Bài giảng Kỹ thuật lập trình: Chương 3.1 - TS. Vũ Thị Hương Giang

Bài giảng Kỹ thuật lập trình - Chương 3: Các kỹ thuật xây dựng chương trình phần mềm cung cấp cho người học các kiến thức: Mở đầu, làm việc với biến, viết mã chương trình hiệu quả. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

-_ Với mỗi bài toán, làm thể nào để:

~ Thiết kế giải thuật nhằm giải quyết bài toán đó

- Cài đặt giải thuật bằng một chương trình máy tỉnh

- Làm cho chương trình chạy

đúng trước khi tăng tính hiệu

quả của chương trình

- Tăng tính hiệu quả của

II Làm việc với biến

[H Viết mã chương trình hiệu quả

IV Thiết kế chương trình

V Xay dung ham/thu tục

I MO ĐẦU

1 Mở dau - Compile / build (dịch):

°_ Source code (mã nguồn):

- _Executable program (chương trình thực

thi):

* Language (ng6n ngữ):

* Library (thu vién):

* Liệt kê và đo kích thước (2):

- Từ khóa cho khai báo biển (3):

C: Hello World

_ Lệnh tiền xử lý

_„Chú thích

/* My first C program which prints Hello World */

._—— mMain(): “start here”

int main (int argc, char *argv[])

#include <stdio.h> «~~

{

\ printf ("Hello World!\n")7; -~_

, return 07% —> Lệnh từ thư viện

«+ Một số phần trong mã nguồn không ảnh hưởng đến nội dung câu lệnh

nhưng ảnh hưởng đến phong cách lập

trình -Ổ Các phần khác thường ảnh hưởng đến nội dung câu lệnh và phong cách lập trình

C: dịch từ mã nguôn sang mã máy

header ioc source compiler fics

C: dịch từ mã nguôn sang mã máy

° Một số compilers co vai trò rất lớn trong việc tối

ưu chương trình

— Chung phan tích sâu mã nguồn và làm mọi điều

"machinely“ có thể nhằm xác định nguồn gốc gây kém

hiệu quả trong mã nguồn (dư thừa tính toán, dư thừa dữ

liệu)

~ Ví dụ GNU g++ compiler trên Linux/Cygwin cho chương trình viết bằng C

* g++ -O5 -o myprog myprog.c

có thể cải thiện hiệu năng tử 10% dén 300%

- LTV có thể phải xem lại mã nguồn khi

thấy chương trình chạy chậm

-_ Vậy cần tập trung vào đâu để cải tiến

nhanh nhất, tốt nhất ?

Phong cách lập trình tốt

+ Phong cách lập trình (program style): cách trình bày một chương trình

+ VỊ sao program style lại quan trọng?

~ Lỗi thưởng xảy ra do sự nhầm lẫn cua LTV

- Biến này được dùng lam gi?

+ Hàm này được gọi như thế nào?

- Mã nguồn hiệu qua (good code)

«Ổ Đỗ đọc

-_ Dễ hiểu (dễ kiếm tra}

¢ Oé sits (dé bảo trì, cấp nhặt, trảnh lỗi)

+ Làm thế nào để mã nguồn trở nên dễ đọc, dễ hiếu, dễ sửa ?

Phong cách lập trình tốt

- _ Để máy tính làm tốt các công việc nặng nhọc của nó, hãy

~ Viết CT rõ ý, với cấu trúc rồ ràng

~ Viết lại mã nguồn thay vi cỗ gắng chủ giải hay chắp vả các đoạn

mã khó hiểu

Tránh dùng goto

- _ Để lập trình viên giảm bớt công việc không đảng cỏ, hãy

Viết chương trình với khuôn đạng rõ ràng

Chọn tên phủ hợp, gợi nhớ, không nhập nhằng

Cung cấp đầy đủ tài liệu liên quan đến các cấu trúc dữ liệu sử

dụng trong chương trình

Viết chú thích rõ rằng, cỏ ý nghĩa, sử dụng các thành ngữ phổ biến Dùng các thủ tục đệ quy cho những cấu trúc dữ liệu đệ quy ( list, cây phả hệ )

II CAC KY THUAT LAM

VIỆC VỚI BIẾN

1 Khai bao bien

Đặt tên biến

Sử dụng các kiểu dữ liệu hợp lý cho biến

4 Khởi tao biến

5 Sử dụng biến trung gian

6 Sư dụng biến tro

Biến (variable)

Ndi dung Dia chi

+ Luu tri’ di liéu cua chung trinh ‘

2 Đặt tên

Chương a)

