Giáo trình Lập trình C++ (Bản mới)

à số đối xứng ? − Kiểm tra số n ª [100 999] có phải là số thỏa tính chất P = “có tổng các chữ số bằng tích các chữ số” ? − Kiểm tra số n > 0 có phải là số hoàn thiện ? − Tính trị max của 2 số nguyên. − Tính trị min của 2 số nguyên. − Tính USCLN của 2 số tự nhiên. − Tính tổng S của n > 0 số hạng đầu tiên theo công thức cho trước. − Tính trị đảo của số tự nhiên. − Tính trị đối ứng bù 10 của số tự nhiên. − Tính số ngày tối đa của tháng m, năm y. − Tính ngày hôm sau của 1 bộ ngày tháng năm. − Tính khoảng cách giữa 2 bộ ngày, tháng, năm. − Định nghĩa các hàm nguyên mẫu trên, và viết chương trình ứng dụng. • Cho chương trình sau đây: #include 129 void mul(int&,int,int&); int main( ) { int x = 4, y = 3, z = 2; mul( y, z, x ); cout << "\nX = " << x; cout << "\nY = " << y; cout << "\nZ = " << z; return 0; } void mul( int & x,int y, int & z ) { x *= y; y *= z; z *= x; } Hãy cho biết trị in ra màn hình của các biến x, y, và z. Giải thích theo mẫu bảng sau: Câu lệnh Hàm main() Hàm mul() X Y Z X Y Z 130 • Cho chương trình sau đây: #include void f( int x, int & y, int z ); void g( int & x, int y, int & z ); int main() { int x = 2, y = 3, z = 4; f( y, z, x ); cout << "\nX = " << x; cout << "\nY = " << y; cout << "\nZ = " << z; return 0; } void f( int x, int & y, int z ){ g( z, y, x ); x += y; y += z; z += x; } 131 void g( int & a, int b, int & c ) { a *= b; b *= c; c *= a; } Hãy cho biết trị in ra màn hình của các biến x, y, và z. Giải thích theo mẫu bảng sau: Câu lệnh Hàm main() Hàm f() Hàm g() X Y Z X Y Z A B C 13. Bài tập 1) Viết hàm xác định số Max trong 2 số nguyên. Sau đó viết chương trình áp dụng để in ra màn hình số Max trong 5 số nguyên. 2) Viết hàm hoán đổi trị 2 biến nguyên. Sau đó viết chương trình ứng dụng. 3) Viết hàm xác định USCLN của 2 số tự nhiên. Sau đó viết chương trình áp dụng nhập vào 2 số tự nhiên và cho biết 2 số đó có nguyên tố cùng nhau ? Sau đó tính BSCNN của 2 số này. 4) Cho trước số tự nhiên n. Viết hàm xác định số nguyên tố thứ n. Sau đó viết chương trình áp dụng. 5) Cho trước số tự nhiên n. Viết hàm xác định số Fibonacci thứ n. Sau đó viết chương trình áp dụng. 132 6) Cho trước số tự nhiên n. Viết hàm kiểm tra số n có phải là số nguyên tố hay không ? Sau đó viết chương trình áp dụng. 7) Viết hàm kiểm tra 2 số có nguyên tố cùng nhau hay không ? Sau đó viết chương trình áp dụng. 8) Cho trước số tự nhiên n. Viết hàm kiểm tra số n có phải là số Fibonacci hay không ? Sau đó viết chương trình áp dụng. 9) Cho trước số tự nhiên n. Viết hàm kiểm tra số n có phải là số đối xứng hay không ? Sau đó viết chương trình áp dụng. 10) Cho tính chất P=”Tổng các chữ số của 1 số nguyên bằng tích của các chữ số của nó”. Viết hàm kiểm tra một số (gồm 3 chữ số) có thỏa tính chất P hay không ? Sau đó viết chương trình áp dụng. 11) Viết hàm in ra màn hình bảng cửu chương dọc (ngang). Sau đó viết chương trình áp dụng. 12) Viết các hàm in ra màn hình các loại tam giác đặc và rổng với chiều cao h. Sau đó viết chương trình áp dụng tạo một menu cho phép chọn dạng hình tam giác để in ra màn hình. 13) Viết chương trình bao gồm các hàm sau: − Hàm kiểm tra năm y cho trước có nhuần hay không ? − Hàm xác định số ngày tối đa của tháng m trong năm y cho trước. − Hàm kiểm tra tính hợp lệ của một bộ ngày, tháng, năm cho trước. − Hàm xác định ngày kế tiếp của một bộ ngày, tháng, năm cho trước. 