Giáo trình ngôn ngữ lập trình c lý thuyết và thực hành

Nếu một chương trình có sử dụng các hàm thư viện thì tệp đích của nó cần phải được kết nối với mã đích của các hàm này để tạo ra một chương trình có thể chạy được.. Bằng việc gọi tên một

LỜI NÓI ĐẦU

Phần I: Các khái niệm cơ bản

Bài 1 Mở đầu

Tóm tắt lịch sử phát triển của ngôn ngữ C

Ngôn ngữ lập trình C do Dennis Ritchie tạo lập vào năm 1972 tại Bell Telephone Laboratories Mục đích ban đầu của ngôn ngữ này là để thiết kế hệ điều hành UNIX

C là một ngôn ngữ mạnh và mềm dẻo nên nó đã được rất nhiều người sử dụng Khắp nơi người ta đã bắt đầu dùng nó để viết mọi loại chương trình Tuy nhiên, các tổ chức khác nhau đã bắt đầu sử dụng các version khác nhau của C, và đã phát sinh nhiều sự khác nhau trong các thao tác làm cho người lập trình phải đau đầu Để khắc phục vấn đề này, năm

1983, Viện Tiêu chuẩn Quốc gia của Mỹ (ANSI) đã thành lập một ủy ban để đưa ra một

định nghĩa chuẩn cho ngôn ngữ C, được gọi là ANSI Standard C

Có lẽ phải nói thêm một chút về tên của ngôn ngữ Ngôn ngữ này có tên là C vì trước nó đã

có một ngôn ngữ được gọi là B Ngôn ngữ B do Ken Thompson phát triển cũng tại Bell Labs Có thể, B là để chỉ tên của phòng thí nghiệm, còn C chắc là do đứng sau B

Tại sao lại dùng C?

Trong thế giới lập trình ngày nay, có rất nhiều ngôn ngữ lập trình bậc cao để lựa chọn, chẳng hạn như C, Pascal, BASIC, Modula, v.v Tất cả đều là những ngôn ngữ tuyệt vời phù hợp cho hầu hết các công việc lập trình Nhưng tuy vậy, vẫn có một vài lý do để nhiều nhà lập trình chuyên nghiệp cảm thấy C là ngôn ngữ đứng đầu, vì:

 C là một ngôn ngữ mạnh và mềm dẻo Hạn chế duy nhất của C chính là sự hạn chế

trong tư duy trừu tượng của chính người lập trình mà thôi C được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, như thiết kế các hệ điều hành, các bộ soạn thảo văn bản, đồ hoạ, trang tính, và thậm chí làm các chương trình dịch cho các ngôn ngữ khác

 C là một ngôn ngữ bình dân được nhiều người lập trình chuyên nghiệp ưa dùng Bằng

chứng là đã có rất nhiều chương trình dịch khác nhau và nhiều tiện ích kèm theo

 C là một ngôn ngữ chuyển đổi được tức là một chương trình C được viết cho một hệ

máy vi tính (ví dụ IBM PC) có thể được dịch và chạy trên một hệ thống khác (ví dụ DEC VAX) mà chỉ cần thay đổi chút ít hoặc không cần thay đổi gì cả

 C là một ngôn ngữ ngắn gọn, nó chỉ bao gồm một số các từ được gọi là từ khóa

(keyword) làm cơ sở để tạo ra các câu lệnh của ngôn ngữ

Với các đặc điểm trên, C là sự lựa chọn tuyệt vời đối với một ngôn ngữ lập trình Nhưng có

lẽ người ta còn nghe nói về C++ và một kỹ thuật lập trình mới được gọi là lập trình hướng

đối tượng Cũng không có gì đáng hoang mang cho lắm vì thực ra C++ chỉ là một ngôn ngữ

siêu C với tất cả những gì mà C có cộng thêm với kỹ thuật lập trình hướng đối tượng Nếu ai

đó bắt đầu ngay bằng việc học C++, thì tất cả những gì đã được dạy khi học C vẫn còn được áp dụng cho C++ Trong khi học C, không những chỉ học một ngôn ngữ lập trình phổ thông và mạnh nhất hôm nay mà còn tự chuẩn bị cho mình một kỹ thuật lập trình hướng đối tượng cho ngày mai

Chuẩn bị cho việc lập trình

Khi giải một bài toán cần phải tiến hành một số bước nhất định Đầu tiên phải hình thành hay còn gọi là định nghĩa bài toán Nếu không biết bài toán cần phải giải quyết là gì thì không thể nào tìm ra kết qủa được Một khi bài toán đã được định rõ, thì có thể lập ra một kế hoạch

để giải quyết nó Sau khi đã có một kế hoạch thì việc thực hiện bài toán này sẽ trở nên dễ dàng Cuối cùng, một khi kế hoạch đã được thực thi, thì các kết qủa phải được thử lại để kiểm chứng xem liệu bài toán đã được giải quyết đúng và trọn vẹn chưa Một logic như trên

có thể được áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm cả việc lập trình trên máy tính Khi tạo lập một chương trình trong C, chúng ta nên tiến hành theo các bước sau đây:

1 Xác định các mục tiêu của chương trình

2 Xác định các phương pháp mà ta muốn sử dụng trong khi viết chương trình

3 Tạo lập chương trình để giải quyết bài toán

4 Chạy chương trình để xem xét các kết qủa

Chu trình phát triển chương trình

Chu trình phát triển chương trình có các bước riêng của nó Trong bước thứ nhất, một bộ

soạn thảo sẽ được sử dụng để tạo ra một tệp đĩa chứa các mã gốc (source code) Tại bước thứ hai, các mã gốc sẽ được dịch để tạo ra một tệp đích (object file) Tại bước thứ ba, các

mã đã được dịch sẽ được kết nối lại để tạo ra một tệp chương trình có thể chạy được

(executable file) Cuối cùng, bước bốn là để chạy chương trình và kiểm tra xem nó có làm việc như đã dự kiến không

Tạo lập mã gốc

Các mã gốc là một loạt các câu lệnh, hoặc lệnh được sử dụng để chỉ thị cho máy tính thực hiện các công việc mà người lập trình mong muốn Ví dụ, dưới đây là một dòng của mã gốc:

printf ("Chào các bạn");

Lệnh này chỉ thị cho máy tính hiện trên màn hình thông điệp Chào các bạn.

Hầu hết các chương trình dịch đều có một bộ sạon thảo để soạn ra các tệp mã gốc Tuy nhiên, ta cũng có thể sử dụng bất kỳ một bộ soạn thảo văn bản nào để viết các chương trình

C Chỉ cần lưu ý là khi cất giữ tệp thì phải chọn kiểu tệp là văn bản và có phần mở rộng là C

Dịch các mã gốc

Các máy tính chỉ hiểu được một ngôn ngữ, đó là ngôn ngữ máy (machine language) Bởi

vậy, trước khi một chương trình C có thể chạy được trên một máy tính, nó phải được dịch

từ các mã gốc sang mã máy bằng một chương trình được gọi là chương trình dịch

(compiler) Chương trình dịch lấy các mã gốc làm input và cho ra một tệp đĩa chứa các câu lệnh mã máy tương ứng với các câu lệnh mã gốc Các câu lệnh mã máy được tạo ra bởi chương trình dịch được gọi là các mã đích và tệp đĩa chứa chúng được gọi là tệp đích Tệp

đích có tên trùng với tên tệp gốc và luôn có đuôi là OBJ Đuôi OBJ để chỉ rằng tệp này là tệp đích và sẽ được sử dụng bởi chương trình kết nối (linker)

Kết nối để tạo ra một tệp có thể chạy được

Cần phải thực hiện thêm một bước nữa thì chương trình mới có thể chạy được Trong C có

một bộ phận được gọi là thư viện các hàm, nó chứa các mã đích của các hàm đã được lập

sẵn Ví dụ, hàm printf được sử dụng trong ví dụ trước là một hàm thư viện Các hàm thư viện thực hiện các công việc thường hay phải dùng đến, chẳng hạn như hiện các thông tin lên màn hình, đọc số liệu từ các tệp đĩa Nếu một chương trình có sử dụng các hàm thư viện thì tệp đích của nó cần phải được kết nối với mã đích của các hàm này để tạo ra một chương trình có thể chạy được Tệp này có tên trùng với tên tệp gốc và có đuôi là EXE