Các kỹ thuế! + Tên:

T LHÌNH ~ Dùng bảng chữ của mỗi ngôn ngữ lập trình dé đặt tên

phần mềm ~ Tên bắt đầu bằng chữ cái, tiếp theo là chữ cái, chữ số,

I Mở đầu hoặc ký tự khác (_, $, tùy theo ngôn ngữ lập trình)

11 Các kỹ - Tên biến:

aera oie ~ Phải ngắn qọn và cỏ tính chất gơi nhớ hay miềễu tả

1 Khal bao — Bat dau bang chữ In thưởng

~ Nên là đanh tử hoặc cụm danh từ, nếu là cụm danh tử

thì có thế viết hoa chữ cải đầu của các danh tử tiếp

theo

* int myfirstNumber, mySecondNunber;

~- Chỉ đặt tên biễn hằng 1 chữ cải cho các biến trung gian hoặc biến đếm

¢ int 1 = @; (i,ÍJ,k, ,n)

* char c; (c,d, e)

Đặt tên biến trong C

°Ò Đặt đúng tên cho biến là điều quan trọng

-Ổ Nên có chú thích biến đó dùng làm gì trong

trường hợp tên không mang tính chất gợi nhớ

Đặt tên biến trong C

* Dung chi hoa, chữ thường nhất quán

-_ Khi cần kết quả tính toán chính xác hơn nữa

- Khi tốc đồ tính toán là tiêu chí quan trong

~ int:

-Ổ Đánh chỉ số

-_ Mã hóa các trạng thải

* V.V

~ Tốc độ tính toán phụ thuộc vào phần cứng máy tính > chưa chắc

dùng kiểu int là nhanh nhất

printf(“ miles and yards ”, miles, yards);

printf (“equals kilometres.\n”, kilometres);

return EXIT_SUCCESS;

Hãy chọn các kiểu dữ liệu sao cho chương trình

trở nên đơn giản

short int small no;

unsigned char uchar;

long double precise_number;

short float not_so_precise;

onst short float pi = 3.14;

candy_per_person = total_candy / number_of_people;

* Tuy thudc vào chương trình dịch, đôi

candy _per_person = total_candy / number_of_people;

-_ Ép kiểu là việc chuyển từ 1 giá trị kiểu này sang 1 giá

trị kiểu khác tương đương

- Ép kiểu là cách an toàn nhất để đảm bảo chương trình

Ví dụ về ép kiểu

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

const float KILOMETRES PER_MILE = 1.609;

const float YARDS PER_MILE = 1760.8;

printf(“%d miles and %d yards ”, miles, yards);

printf(“equals %f kilometres.\n”, kilometres);

return EXIT_SUCCESS;

Khởi tạo 1 lần, dùng nhiều lần

Lưu ý: việc khai báo và khởi

tạo biến global cho phép

nhiều CTC trong chương trình

truy nhập và thay đổi giá trị

biến

Với các chương trình được

thiết kế theo modul, việc này

có thể làm cho

— cấu trúc chương trình bị phá vỡ

~ khó gỡ rỗi chương trinh

double defaultValue = sin(8.25);

float f() { ae value = defaultValue; — |

+ - Khởi tạo biến: lần đầu tiên gán giá trị cho một biến,

+ Giá trị của một biến chưa khởi tạo là không biết trước,

có thể là giá trị còn lưu lại từ lần chạy chương trình trước đó trong các ô nhớ tương ứng hoặc giá trị rỗng

* Nên qản giả trị khởi tạo cho biến ngay khi khai báo biến

Khai báo biến tính (Static Variables)

* Cac bién khai báo trong chương trình con (CTC) được cã

phát bộ nhớ khi CTC được gọi và sẽ bị loại bỏ khi kết thúc

CTC

- Khi gọi lại CTC, các biến cục bộ lại được cấp phát và khởi

tạo lại

* Nếu muốn 1 giá trị vẫn được lưu lại cho đến khi kết thúc

toàn chương trình, cần khai bao bién cục bộ của CTC đó là static và khởi tạo cho nó 1 giá tri

~ Việc khởi tạo sẽ chỉ thực hiện lân đầu tiên chương trình được gọi

và giá trị sau khi biến đối sẽ được lưu cho các lần gọi sau

~ Bằng cách nay 1 CTC có thế "nhớ” một vài thông tin sau mỗi lần

được gọi

* Dung bién static thay vi global :

- Khi khai báo 1 biến cục bộ của CTC là biến static, ta tránh được

việc bị các phần khác của CT chính làm thay đổi trạng thái CTC

void sumit() { static int sum = @;

printf(“Please enter 5 numbers to be summed\n”);

for (count = @; count < MAX; count++)

sumit();

return 9;

Stack, heap

* Khi thực hiện, vùng dữ liệu

(data segment) của 1 chương

trình được chia làm 3 phần :

— Static data: cac bién todn thé hay

bién tinh, vi dy array,

-_ Dữ liêu này sẽ còn cho đến

khi ta giải phóng hoặc khi kết thúc CT

Bài tập

/* File: xyz.c */

static int count;

static char name[8];

int main() {

/* program body */

return @;

* Phan ma nguén nao

cua chương trình được

truy nhập và thay đổi

giá trị của các biến

count, name ?