133 − Hàm xác định N ngày kế tiếp của một bộ ngày, tháng, năm cho trước. Viết chương trình áp dụng các hàm trên. 14) Viết chương trình tính khoảng cách ngày giữa 2 bộ ngày tháng năm. 134 CHƯƠNG 5. KIỂU MẢNG (ARRAY) 1. Khái niệm Kiểu mảng cho phép giải quyết nhiều bài toán lập trình liên quan đến một lượng lớn dữ liệu một cách gọn, súc tích. Ví dụ: bài toán xác định số min, max của nhiều số nguyên, tìm kiếm, sắp xếp trên 1 dãy các số liệu, . . . Mảng là kiểu dữ liệu có cấu trúc bao gồm nhiều phần tử cùng kiểu và được bố trí vùng nhớ liên tục. Kiểu của các phần tử mảng gọi là kiểu cơ sở. Mỗi phần tử mảng là một biến có kiểu cơ sở. Mảng có kích thước là số phần tử trong mảng. Kích thước mảng bắt buộc phải là biểu thức hằng nguyên để có thể cấp phát vùng nhớ lúc biên dịch. Mảng có thể có 1 chiều hay nhiều chiều. Mảng n chiều (n>1) có thể được coi như mảng 1 chiều mà mỗi phần tử là mảng n-1 chiều. Số phần tử của mảng nhiều chiều bằng tích của kích thước các chiều. Ví dụ: mảng các số nguyên, các số thực, các kí tự, 2. Khai báo & khởi tạo giá trị các phần tử mảng trong “C/C++” []; Trong đó: • có thể là kiểu dữ liệu hợp lệ bất ky trong C/C++. 135 • là 1 danh hiệu hợp lệ và có giá trị là địa chỉ của vùng nhớ của phần tử đầu tiên của mảng. • là một giá trị hằng nguyên hoặc một biểu thức hằng nguyên (không thể là 1 biến) và được đặt trong cặp dấu []. Trường hợp mảng có nhiều chiều, thì mỗi chiều phải được xác định rõ kích thước bằng [][<kích thước 2>]. . . Ví dụ: Để khai báo mảng nguyên 1 chiều có tên arr1D gồm 5 phần tử. int arr1D[5]; Để khai báo mảng nguyên 2 chiều có tên arr2D gồm 6 phần tử (2 dòng 3 cột) int arr2D[2][3]; Ta có thể khởi tạo giá trị ban đầu cho các phần tử của mảng 1 chiều như sau: int arr1D[5] = {3,5,4,6,2}; int arr1D[ ] = {3,5,4,6,2}; int arr1D[5] = {3}; //phần tử đầu = 3, các phần tử còn lại = 0 Để khai báo và khởi tạo mảng 1 chiều với tất cả các phần tử có trị = 0: int arr1D[5] = {0}; 136 Ta có thể khởi tạo giá trị ban đầu cho các phần tử của mảng 2 chiều như sau: int arr2D[2][3] = {3,5,6,2,4,1}; int arr2D[ ][3] = {3,5,6,2,4,1}; int arr2D[2 ][3] = {{3,5,6},{2,4,1}}; int arr2D[ ][3] = {{3,5,6},{2,4,1}}; Để khai báo và khởi tạo mảng 2 chiều với tất cả các phần tử có trị = 0: int arr2D[2 ][3] = {0}; 3. Truy xuất các phần tử của mảng Các phần tử mảng có thể được truy xuất thông qua chỉ số của nó trong mảng. Các phần tử mảng được đánh số thứ tự bắt đầu từ 0, số thứ tự này gọi là chỉ số mảng. Các phần tử mảng có thể được truy xuất như sau: [chỉ số] Ví dụ: mảng 1 chiều Ví dụ: mảng 2 chiều 22 55 44 11 33 a 0 1 2 3 4 137 Chú ý • Chương trình dịch “C/C++” không kiểm tra việc vi phạm biên mảng. • Kích thước của mảng phải là biểu thức hằng 4. Truyền tham số mảng cho hàm Trong phần khai báo và định nghĩa hàm, đối với mảng 1 chiều ta ghi cặp dấu [] ngay sau tên kiểu cơ sở của mảng. Đối với mảng nhiều chiều, ta phải ghi đầy đủ số