Hoàn thiện chu trình phát triển

Sau khi dịch và kết nối cần phải chạy thử chương trình Nếu kết qủa nhận được không như mong muốn thì cần phải tìm ra nguyên nhân dẫn đến các sai sót và sửa lại chương trình cho đúng Khi có bất kỳ một thay đổi nào trong mã gốc, chương trình phải được dịch và kết nối lại Chu trình trên sẽ phải lặp đi lặp lại cho đến khi nào nhận được kết qủa như mong muốn Một điểm lưu ý cuối cùng về việc dịch và kết nối là, mặc dù việc dịch và kết nối như đã trình bầy trên đây là hai giai đoạn tách biệt nhưng nhiều chương trình dịch, chẳng hạn các chương trình dịch chạy dưới DOS lại gộp hai bước trên thành một Cho dù như vậy nhưng vẫn cứ phải hiểu rằng đây là hai qúa trình riêng rẽ ngay cả khi chúng chỉ được thực hiện bằng một lệnh

Chu trình phát triển một chương trình C

Bước 1: Sử dụng một bộ soạn thảo để viết các mã gốc

Thông thường các tệp gốc của C có đuôi là C

Bước 2: Dùng một chương trình để dịch chương trình gốc

Nếu chương trình dịch không phát hiện một sai sót nào trong chương trình gốc,

nó sẽ sinh ra một tệp đích Tệp này có cùng tên với tệp chương trình gốc với đuôi là OBJ Nếu chương trình dịch tìm thấy một lỗi nào đó, nó sẽ thông báo lên màn hình và ta phải trở lại từ bước một để sửa các lỗi đã được phát hiện trong chương trình gốc

Bước 3: Kết nối chương trình bằng bộ kết nối

Nếu không có lỗi, bộ kết nối sẽ sinh ra một tệp đĩa có tên trùng với tên chương trình đích với đuôi EXE, chứa một chương trình có thể chạy được

Bước 4: Chạy chương trình

Cần phải chạy thử chương trình sau khi kết thúc bước 3 để xem nó đã hoạt động đúng như mong muốn chưa Nếu chưa thì phải quay lại từ bước 1 và tiến hành các thay đổi cần thiết trong mã gốc

Kết luận

C là một công cụ lập trình mạnh, thông dụng và chuyển đổi được Bài này giải thích các

bước khác nhau trong qúa trình viết một chương trình C Đó là chu trình soạn thảo/dịch/kết nối/kiểm tra

Việc mắc lỗi trong khi phát triển chương trình là một điều không thể tránh khỏi Chương trình dịch của C sẽ phát hiện các lỗi trong mã gốc và hiện một thông báo lỗi về kiểu lỗi và vị

trí của lỗi Các thông tin này giúp người lập trình sửa lại mã gốc một cách dễ dàng Tuy nhiên, chương trình dịch không phải lúc nào cũng thông báo được chính xác kiểu của lỗi cũng như vị trí của chúng Đôi khi người lập trình phải vận dụng các kiến thức về C để phát hiện các sai sót đã gây ra thông báo lỗi

Câu hỏi và trả lời

1 Nếu muốn cho một người nào đó một chương trình C thì phải cho tệp nào?

C là một ngôn ngữ có chương trình dịch Điều đó có nghĩa là, sau khi mã gốc đã được dịch sẽ phát sinh một chương trình có thể chạy được Chương trình này có thể tự chạy một mình Nếu muốn chuyển CHAO đến những người nào đó, điều duy nhất cần làm là hãy chuyển cho họ tệp CHAO.EXE Họ không cần tệp gốc CHAO.C, hoặc tệp đích CHAO.OBJ và thậm chí ngay cả chương trình dịch C nữa

2 Sau khi đã tạo được tệp có thể chạy được, thì có cần phải giữ tệp gốc hoặc tệp đích nữa không?

Nếu tệp gốc bị mất thì sau này không còn cách nào khác để có thể thay đổi được chương trình đã dịch và kết nối Do vậy nên giữ lại các tệp gốc Nhưng đối với các tệp đích thì lại khác Có một vài lý do cần phải giữ lại các tệp đích, tuy nhiên nếu nói ngay bây giờ thì còn hơi sớm Do vậy, có thể xóa tệp đích một khi đã có tệp có thể chạy được Nếu cần tệp đích, có thể dịch lại từ tệp gốc

3 Liệu có thể bỏ qua các thông báo nhắc nhở không?

Một số thông báo nhắc nhở không làm ảnh hưởng đến việc chạy của chương trình Một

số khác lại có Nếu chương trình dịch cho ra một thông báo nhắc nhở, thì đó là một dấu hiệu báo rằng có một cái gì đó không hoàn toàn đúng Hầu hết các chương trình dịch đều cho phép đặt mức nhắc nhở Bằng cách dó thì chỉ nhận được các nhắc nhở từ mức này trở đi Trong chương trình, cần phải xem từng nhắc nhở một và quyết định nên khắc phục nó hay là không Tốt nhất là nên sửa lại mã gốc sao cho không còn một thông báo lỗi và nhắc nhở nào

Luyện lập

Mục Luyện tập sẽ cho các câu hỏi để giúp người đọc củng cố lại kiến thức của mình và các bài tập nhằm cung cấp các kinh nghiệm khi sử dụng những điều đã học

Câu hỏi

1 Hãy nêu ba lý do tại sao C là một lựa chọn tốt nhất về ngôn ngữ lập trình

2 Chương trình dịch làm công việc gì?

3 Các bước trong chu trình phát triển chương trình là gì?

4 Cần phải gõ lệnh nào để dịch một chương trình có tên PROG1.C bằng chương trình dịch C ?

5 Chương trình dịch C kết nối và dịch bằng một lệnh hay bằng hai lệnh riêng rẽ?

6 Nên dùng đuôi nào cho các tệp gốc của C?

7 FILENAME.TXT có hợp lệ cho một tệp gốc của C không?

8 Nếu một chương trình đã được dịch và nó không làm việc như mong muốn, thì nên làm như thế nào ?

9 Mã máy là gì?

10 Bộ kết nối làm công việc gì?

Bài tập

1 Hãy nhập và dịch chương trình sau đây Chương trình này làm việc gì? (không viết các

số hiệu dòng khi soạn chương trình)

7: dientich = 3.14159 * bankinh * bankinh;

8: printf( "\n\nDiện tích = %d", dientich );

4 Chương trình sau đây cũng có lỗi Hãy nhập và dịch nó Các dòng nào sinh

ra thông báo lỗi?

5 Thay lệnh số 7 trong chương trình ở bài tập 2 như dưới đây Dịch và chạy lại

chương trình Bây giờ chương trình này làm gì?