«Ò Giá trị khởi tạo ngầm

định của 2 biến này là

gì ?

aa - Str dung bién trung gian dé

SN - phan biệt các bước tính toán

1 Mé dau — dien dat r6 rang logic nghiệp vụ của chương

II Các kỹ trình

wecvớibiến | ° ƯU điểm:

` ae ~ Làm rõ cấu trúc chương trình

3 Sử dụng các — Rất hiệu quả khi xem lại mã nguồn

nh si” °ồ Không nên lạm dụng việc dùng mã

4 Khởi tạo trung gian, điêu này làm chương trình

Ví dụ: Thêm biến trung gian

const float YARDS _PER_MILE = 1760.0;

int main(void) f

int miles, yards;

float kilometres, yardsInMiles;

miles = 26; yards = 385;

yardsInMiles = (float)yards / YARDS _PER_MILE;

printf("%d yards = %f miles\n", yards, yardsInMiles);

kilometres = ((float)miles + yardsInMiles) *

KILOMETRES PER_MILE;

printf(“%d miles and %d yards ”, miles, yards);

phintf(“equals %f kilometres.\n”, kilometres);

return EXIT SUCCESS;

5, Thêm biến trung gian

* Chu y su’ dung dung tính chất của biến đã khai

const int FIVE = 5; const int FIVE = 5;

const double PI = 3.141593; const double PI = 3.141593;

5, Thêm biến trung gian

„ _ Chú ý sử dụng đúng tính chất của biến đã khai báo

~ volatile : giá trị của biến có thể được 1 tiến trình bên ngoài

chương trình thay đổi, thường sử dụng để trao đổi dữ liệu

với thiết bị ngoại vi

obuf(void) ¢

Nếu không khai báo iobuf là volatile, trình dịch bỏ qua không thực hiện vòng lặp

vi không có lệnh bên trong

- Sử dụng con trỏ cho phép ta truy nhập tới 1 đối

tượng gián tiếp qua địa chỉ của nó

-Ò Trong C/C++, con trỏ là một công cụ rất mạnh,

linh hoạt

a Khai báo và sử dụng con trỏ

* Khai bao con trỏ: Biến Địa chỉ Giá trị

kieuDL *<tenBienConTro>; a FFEC | 3

« Vi du:

int a = 3;

int *p; p = &a;

- Có nhiều kiểu biến với các kích thước khác

nhau, nên có nhiêu kiểu con trỏ

— Con trỏ int dé trỏ tới biến hay hàm kiểu int

~ Chỉ có thể trỏ tới một đối tượng cùng kiểu

- Sau khi khai báo, ta được con trỏ NULL, vì nó chưa trỏ tới 1 đối tượng nào

Pp N

a Khai báo và sử dụng con trỏ

°Ò Toán tử & va *

— Toán tử s: Trả về địa chỉ của biến

~ Toản từ *: Trả về giá trị chứa trong vùng nhớ được trỏ bởi biến

con trỏ

~- * và & có độ ưu tiên cao hơn tất cả các toán tử số học ngoại trừ

toán tử - (đảo dấu) và tăng giảm 1 đơn vị (++, )

a Khai bao va su dụng con trỏ

- Một biến con trỏ có thể được gán bởi:

~ Địa chỉ của một biến khác;

Ví dụ 1

° Có thể viết *p 0 thể v cho mọi nơi có đối tượng mà

nó trỏ tới xuất hiện

Địa chỉ | Giá trị | Biến

b Cac phép toan trén con tro

= C6 thé céng hoac trir bién con tro vdi 1 sé

nguyên n

- Kết quả là 1 con trỏ củng kiểu

— La dja chi mới trỏ tới 1 đối tượng khác nằm cách

đổi tượng đang bị trỏ n phần tử

* Phép trừ giữa 2 con trỏ cho ta khoảng cách (số

phần tử) giữa 2 con trỏ

° _ Không có phép cộng, nhân, chia, lấy số dư 2 con trỏ

°‹ Ví dụ:

