó condition là điều kiện : nếu điều kiện là đúng (true) thì biểu thức sẽ trả về

result1 , nếu điều kiện là sai (false) thì biểu thức sẽ trả về result2

VD : int x = 5, y = 3;

int z = (x > y) ? (x+y) : (x-y); // z = 8 : x > y đúng nên z = x + y

int k = (x < y) ? (x+y) : (x-y); // z = 2 : x < y sai nên z = x - y

e) Toán tử gán :

Thực hiện việc gán giá trị cho các biến Bao gồm 11 toán tử gán

= : Gán trực tiếp

+= : Thực hiện công rồi mới gán ( x += a  x = x + a)

-= : Thực hiện trừ rồi mới gán ( x -= a  x = x - a)

*= : Thực hiện nhân rồi mới gán ( x *= a  x = x * a)

/= : Thực hiện chia rồi mới gán ( x /= a  x = x / a)

%= : Thực hiện chia lấy dư rồi mới gán ( x %= a  x = x % a)

&= : Thực hiện AND rồi mới gán ( x &= a  x = x & a)

^= : Thực hiện XOR rồi mới gán ( x ^= a  x = x ^ a)

|= : Thực hiện OR rồi mới gán ( x |= a  x = x|a)

>>=: Thực hiện dịch phải rồi mới gán ( x >>= a  x = x >> a)

<<=: Thực hiện dịch trái rồi mới gán ( x <<= a  x = x << a)

f) Toán tử ngoặc đơn (comma) :

Gồm nhiều biểu thức liên tiếp được thực hiện liên tiếp, kết quả là kết quả của biểu thức cuối cùng

VD : int x = 5, y = 3;

int z = (y++, x = y++ * x++, x%y); // z = 4

g) Toán tử địa chỉ, tham chiếu và gián tiếp :

Toán tử địa chỉ (&) : trả về địa chỉ (trong bộ nhớ) của một biến

VD : int x = 5, *y ;

y = &x; // đặt địa chỉ của biến x vào biến con trỏ y

Toán tử gián tiếp (*) : toán tử một ngôi trên biến con trỏ, trả về giá trị đang lưu trữ trong ô

nhớ mà biến con trỏ đang chỉ tới

x = 10; // x = 10, y =10 : vì y tham chiếu đến x nên khi x thay

đổi giá trị thì y cũng thay đổi giá tri

int z = y; // z = 10

y = 20; // x = 20, y =20 : khi y thay đổi giá trị thì x cũng thay

đổi giá trị

h) Thứ tự ƣu tiên của các toán tử : (Tham khảo trong tài liệu)

7) Cấu trúc điều khiển (Control Construct) :

a) Cấu trúc điều kiện (Condition Construct) :

Các cấu trúc điều kiện là một đoạn mã lệnh, chương trình chỉ thực hiện đoạn mã lệnh nếu điều kiện của cấu trúc là đúng (true) C++/CLI cung cấp 2 loại cấu trúc điều kiện : if và switch