7: printf( "%c", 1 );

Bài 2 Các thành phần của một chương trình

C

Mọi chương trình C đều chứa một số các thành phần được liên kết với nhau theo một cách nhất định Để có một bức tranh tổng thể, trước hết, ta bắt đầu xét một chương trình C ngắn nhưng hoàn chỉnh với tất cả các thành phần của nó

Một chương trình C ngắn

Chương trình 2.1 là mã gốc của một chương trình có tên là NHAN.C Đây là một chương trình rất đơn giản: nó chỉ bao gồm việc nhập hai số từ bàn phím và tính tích của chúng Ở đây, chúng ta chưa cần phải hiểu tất cả các lệnh của chương trình, mà chủ yếu là làm quen với các thành phần của một chương trình C mà thôi

Trước khi xét chi tiết chương trình này, cần phải hiểu rõ khái niệm về hàm (function), vì hàm

là một yếu tố cơ bản trong việc lập trình C Một hàm là một bộ phận độc lập của chương trình, được đặt tên và thực hiện một công việc nào đó Bằng việc gọi tên một hàm, chương trình chính có thể thực hiện các lệnh trong hàm này Chương trình chính có thể gửi các thông tin, được gọi là đối số (argument) cho hàm, và hàm có thể đưa trở lại thông tin cho chương trình Có hai kiểu hàm: các hàm thư viện - một bộ phận của chương trình dịch của C; và các hàm do người sử dụng tự định nghĩa

20: /* Hàm tính tích của hai đối số */

21: int tich(int x, int y)

Bộ phận duy nhất cần phải có trong mọi chương trình C là hàm main(). Dạng đơn giản

nhất của nó là: main theo sau là một cặp dấu ngoặc tròn ( ) và một cặp dấu ngoặc nhọn  Nằm giữa các dấu ngoặc nhọn là các lệnh tạo nên thân chính của chương trình Dưới điều

kiện bình thường, chương trình sẽ bắt đầu thực hiện từ lệnh thứ nhất trong main() và kết thúc bằng lệnh cuối cùng trong main()

Chỉ thị #include (Dòng 2)

Chỉ thị #include báo cho chương trình dịch của C biết phải thêm vào chương trình một tệp trong khi dịch Một tệp được thêm vào là một tệp đĩa riêng biệt chứa các thông tin cần thiết cho chương trình dịch Một số tệp trong các tệp này (đôi khi còn gọi là các tệp tiêu đề - header files) được cung cấp cùng với chương trình dịch Tất cả các tệp này đều có đuôi là H

Chỉ thị #include trong ví dụ này có nghĩa là "Cộng thêm nội dung của tệp stdio.h" Hầu hết các chương trình C đều yêu cầu một hoặc nhiều tệp cộng thêm

Định nghĩa biến

Một biến là một tên gọi cho một đại lượng hoặc một đối tượng nào đó Mỗi biến đều được phân bổ một địa chỉ trong bộ nhớ Chương trình C sử dụng các biến để lưu giữ các loại dữ liệu khác nhau trong quá trình thực hiện chương trình Trong C, một biến chỉ có thể được sử dụng sau khi đã được định nghĩa Một định nghĩa biến cho chương trình dịch biết tên của biến và kiểu của dữ liệu mà nó lưu giữ Trong ví dụ mẫu, định nghĩa ở dòng 3, int a,b,c, định nghĩa ba biến có tên là a, b, và c và mỗi biến sẽ chứa một giá trị nguyên (integer) Trong Bài 3 sẽ nói rõ hơn về các biến và các định nghĩa biến

Khai báo hàm (Dòng 4)

Một khai báo hàm cho chương trình dịch biết tên và đối số của hàm sẽ được sử dụng trong chương trình Khai báo này phải xuất hiện trước khi hàm được sử dụng Khai báo hàm khác với định nghĩa hàm Một định nghĩa hàm chứa các lệnh tạo ra hàm đó

Các lệnh chương trình (Các dòng 8, 9, 12, 13, 16, 17, 23)

Công việc thực sự của một chương trình C được thực hiện bởi các câu lệnh của nó Các câu lệnh của C là: hiện các thông tin trên màn hình, đọc các phím được gõ vào từ bàn phím, thực hiện các phép số học, gọi các hàm, đọc các tệp đĩa, và tất cả các thao tác khác mà một chương trình cần phải thực hiện Từ bài này trở đi, mỗi một lệnh C được viết riêng trên

một dòng và luôn luôn được kết thúc bằng một dấu chấm phẩy (;) Sau đây là các giải thích ngắn gọn cho các câu lệnh của chương trình NHAN.C

printf()

Lệnh printf() (các dòng 8, 12, và 17) là một hàm thư viện dùng để hiện thông tin lên màn hình Lệnh này có thể dùng để hiện một thông báo văn bản đơn giản (như ở dòng 8 và 12) hoặc một thông báo và một hoặc nhiều biến chương trình (như ở dòng 17)

Hàm có tên tich() ở các dòng 21-24 là một hàm do người sử dụng tự định nghĩa và tự viết trong quá trình phát triển chương trình Hàm này rất đơn giản: nó chỉ làm mỗi một việc là nhân hai giá trị với nhau và đưa trở lại kết qủa cho chương trình đã gọi nó

C còn có các hàm thư viện được cung cấp cùng với chương trình dịch Các hàm thư viện thực hiện hầu hết các công việc cơ bản nhất (như các thao tác trên màn hình, bàn phím, đọc/ghi đĩa) mà một chương trình cần đến Trong ví dụ này, printf() và scanf() là các hàm thư viện

Các chú thích trong chương trình (Các dòng 1, 7, 11, 15, 20)

Bất kỳ phần nào mà khởi đầu bằng /* và kết thúc bằng */ đều được gọi là một chú thích Chương trình dịch bỏ qua tất cả các chú thích và như vậy thì chúng tuyệt đối không ảnh hưởng đến sự hoạt động của một chương trình Có thể viết bất cứ thứ gì trong một chú thích

và nó sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của chương trình Một chú thích có thể chỉ chiếm một phần nào đó của một dòng, toàn bộ một dòng, hoặc cũng có thể nhiều dòng Tuy nhiên, không nên lồng chú thích này trong một chú thích khác Hầu hết các chương trình dịch đều không chấp nhận loại hình này

Nhiều người mới bắt đầu học lập trình cho rằng không cần đến chú thích và làm như vậy là mất thì giờ Thực ra thì không hẳn là như vậy Các thao tác trong chương trình có thể rất rõ ràng và dễ theo dõi trong khi đang viết Nhưng khi chương trình trở nên dài hơn và phức tạp dần lên, hoặc khi cần phải sửa đổi một chương trình đã viết từ nhiều tháng trước thì các chú thích thật là có giá trị Rõ ràng là cần phải tạo ra một thói quen dùng các chú thích để làm sáng tỏ tất cả các cấu trúc và các hoạt động trong chương trình

Các dấu ngoặc nhọn (Các dòng 6, 18, 22, 24)

Các dấu ngoặc nhọn () dùng để nhóm các dòng lệnh thành một khối Các lệnh của một hàm, kể cả hàm main(), phải được để trong các dấu ngoặc này

Chạy chương trình

1 Chuyển vào thư mục chứa chương trình dịch C

2 Khởi động bộ soạn thảo

3 Nhập mã gốc của NHAN.C (lưu ý, không nhập các số hiệu dòng)

4 Cất giữ tệp chương trình

5 Dịch và kết nối chương trình bằng cách ra các lệnh thích hợp với chương trình dịch hiện

có Nếu không có sai sót gì trong qúa trình dịch cũng như kết nối, chạy chương trình bằng lệnh run, hoặc bằng cách gõ nhan tại dấu nhắc của DOS

6 Nếu xuất hiện một hoặc nhiều thông báo lỗi, quay lại từ bước hai và sửa các lỗi đã mắc phải

Kết luận

Bài này tuy ngắn nhưng rất quan trọng Nó cho biết cấu trúc và các thành phần của một chương trình C Bộ phận duy nhất mà một chương trình C yêu cầu là hàm main() Công việc thực sự của chương trình được thực hiện bởi các lệnh chương trình Các lệnh này hướng dẫn cho máy tính thực hiện các hành động mà chương trình mong muốn Bài này còn nói về các biến và các định nghĩa biến, và chỉ ra lợi ích của việc sử dụng các chú thích và cách dùng chúng

Ngoài hàm main() ra, một chương trình C còn có thể sử dụng hai kiểu hàm khác: các hàm thư viện được cung cấp cùng với bộ chương trình dịch và các hàm do người sử dụng tự định nghĩa

Câu hỏi và trả lời

1 Các chú thích có tác động gì trên một chương trình?

Các chú thích là để cho người lập trình Khi chương trình dịch chuyển các mã gốc thành các mã đích, nó sẽ vứt bỏ các chú thích và các vùng trắng Điều đó có nghĩa là chúng không hề có một tác động nào lên chương trình có thể chạy được Các chú thích có làm cho chương trình gốc dài hơn, nhưng điều đó cũng không đáng kể lắm Về lâu dài, nên

sử dụng các chú thích và các khoảng trống để chương trình gốc dễ đọc và dễ hiểu hơn