~ char c, *pchar = &C;

— shorts, *pshort = &s;

~ long |, *plong = &l;

- pchar ++;

— pshort +4;

~ plong ;

b Các phép toán trên con trỏ

// pchar = 101; pshort = 103; plong = 99

b Các phép toán trên con trỏ

-Ò Có thể dùng các phép gán, so sánh các con trỏ,

nhưng cần chú ý đến sự tương thích về kiểu

-Ổ Cần ép kiểu nếu gán không đúng kiểu

double x = 1.5;

char *cPtr = &x; //Error: type mismatch

char *cPtr (char *)&x;

// OK: cPtr points to the first byte of x

c Con tro void

* Con tré dac biét, khéng dinh kiéu

* C6 thé nhan gia trị là địa chỉ của một biến thuộc bất kỳ kiểu dữ liệu nào

c Con trỏ void

* Thuc chat con tro void chỉ chứa một địa chỉ bộ nhớ mà

không biết tại địa chỉ đó có đối tượng kiêu dữ liệu gì

- _ Không thể truy cập nội dung của một đối tượng thông qua

con tro void

* Phai ép kiéu vé con tré cé dinh kiéu cua kiéu déi tung

float x; int y;

void *p; p = &x;

*b = 2.5; // báo lỗi vì p là con trỏ void

/* cần phải ép kiếu con trỏ void trước khi truy cập đối

tượng qua con trỏ */

*((float*)p) = 2.5; // x = 2.5

p = &y; // p chứa địa chỉ số nguyên y

*((int*)p) = 2; // y = 2

— ala mét dia chi

~ a có giá tri bang &a[@], ati = &a[ i]

~ Tuy nhiên, a là 1 hằng > Không thể dùng trong câu

lệnh gắn hay toán tử tăng, giảm như a++;

> C6 thé gán con trỏ p bang dia chi cia mang

> Có thể dùng con trỏ này để duyệt các phần tử

trong mang

* Vidu: int a[10], *p; p = a;

~ p+1 sẽ trỏ tới a[1], nghĩa là *(p+1) chính là a[1]

— p+2 sẽ trỏ tới a[2], *(p+2) là a[2]

~ p+i sẽ trỏ tới a[i], *(p+i) là afi]

a[0] la[ll a[2]

Ví dụ

-Ò _ Viết chương trình thực hiện các công việc sau,

mỗi công việc viết thành một hàm Cuối cùng,

viết hàm main để gọi các hàm đã viết

— Yêu cầu người dùng nhập vào n là số phần tử của mảng

nguyên (n<=1000)

- Nhập n phần tử cho mảng nguyên đó

— Sap xếp mảng nguyên theo thứ tự giảm dần

void nhap_mang(int *a, int n) {

void hien_thi_mang(int *a, int n) {

void sap xep mang(int *a, int n) {

printf( "Mang theo thu tu ban dau \n");

hien thi _mang(a, n);

chương trình — char *tinhthanh; tinhthanh=“Da lat”;

we — char *tinhthanh =“Da lat”;

IL Các kỹ - -Ổ Ngoài ra các thao tac trên xâu cũng

thuật lâm việc ˆ >

với biển tương tự như trên màng

1 Khal báo — *(tinhthanh+4) = “a”;

f Mang cac con tro

* Con tro cũng là một loại dữ liệu nên ta

có thể tạo một mảng các phần tử là

con trỏ

— kieuDuLieu *tenMangConTro[kichThuoc];

— Vidu: char *ds[10];

+ ds la 1 mang gdm 10 phan tu, mdi phan tu

là 1 con trỏ kiểu char, được dùng để lưu trữ

10 xâu ký tự nào đó

- Cũng có thể khởi tạo trực tiếp các giá

trị khi khai báo

- cha" *ma[10] = {“mot”,”hai”,”ba” };

Lưu ý

* Cần phân biệt mảng con trỏ và mảng nhiều

chiêu

- Mang nhiều chiều là mảng thực sự, được khai báo

và phải cấp phát đủ vùng nhớ dành săn cho các

phan tử

— Màng con trỏ chị dành không gian nhớ cho các biến

tro (chua dia chi) Khi khoi tao hay gan gia tri, can

them bo nho cho cac ptu sử dụng > Tốn nhiều hon

+ Uu diém cua mang tré

~ Có thê hoán chuyền các đối tượng (mảng con, cấu trúc ) được tro boi con tro nay bang cach hoàn

chuyền các con tro

— Truyền tham số trong hàm