2 Sự khác nhau giữa một lệnh và một khối là gì?

Một khối là một nhóm các lệnh được đặt giữa các dấu ngoặc nhọn Một khối có thể được sử dụng ở hầu hết các vị trí mà tại đó có thể sử dụng một lệnh

3 Làm thế nào để tìm thấy danh sách các hàm thư viện có thể sử dụng?

Nhiều chương trình dịch có kèm theo tài liệu mô tả các hàm thư viện Chúng thường được xếp theo thứ tự từ điển

Luyện tập

Câu hỏi

1 Thuật ngữ nào dùng để chỉ một nhóm của một hoặc nhiều lệnh C được để giữa các dấu ngoặc nhọn?

2 Thành phần nào phải luôn luôn có mặt trong một chương trình C?

3 Làm thế nào để thêm vào các chú thích chương trình và tại sao phải dùng chúng?

4 Một hàm là gì?

5 Trong C có hai kiểu hàm Các hiểu đó là kiểu gì và chúng khác nhau như thế nào?

6 Chỉ thị #include dùng để làm gì?

Bài tập

I Hãy viết một chương trình C ngắn nhất

II Dùng chương trình sau đây để trả lời cho các câu hỏi sau:

A Các dòng nào chứa các lệnh?

B Các dòng nào chứa các định nghĩa biến?

C Các dòng nào chứa các khai báo hàm?

D Các dòng nào chứa các định nghĩa hàm?

Bài 3 Các biến và các hằng

Các chương trình máy tính thường làm việc với các kiểu dữ liệu khác nhau và cần một cách nào đó để lưu giữ các giá trị sẽ phải sử dụng Các giá trị này có thể là các số hoặc các ký

tự C có hai cách để lưu giữ các giá trị số - biến (variable) và hằng (contstant) - với nhiều

tuỳ chọn khác nhau cho mỗi cách Một biến là một tên gọi và được phân bổ một địa chỉ lưu trữ Địa chỉ này được dùng để lưu giữ giá trị của biến Giá trị này có thể thay đổi trong khi chương trình thực hiện Ngược lại, một hằng có một giá trị cố định không được thay đổi Trước khi đi vào các biến, cần biết qua một chút về sự hoạt động của bộ nhớ máy tính

Bộ nhớ của máy tính

Máy tính dùng một bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên (random access memory - RAM) để lưu giữ thông tin trong khi đang hoạt động RAM được đặt trong các mạch tích hợp, hay còn gọi là chip, nằm bên trong máy tính Các thông tin lưu trong RAM thường xuyên có thể bị xóa và được thay thế bằng các thông tin mới Ngoài ra RAM chỉ nhớ thông tin khi máy đang chạy và các thông tin sẽ bị mất khi tắt máy

Một byte là đơn vị cơ bản của bộ nhớ dữ liệu của máy tính Các kiểu dữ liệu khác nhau được lưu giữ bằng các số lượng byte khác nhau Bảng 3.1 cho thấy sự khác nhau này

Bảng 3.1 Số lượng bytes cần thiết để lưu giữ dữ liệu

Các biến

Một biến là một tên gọi và được phân bổ một địa chỉ lưu trữ Địa chỉ này được dùng để lưu giữ giá trị của biến Giá trị này có thể thay đổi trong khi chương trình thực hiện

Các tên biến

Trong C, các tên biến phải tuân theo các qui tắc sau:

Tên biến có thể chứa các chữ, các chữ số và dấu gạch dưới (_)

Ký tự đầu tiên của tên phải là một chữ Có thể dùng dấu gạch dưới như là ký tự đầu tiên, nhưng không nên làm như vậy vì xem ra không được hợp lý cho lắm

Chữ hoa và chữ thường là khác nhau Tức là, Count và count là hai biến khác nhau

Các từ giành riêng (keyword) của C không được sử dụng làm tên biến Một keyword là một từ mà C sử dụng như là một thành phần của nó

Sau đây là một số ví dụ về các tên biến hợp lệ và không hợp lệ trong C:

loinhuan_hangnam /* hợp lệ */

Vì C phân biệt chữ hoa với chữ thường, nên phantram, Phantram, và PHANTRAM là tên của ba biến khác nhau Dù rằng không bắt buộc, nhưng các tên biến trong C thường được viết bằng chữ thường, còn tên của các hằng thì được viết bằng chữ hoa

Đối với nhiều chương trình dịch, một tên biến của C có thể dài tới 31 ký tự Với độ dài như vậy, có thể tạo ra các tên biến nói lên được ý nghĩa của dữ liệu được lưu giữ trong chúng Các tên có bao hàm ý nghĩa thường gồm nhiều từ Có thể dùng dấu gạch dưới để phân cách các từ hoặc các cụm từ với nhau cho dễ hiểu Còn một kiểu khác gọi là bướu lạc đà Thay cho dấu cách, người ta viết hoa chữ đầu tiên của mỗi từ Ví dụ, TyLeLaiSuat, hoặc

Các kiểu biến số

C cung cấp một số kiểu biến số khác nhau Tại sao lại phải cần một số kiểu biến khác nhau?

Đó là vì, các giá trị số khác nhau yêu cầu số bytes để lưu giữ khác nhau và các phép toán

số học có thể thực hiện trên chúng cũng khác nhau Các số nguyên nhỏ (ví dụ, 1, 19, -8) yêu cầu ít byte để lưu giữ, và các phép toán số học (cộng, nhân, v.v.) trên các số này có thể được thực hiện rất nhanh bằng máy tính Ngược lại, những số nguyên lớn và các số dấu chấm động (ví dụ, 123000000 hoặc 0.000000345213) yêu cầu nhiều bytes hơn và thời gian tính toán với chúng cũng lâu hơn Bằng cách dùng các kiểu biến số thích hợp, chương trình

sẽ chạy một cách hiệu qủa hơn

Các biến số của C rơi vào hai nhóm chính sau đây:

Các biến nguyên (interger) dùng để lưu giữ các giá trị không có phần thập phân Các biến nguyên lại phân thành hai lớp: biến nguyên có dấu để ghi các giá trị nguyên dương

và nguyên âm; biến nguyên không dấu chỉ để ghi các giá trị không âm (bao gồm cả số 0)

Các biến dấu chấm động (Floating-point) giữ các giá trị có phần thập phân (số thực) Lưu ý một điểm là, trước đây ta vẫn quen dùng dấu phẩy để ngăn cách phần nguyên và

phần phân của một số, nên mới có tên gọi dấu phẩy động, nay theo chuẩn của ANSI thì người ta dùng dấu chấm thập phân, bởi vậy mới có tên gọi dấu chấm động Từ nay

trở đi sẽ dùng dấu chấm thập phân thay cho dấu phẩy thập phân Còn dấu phẩy được dùng làm dấu ngăn cách hàng nghìn, hàng triệu, hàng tỷ, v.v

Bảng 3.2 Các kiểu dữ liệu số của C

Kiểu biến Keyword Số bytes Miền giá trị

ký tự không dấu unsigned char 1 0 đến 255

nguyên không dấu unsigned int 2 0 đến 65535

nguyên ngắn kh dấu unsigned short 2 0 đến 65535

nguyên dài kh dấu unsigned long 4 0 đến 4294967295

dấu chấm động float 4 1.2E-38 đến 3.4E38*

Trong bảng này, các kiểu int và short int là giống nhau Nhưng tại sao lại phải có hai kiểu khác nhau như vậy? Các kiểu biến int và short int là giống hệt nhau trên các hệ thống tương thích với các máy tính IBM-PC 16-bit, nhưng chúng có thể sẽ khác nhau trên các phần cứng kiểu khác Trên một hệ VAX, một biến short và một biến int không cùng cỡ với nhau Một biến short chiếm 2 bytes, nhưng một biến int lại chiếm những 4 bytes Do vậy, đối với các máy PC, hai kiểu này là như nhau

Các khai báo biến

Mọi biến cần phải được khai báo trước khi được đem ra sử dụng Một khai báo biến cho

chương trình dịch biết tên và kiểu của một biến và có thể khởi tạo cho biến một giá trị nào

đó Một khai báo biến có dạng sau:

tênkiểu tênbiến

Tênkiểu xác định kiểu của biến và phải là một trong các keyword đã cho trong Bảng 3.2 Tênbiến là tên của biến được đặt theo các qui tắc đã nói ở phần trước Có thể khai báo

nhiều biến cùng một kiểu trên một dòng, mỗi biến cách nhau bằng một dấu phẩy Ví dụ:

int tuoi, luong, con; /* ba biến nguyên */

float phantram, tong; /* hai biên động */

tạo ra kiểu integer từ kiểu int Sau đó, có thể dùng integer để định nghĩa các biến kiểu int

Khởi tạo các biến số

Khi một biến được khai báo, chương trình dịch sẽ dành ra một vùng nhớ cho biến này Tuy nhiên, giá trị được nhớ tại vùng này chưa được xác định Nó có thể là 0, hoặc có thể là một giá trị ngẫu nhiên nào đó còn lại sau khi vùng này được giải phóng Bởi vậy, trước khi một biến được sử dụng, nó phải được khởi tạo bằng một giá trị xác định nào đó Việc này có thể thực hiện hoàn toàn độc lập với việc khai báo biến bằng cách dùng một lệnh gán Ví dụ:

int count; /* Dành một vùng nhớ cho biến count */

count = 0; /* Ghi 0 vào count */

Có thể khởi tạo một biến ngay khi khai báo bằng cách viết dấu bằng và giá trị khởi tạo sau tên biến Ví dụ

Các hằng thực sự (literal constants)

Một hằng literal là một giá trị được gõ trực tiếp vào chương trình gốc bất cứ khi nào nó

được cần đến Đây là hai thí dụ:

int count = 20;

float tyle_thue = 0.20;

Các giá trị 20 và .20 là các hằng literal Các lệnh trên lưu giữ các giá trị này vào các biến

count và tyle_thue

Một hằng literal với dấu chấm thập phân là một hằng dấu chấm động và được chương trình dịch C xem như một số có độ chính xác gấp đôi

Một hằng không có dấu chấm thập phân được chương trình dịch biểu diễn như một số nguyên Các hằng nguyên có thể được viết theo ba dạng dưới đây:

Một hằng khởi đầu bằng một chữ số khác 0 được xem là số nguyên cơ số 10

(decimal) Một hằng nguyên hệ 10 có thể chứa các số 0-9 và một dấu trừ hoặc + ở

đằng trước

Một hằng khởi đầu bằng chữ số 0 được xem là một số nguyên cơ số 8 (octal) Các

hằng hệ 8 có thể chứa các chữ số 0-7 và phía trước có thể có thêm dấu trừ hoặc cộng Một hằng khởi đầu bằng 0x hoặc 0X được xem là một hằng hệ cơ số 16

(hexadecimal) Các hằng hệ 16 có thể chứa các chữ số 0-9 và các chữ A, B, C, D và

F, và một dấu trừ hoặc cộng ở đằng trước

Các hằng ký hiệu (symbolic constants)

Một hằng ký hiệu là một hằng được ký hiệu bởi một tên gọi (symbolic) nào đó Giống như

một hằng literal, giá trị của một hằng symbolic không thể thay đổi Giá trị thực sự của hằng

symbolic chỉ được nhập vào khi nó được định nghĩa Việc sử dụng một hằng kiểu này y hệt như sử dụng một biến

Hằng ký hiệu có hai ưu điểm nổi bật so với hằng thực sự Ví dụ, để tính chu vi và diện tích của một hình tròn khi biết bán kính, có thể viết như sau:

chu_vi = 3.14 * (2 * ban_kinh);

dien_tich = 3.14 * ban_kinh * ban_kinh;

Tuy nhiên, nếu định nghĩa một hằng ký hiệu với tên là PI và giá trị là 3.14, thì đoạn chương trình trên có thể thay bằng:

chu_vi = PI * (2 * ban_kinh);

dien_tich = PI * ban_kinh * ban_kinh;

Hai lệnh này trở nên sáng sủa và dễ hiểu hơn Thay vì phải băn khoăn về giá trị 3.14 có nghĩa là gì, ở đây có thể hiểu ngay được PI là gì

Ưu điểm thứ hai của hằng ký hiệu là ở chỗ dễ thay đổi Tiếp tục ví dụ trên, để cho kết qủa của chương trình chính xác hơn cần phải thay giá trị của PI là 3.14 bằng một giá trị khác với

độ chính xác cao hơn, chẳng hạn 3.14159 Nếu đã chót dùng một hằng thực sự cho số PI, thì bây giờ phải duyệt lại tất cả chương trình để thay các giá trị 3.14 bằng 3.14159 Với một hằng ký hiệu, chỉ cần thay ở đúng một chỗ, nơi hằng này được định nghĩa

C có hai phương pháp dùng để định nghĩa một hằng ký hiệu: chỉ thị #define và từ khóa

const Chỉ thị #define là một trong những chỉ thị tiền xử lý sẽ được trình bầy trong các bài sau Chỉ thị này được sử dụng như sau:

#define TENHANG giatri

Dòng này tạo ra một hằng có tên là TENHANG với giá trị là giatri Trong đó giatri chính là một hằng số, còn TENHANG tuân theo các qui luật giống như của tên biến Để cho dễ phân biệt giữa một hằng và một biến, ta nên viết các tên hằng bằng chữ hoa, còn tên biến viết bằng chữ thường Trong ví dụ trước, để định nghĩa hằng ký hiệu PI,

có thể viết như sau:

#define PI 3.14159

Chú ý là, chỉ thị #define không kết thúc bằng dấu chấm phẩy (;).#define có thể được đặt ở bất cứ chỗ nào trong chương trình gốc, nhưng chỉ có hiệu lực cho phần mã gốc đứng sau nó mà thôi Nói chung, người ta hay gom tất cả các #define lại với nhau và đặt chúng ở đầu tệp ngay trước hàm main().

Cách thứ hai để định nghĩa một hằng ký hiệu là dùng từ khóa const Một biến được khai báo là const thì không thể thay đổi giá trị trong khi chương trình thực hiện Đây là một vài

ví dụ:

const int count = 100;

const float pi= 3.14159;

const long no= 12000000, float tyle_thue = 0.21;

const tác động lên tất cả các biến trên dòng khai báo Trong dòng thứ ba, no và

giá trị của một hằng, thì chương trình dịch sẽ sinh ra một thông báo lỗi Ví dụ,

const int count = 100;

count = 200; /* Sai! Không thể gán lại hoặc thay đổi

giá trị của một hằng */

Các hằng ký hiệu được định nghĩa bằng chỉ thị #define và các hằng được định nghĩa bằng

các biến Con trỏ và phạm vi của các biến là hai khái niệm quan trọng sẽ được trình bầy trong các bài sau

Kết luận

Bài này đã trình bầy kỹ về các biến số dùng để lưu giữ các dữ liệu trong qúa trình thực hiện

chương trình Có hai lớp lớn các biến số: nguyên và dấu chấm động Trong mỗi lớp lại có

một số kiểu Việc sử dụng kiểu nào - int, long, float, hoặc double - cho một ứng dụng là tuỳ thuộc vào bản chất của các dữ liệu được ghi trong biến Một biến cần phải được khai báo trước khi được sử dụng Một khai báo biến cho chương trình dịch biết tên và kiểu của biến

Bài này còn nói về hai kiểu hằng của C, hằng thực sự, và hằng ký hiệu Không giống như

các biến, giá trị của một hằng không được thay đổi trong quá trình thực hiện chương trình Các hằng thực sự là những giá trị được gõ trực tiếp vào chương trình gốc bất cứ khi nào giá trị này được cần đến Các hằng ký hiệu được đặt tên và tên này được sử dụng bất cứ khi nào giá trị của hằng được cần đến Các hằng ký hiệu có thể được định nghĩa và khởi tạo bằng chỉ thị #define hoặc từ khóa const

Câu hỏi và trả lời

1 Các biến long int chứa được các số nguyên lớn hơn, vậy tại sao không dùng chúng thay cho các biến int ?

Một biến long int chiếm nhiều RAM hơn một biến int Trong các chương trình nhỏ, điều này không ảnh hưởng lắm Tuy nhiên, khi chương trình càng ngày càng lớn hơn, thì nên nghĩ đến việc sử dụng thật tiết kiệm bộ nhớ

2 Điều gì sẽ xảy ra, nếu gán một số thập phân cho một biến nguyên?

Có thể gán một số thập phân cho một biến nguyên Nếu biến nguyên này là một biến hằng thì chương trình dịch sẽ cho ra một thông báo nhắc nhở (warning) Giá trị được gán

sẽ bị chặt đi phần thập phân Ví dụ, nếu gán giá trị 3.14 cho một biến nguyên tên gọi là

pi, thì pi sẽ chỉ chứa 3 Phần phân 14 bị bỏ đi

3 Điều gì sẽ xẩy ra, nếu gán một số vào một kiểu không đủ lớn để chứa nó?

Nhiều chương trình dịch cho phép làm điều này mà không thông báo gì cả Tuy nhiên, số này sẽ bị biến đổi để vừa với kiểu đã cho và đôi khi còn làm thay đổi hẳn giá trị của nó

Ví dụ, nếu gán 32768 cho một biến kiểu nguyên có dấu hai bytes, thì biến này sẽ nhận giá trị nguyên là -1 Nếu gán giá trị 65535 cho biến nguyên này, thì nó sẽ chứa giá trị -32768 Nguyên tắc biến đổi này là, lấy giá trị lớn nhất mà kiểu được gán có thể chứa được trừ đi giá trị được gán và chứa kết qủa vào biến này

4 Điều gì sẽ xảy ra, nếu gán một số âm cho một biến kiểu không dấu?

Cũng giống như câu hỏi trước, chương trình dịch có thể sẽ không bảo gì cả nhưng kết qủa lại không đúng như mong muốn Ví dụ, nếu gán -1 cho một biến nguyên không dấu hai bytes, thì chương trình dịch sẽ đặt vào biến này số cao nhất có thể (65535)

Luyện lập

Câu hỏi

1 Có gì khác nhau giữa một biến nguyên và một biến dấu chấm động?

2 Hãy cho biết hai lý do tại sao lại phải dùng một biến dấu chấm động độ chính xác gấp đôi (kiểu double) thay cho một biến dấu chấm động độ chính xác đơn (kiểu float.)

3 Việc dùng một hằng ký hiệu thay cho một hằng thực sự có những ưu điểm nào?

4 Hãy nêu hai phương pháp để định nghĩa một hằng ký hiệu có tên là MAXIMUM và có giá trị là 100

5 Các ký tự nào có thể được dùng để đặt tên các biến C?

6 Sự khác nhau giữa một hằng ký hiệu và một hằng thực sự là gì?

Bài tập

I Nên dùng kiểu biến nào để lưu giữ một cách tốt nhất cho các giá trị sau đây:

A Tuổi của một người trong những năm sắp tới

B Trọng lượng của một người bằng kilogram

C Bán kính của một đường tròn

D Lương tháng của công chức

E Giá của một mặt hàng nào đó

F Nhiệt độ

G Khoảng cách bằng kilomet từ trái đất đến một ngôi sao nào đó

II Hãy tạo lập các tên biến thích hợp cho các giá trị trong bài tập một

III Hãy viết các khai báo cho các biến trong bài tập hai

IV Các biến nào là hợp lệ và không hợp lệ trong số các biến sau? Tại sao không hợp lệ?

Bài 4 Câu lệnh, Biểu thức và Phép toán

Các chương trình C chứa các câu lệnh (statement), và hầu hết các câu lệnh đều chứa các biểu thức (expression) và các phép toán (operator) Bài này bao gồm các mục sau:

Một câu lệnh là một phương hướng hành động hướng dẫn cho máy tính thực hiện một nhiệm

vụ nào đó Trong C, các câu lệnh thường được viết trên một dòng, nhưng cũng có những câu lệnh phải viết trên nhiều dòng Mọi câu lệnh của C đều kết thúc bằng một dấu chấm phẩy (;) (trừ các chỉ thị, chẳng hạn như #include và #define)

Thuật ngữ khoảng trắng (whitespace) là để chỉ các dấu cách, tabs và các dòng rỗng trong

chương trình gốc Chương trình dịch C không xét đến các khoảng trắng Khi chương trình dịch đọc một câu lệnh trong một chương trình gốc, nó sẽ đọc tất cả các ký tự trong câu lệnh này cho đến khi gặp dấu chấm phẩy nhưng bỏ qua tất cả các khoảng trắng Vì vậy, câu lệnh

Tuy nhiên, trong một xâu các ký tự (string constant) thì các dấu cách và các dấu tabs lại không bị bỏ qua, chúng được coi là một bộ phận của xâu ký tự này Một xâu là một dãy các ký tự Các hằng ký tự thực sự là các xâu được đặt trong các dấu nháy và được chương trình dịch xử lý từng ký tự một

Nếu chỉ có đúng một dấu chấm phẩy trên một dòng nào đó, thì dòng này được gọi là câu lệnh rỗng Câu lệnh rỗng không thực hiện bất kỳ hành động nào

Các câu lệnh phức hợp

Một câu lệnh phức hợp (compound statement), hay còn gọi là một khối (block), là một

nhóm gồm hai hay nhiều câu lệnh của C được đặt trong các dấu ngoặc nhọn Đây là một ví

Các biểu thức đơn giản

Biểu thức đơn giản nhất của C là biểu thức chỉ có một biến, một hằng thực sự, hoặc một hằng ký hiệu Đây là mấy ví dụ:

PI /* một hằng ký hiệu (đã định nghĩa trong chương trình )*/

1.25 / 8 + 5 * ty_le + ty_le * ty_le / gia

Khi một biểu thức chứa nhiều phép toán, thì việc tính toán biểu thức này phụ thuộc vào thứ

tự thực hiện và độ ưu tiên của phép toán

Các biểu thức của C còn có rất nhiều điều thú vị Hãy xét biểu thức sau:

x = a + 10;

Câu lệnh này tính biểu thức a + 10 và gán kết qủa cho x Ngoài ra, toàn bộ câu lệnh này đến lượt nó cũng là một biểu thức tính ra giá trị của biến số nằm bên trái dấu bằng Vì vậy

có thể viết câu lệnh sau:

Phép gán

Phép gán được ký hiệu là dấu bằng (=) Cách dùng của nó trong C có khác một chút so với cách dùng của nó trong toán học thông thường Nếu viết

x = y;

trong một chương trình C, thì không có nghĩa là "x bằng y.", mà là "gán giá trị của y cho

x." Trong một câu lệnh gán, vế phải có thể là một biểu thức bất kỳ còn vế trái phải là một

tên biến Vì vậy, dạng của câu lệnh gán là:

Các phép toán học đơn nguyên

Bảng 4.1 Các phép toán học đơn nguyên

Tăng ++ Tăng giá trị của toán hạng lên một ++x, x++

Giảm Giảm giá trị của toán hạng đi một x, x

Các phép tăng và giảm chỉ được sử dụng với các biến, không được sử dụng với các hằng

Các phép toán đơn nguyên có hai kiểu: kiểu trước và kiểu sau Hai kiểu này là không

tương đương Chúng khác nhau ở chỗ khi nào việc tăng hoặc giảm được thực hiện

Khi được sử dụng ở kiểu trước, phép tăng và giảm sẽ thay đổi giá trị của toán

hạng trước khi toán hạng được sử dụng

Khi được sử dụng ở kiểu sau, phép tăng và giảm sẽ thay đổi giá trị của toán

hạng sau khi toán hạng được sử dụng

Hãy xét hai câu lệnh sau đây thì sẽ thấy rõ điều đó:

13: /* Sau đó in chúng và giảm đi một */

14: /* dùng kiểu trước cho b và kiểu sau cho a */

Bảng 4.2 là danh sách các phép toán học nhị nguyên Bốn phép đầu rất quen thuộc Phép

thứ năm, modulus (lấy phần dư của phép chia), có thể là còn mới Modulus cho ra phần dư

của phép chia toán hạng thứ nhất cho toán hạng thứ hai Ví dụ, 11 modulus 4 bằng 3 (tức là,

11 chia cho 4 được 2 dư 3), 10 modulus 5 bằng 0 (10 chia cho 5 được 2 dư 0, hay nói cách khác, 10 chia hết cho 5)

Bảng 4.2 Các phép toán học nhị nguyên

Trừ - Toán hạng thứ nhất trừ toán hạng thứ hai x - y

Nhân * Nhân hai toán hạng của nó x * y Chia / Toán hạng thứ nhất chia toán hạng thứ hai x / y

Modulus % Lấy phần dư của phép chia x % y

Thứ tự thực hiện các phép toán và các dấu ngoặc

Trong một biểu thức có chứa từ hai phép toán trở lên thì thứ tự để thực hiện chúng như thế nào? Tầm quan trọng của câu hỏi này có thể được minh họa bằng câu lệnh gán sau đây:

Thứ tự thực hiện của các phép toán là:

Tăng và giảm đơn nguyên

Nhân, chia, và modulus

x = 25 - (2 * (10 + (8 / 2))

Biểu thức này được xử lý theo các bước sau:

1 Biểu thức trong nhất, 8 / 2, được tính trước nhất và cho ra giá trị 4

Thứ tự tính toán các biểu thức con

Như đã nói ở trên, nếu một biểu thức C chứa nhiều hơn một phép toán có cùng hạng ưu tiên thì chúng được thực hiện theo thứ tự từ trái qua phải Ví dụ, trong biểu thức

Các phép quan hệ của C được sử dụng để so sánh các biểu thức, chúng đặt ra các câu hỏi,

ví như, "x có lớn hơn 100 không?", hoặc "y có bằng 0 không ?" Một biểu thức chứa một phép quan hệ chỉ có một trong hai giá trị, đúng - true (1) hoặc sai - false (0) Sáu phép quan

hệ của C được cho trong Bảng 4.4

Bảng 4.4 Các phép quan hệ của C

Phép toán Ký hiệu Câu hỏi được đặt ra Ví dụ

Bằng == Toán hạng 1 có bằng toán hạng 2 không? x == y Lớn hơn > Toán hạng 1 có lớn hơn toán hạng 2 không? x > y Nhỏ hơn < Toán hạng 1 có nhỏ hơn toán hạng 2 không? x < y Lớn hơn >= Toán hạng 1 có lớn hơn hoặc bằng toán x>=y hoặc bằng hạng 2 không?

Nhỏ hơn <= Toán hạng 1 có nhỏ hơn hoặc bằng toán hạng x<=y

hoặc bằng 2 không?

Không bằng != Toán hạng 1 không bằng toán hạng 2 x != y

phải không?

Lưu ý: Khi làm việc với các phép quan hệ, đúng (true) là 1 còn sai (false) là 0 Đừng nhầm

lẫn phép quan hệ == với phép gán = Đây là một trong những lỗi mà người lập trình C

hay mắc phải

Câu lệnh if

Các phép quan hệ được sử dụng chủ yếu để xây dựng các biểu thức quan hệ dùng trong các câu lệnh if và while Các câu lệnh trong một chương trình C thường được thực hiện từ trên xuống dưới theo đúng thứ tự xuất hiện của chúng trong chương trình gốc Một câu lệnh điều khiển có thể sẽ làm thay đổi thứ tự thực hiện này Các câu lệnh điều khiển chương trình có thể làm cho các câu lệnh khác thực hiện nhiều lần hoặc không thực hiện lần nào phụ thuộc vào từng hoàn cảnh cụ thể Câu lệnh if là một trong các câu lệnh điều khiển chương trình của C Ngoài ra còn có các câu lệnh khác, như for, do while, và

Chú ý là cả hai dòng if (biểu thức) và câu_lệnh; mới hợp thành một câu lệnh

if hoàn chỉnh và chúng không phải là hai câu lệnh tách rời Do vậy, không được viết dấu

chấm phẩy ở cuối dòng if

Một câu lệnh if có thể điều khiển việc thực hiện của nhiều câu lệnh khác bằng cách dùng một khối Vì vậy, có thể viết một câu lệnh if như sau:

Trong khi lập trình, câu lệnh if rất hay được sử dụng cùng với các biểu thức quan hệ, hay

nói một cách khác, "hãy thực hiện (các) câu lệnh sau đây chỉ khi điều kiện như thế này

là đúng" Ví dụ,

if ( x > y )

y = x;

Câu lệnh này gán giá trị của x cho y chỉ khi x lớn hơn y Nếu x không lớn hơn y, thì không có phép gán nào xẩy ra cả

Một câu lệnh if có thể chứa một mệnh đề else (ngược lại) Mệnh đề này được đưa vào if

Đây là dạng đơn giản nhất của câu lệnh if Nếu biểu_thức là đúng, thì câu_lệnh1

được thực hiện Nếu biểu_thức là không đúng, thì câu_lệnh1 bị bỏ qua

biểu_thức2 là đúng, thì câu_lệnh2 được thực hiện Nếu cả hai cùng không đúng,

Ví dụ 1

if ( luong > 10,000,000 )

thue = 50;

else

thue = 25;

Ví dụ 2

if ( tuoi <15 )

printf( "Thiếu niên");

else if( tuoi < 65 )

printf("Người lớn"); else

printf("Người già");

Tính giá trị các biểu thức quan hệ

Các biểu thức quan hệ cho ra một giá tri hoặc sai (0) hoặc đúng (1) Dù rằng các biểu thức quan hệ được dùng phổ biến nhất trong các câu lệnh if và các cấu trúc điều kiện khác, chúng còn được sử dụng như các giá trị số thuần tuý Chương trình 4.5 sau đây minh họa cho cách dùng này

Chương trình 4.5 Trình diễn cách tính các biểu thức quan hệ

1: /* Minh họa cách tính các biểu thức quan hệ */

Thứ tự thực hiện của các phép quan hệ

Giống như các phép toán học đã nói trong bài trước, các phép quan hệ cũng có các quyền

ưu tiên riêng, quyết định thứ tự mà chúng được thực hiện trong một biểu thức có nhiều phép toán Ngoài ra, cũng có thể dùng các dấu ngoặc để thay đổi thứ tự thực hiện trong một biểu thức có dùng các phép quan hệ

Trước hết, tất cả các phép quan hệ đều có quyền ưu tiên thấp hơn các phép toán học Vì vậy, nếu viết

Thứ tự ưu tiên của các phép quan hệ:

Phép toán Quyền ưu tiên tương đối

< <= > >= 1

Vì vậy,

bởi vì, đầu tiên C tính biểu thức y > z để cho ra một giá trị hoặc là 0 hoặc là 1 Tiếp theo,

C xác định xem x có bằng giá trị thu được từ bước một hay không

Không nên dùng câu lệnh gán trong các câu lệnh if Điều đó có thể làm cho người đọc chương trình dễ nhầm lẫn Họ có thể hiểu nhầm là chương trình viết không đúng và sửa lại phép gán thành phép bằng logic Đồng thời cũng không nên dùng phép "không bằng" (!=) trong một câu lệnh if có chứa một mệnh đề else Tốt hơn cả là nên dùng phép "bằng" (==) cùng với else Ví dụ, câu lệnh

Đôi khi, cần phải đặt ra nhiều câu hỏi về các mối quan hệ của các biểu thức nào đó cùng một lúc Các phép logic của C đảm bảo việc kết nối hai hay nhiều biểu thức quan hệ thành một biểu thức để tính ra được một giá trị hoặc là đúng hoặc là sai Ba phép logic của C được cho trong Bảng 4.7

Bảng 4.7 Các phép logic của C

và && biểu_thức1 && biểu_thức2

hoặc Ư Ư biểu_thức1 Ư Ư biểu_thức2

Phương thức làm việc của các phép logic được chỉ ra trong Bảng 4.8

Bảng 4.8 Phương thức làm việc của các phép logic

(biểu_thức1 && biểu_thức2) True (1) chỉ khi cả biểu_thức1 và

biểu_thức2 đều true; ngược lại false (0) (biểu_thức1 Ư Ư biểu_thức2) True (1) nếu biểu_thức1 hoặc

biểu_thức2 là true; false (0) chỉ khi cả hai đều false

(! biểu_thức1) False (0) nếu biểu_thức1 là true;

true (1) nếu biểu_thức1 là false

Nói thêm về các giá trị True/False (Đúng/Sai)

Các biểu thức quan hệ của C cho ra giá trị 0 để biểu hiện là sai và cho ra giá trị 1 để biểu hiện là đúng Tuy nhiên, bất kỳ một giá trị số nào cũng có thể được biểu hiện như là đúng hoặc như là sai khi nó được sử dụng trong một biểu thức hoặc một câu lệnh đang chờ một giá trị logic (tức là, một giá trị đúng hoặc sai) Các qui tắc áp dụng cho các trường hợp này là:

Một giá trị bằng không được coi là sai

Một giá trị khác không được coi là đúng

Các ví dụ sau đây minh họa cho các qui tắc này:

Cả hai đều cho giá trị đúng nếu biểu_thức khác không, và cả hai đều cho giá trị sai nếu

Thứ tự thực hiện các phép logic

Các phép logic cũng có một thứ tự ưu tiên ngay trong chúng và cả với các phép khác Phép

! (not) có cùng độ ưu tiên với các phép toán học một ngôi (đơn nguyên) ++ và Vì vậy,

phép ! có thứ tự ưu tiên cao hơn tất cả các phép quan hệ và tất cả các phép toán học hai ngôi (nhị nguyên)

Ngược lại, các phép && (and) và Ư Ư (or) có thứ tự ưu tiên thấp hơn nhiều, thấp hơn tất

cả các phép toán học và các phép quan hệ && có thứ tự ưu tiên cao hơn Ư Ư Cũng như đối với các phép khác, dấu ngoặc có thể được sử dụng để thay đổi thứ tự thực hiện khi dùng các phép logic

biểu_thức1 op= biểu_thức2

lệnh này tương đương với

biểu_thức1 = biểu_thức1 op biểu_thức2;

Phép điều kiện

Phép điều kiện là phép tam nguyên duy nhất của C, tức là nó có ba toán hạng Cú pháp của

nó là:

Biểu_thức1 ? biểu_thức2 : biểu_thức3

Nếu biểu_thức1 cho ra true (khác 0), thì biểu thức tổng thể này có giá trị của biểu_thức2 Nếu biểu_thức1 cho ra false (bằng 0), thì biểu thức tổng thể có giá trị của biểu_thức3 Ví

Phép dấu phẩy

Dấu phẩy được sử dụng thường xuyên trong C để làm dấu ngăn cách, tách biệt các khai báo biến, các đối số của hàm, v.v Trong một số trường hợp nhất định, dấu phẩy lại hành động như một phép toán chứ không còn là một dấu phân cách nữa Có thể tạo ra một biểu thức bằng cách ghép hai biểu thức con bằng dấu phẩy Kết qủa như sau:

Cả hai biểu thức được tính nhưng biểu thức bên trái được tính trước

Biểu thức tổng thể nhận giá trị của biểu thức bên phải

Ví dụ, câu lệnh

x = (a++ , b ++ );

tăng a, rồi tăng b, sau đó gán giá trị của b (chưa tăng) cho x Vì phép ++ ở đây là kiểu sau, nên giá trị của b - trước khi được tăng - được gán cho x Dùng các dấu ngoặc là cần thiết bởi vì phép dấu phẩy có thứ tự ưu tiên thấp, thậm chí thấp hơn cả phép gán

Kết luận

Trong bài này, nhiều khái niệm quan trọng của C đã được trình bày: một câu lệnh C là gì, các khoảng trắng không có ý nghĩa đối với chương trình dịch của C, và các câu lệnh của C đều kết thúc bằng một dấu chấm phảy Ngoài ra, chúng ta cũng đã học về một câu lệnh phức hợp hay còn gọi là một khối Một khối chứa từ hai câu lệnh trở lên và được đóng khung trong các dấu ngoặc nhọn, có thể được sử dụng ở bất kỳ chỗ nào mà một câu lệnh đơn có thể được sử dụng

Nhiều câu lệnh được tạo thành từ một số biểu thức và các phép toán Một biểu thức là một mệnh đề nào đó dùng để tính ra được một giá trị số Các biểu thức phức hợp có thể chứa nhiều biểu thức đơn giản hơn (biểu thức con)

Các phép toán là các ký hiệu của C, dùng để hướng dẫn máy tính thực hiện một thao tác trên một hoặc nhiều biểu thức Một số phép toán là đơn nguyên, có nghĩa là chúng thao tác trên một toán hạng đơn Tuy nhiên, hầu hết các phép của C đều là nhị nguyên, thao tác trên hai toán hạng Có một phép tam nguyên, đó là phép điều kiện Các phép toán của C có một quyền ưu tiên phân cấp quyết định thứ tự mà theo đó các phép toán sẽ được thực hiện trong một biểu thức có chứa nhiều phép toán

Các phép toán của C trong bài này được chia làm ba kiểu:

Các phép toán học thực hiện các phép số học trên các toán hạng của chúng

Các phép quan hệ thực hiện việc so sánh giữa các toán hạng của chúng

 Các phép logic thao tác trên các biểu thức true/false 0 để biểu diễn cho false, 1 để biểu diễn cho true

Câu hỏi và trả lời

1 Các dấu cách và các dòng trắng có làm ảnh hưởng đến sự thực hiện của một chương trình không?

Các khoảng trắng (dấu cách, dòng trắng, tabs) thường được dùng để làm chương trình

dễ đọc hơn Khi chương trình được dịch, các khoảng trắng bị bỏ qua, và vì thế chúng không có hiệu lực gì đối với chương trình đã dịch và kết nối

2 Sự khác nhau giữa các phép đơn nguyên và nhị nguyên là gì?

Các phép đơn nguyên thao tác trên một biến còn phép nhị nguyên làm việc với hai biến

3 Phép trừ (-) là đơn nguyên hay nhị nguyên?

Là cả hai Chương trình dịch đủ thông minh để biết phải làm gì với phép này Nó biết phải dùng kiểu nào căn cứ vào số biến trong biểu thức được sử dụng Trong câu lệnh sau, nó là đơn nguyên

x = -y;

ngược lại, trong trường hợp sau là nhị nguyên

x = a - b;

4 Một số âm được coi là đúng(true) hay sai (false)?

0 là false, và mọi giá trị khác là true Vì vậy số âm là true

8 Nếu một biểu thức được đánh giá là false thì biểu thức này có giá trị là mấy?

9 Phép toán nào có thứ tự ưu tiên cao hơn?

2 Hãy viết lại chương trình trên cho dễ đọc hơn

3 Hãy viết lại chương trình 4.1 để đếm theo chiều tăng dần thay cho giảm dần

4 Viết một câu lệnh if để gán giá trị của x cho biến y chỉ khi x nằm giữa 1 và 20 Giữ nguyên y không đổi nếu x không nằm trong miền này

5 Dùng phép điều kiện để thực hiện nhiệm vụ của câu 4

6 Viết lại các câu lệnh if lồng nhau sau đây bằng một câu lệnh if đơn và các phép logic