lượng cặp dấu [] bằng đúng số chiều và đặt ngay sau tên kiểu cơ sở, các chiều phải ghi rõ kích thước, ngoại trừ kích thước của chiều đầu tiên để trống như đối với mảng 1 chiều. Trong lời gọi hàm, ta chỉ cần ghi tên biến mảng tại vị trí tương ứng với tham số mảng hình thức. Thực chất của việc truyền tham số mảng cho hàm là sự truyền giá trị địa chỉ của tham số thực cho tham số mảng hình thức. Điều này có nghĩa là trước khi cho thực hiện hàm chương trình dịch sẽ cấp phát vùng nhớ riêng cho tham số mảng hình thức như một biến cục bộ. Tham số cục bộ này nhận trị ban đầu là bản sao giá trị địa chỉ của vùng nhớ đầu tiên của mảng truyền vào cho hàm và sẽ bị hủy khi kết thúc thực hiện hàm. Tuy nhiên, do tham số thực truyền địa chỉ của nó 22 55 44 66 33 11 a 0 1 2 0 1 138 cho tham số hình thức nên mọi sự thay đổi trị của các phần tử mảng trong hàm sẽ làm thay đổi trị của các phần tử mảng bên ngoài hàm. 5. Các thao tác cơ bản trên mảng 1 chiều • Nhập giá trị cho các phần tử mảng. • Xuất giá trị các phần tử mảng (ra màn hình). • Thêm 1 phần tử vào mảng. • Xóa một phần tử ra khỏi mảng. • Tìm kiếm trên mảng. • Sắp xếp mảng. Các thao tác trên thực chất là duyệt mảng và xử lý trên từng phần tử mảng nhờ vào cấu trúc lặp một cách tổng quát như sau: Đối với mảng 1 chiều gồm MAX phần tử: for (i=0; i<MAX; i++) xủ lý phần tử a[i]; Đối với mảng 2 chiều gồm ROWS dòng, COLS cột: for (i=0; i<ROWS; i++) for (j=0; j<ROWS; j++) xủ lý phần tử a[i][j]; 5.1. Nhập giá trị cho các phần tử mảng. Giả sử đã khai báo mảng 1 chiều các số nguyên gồm MAX=20 phần tử 139 Hàm nhập giá trị cho các phần tử mảng từ bàn phím void Input(int a[], int n) { for (int i=0; i<n; i++) { cout > a[i]; } } Hàm tạo giá trị ngẫu nhiên cho các phần tử mảng trong đoạn [-M M] void InitArray(int a[], int n) { //hàm khởi động bộ tạo số ngẫu nhiên khai báo trong srand(time(0)); for (int i=0; i<n; i++) a[i] = rand()(2*M+1) – M; } Hàm tạo giá trị ngẫu nhiên tăng dần cho các phần tử mảng, phần tử đầu tiên có trị trong đoạn [x y], với 0<x<y. 140 void InitArray(int a[], int n, int x, int y) { srand(time(0)); a[0] = rand()%(b-a+1) + a; for (int i=1; i<n; i++) a[i] = a[i-1]+ rand()%10; } 5.2. Xuất giá trị các phần tử mảng (ra màn hình). Hàm xuất giá trị cho các phần tử mảng 1 chiều ra màn hình void Output(const int a[], int n) { for (int i=0; i<n; i++) cout << setw(4) <<a [i]; cout << endl; } // Hàm xuất giá trị cho các phần tử mảng 2 chiều gồm ROWS dòng, COLS cột ra màn hình void Output(const int a[][COLS], int m, int n) 141 { for (int i=0; i<m; i++) { for (int j=0; j<n; j++) cout << setw(4) << a[i][j]; cout << endl; } } 5.3. Thêm 1 phần tử vào mảng. Hàm thêm giá trị x vào cuối mảng void InsertLast(int a[], int &n, int x) { a[n] = x; n++; } Hàm thêm giá trị x vào mảng tại vị trí có chỉ số pos thứ tự tương quan ban đầu của các phần tử mảng là không quan trọng void Insert(int a[], int &n, int x, int pos) 142 { a[n] = a[pos]; a[pos] = x; n++; } Hàm thêm giá trị x vào mảng tại vị trí có chỉ số pos thứ tự tương quan ban đầu của các phần tử mảng không thay đổi void Insert(int a[], int &n, int x, int pos) { for (int i=n; i>pos; i--) a[i] = a[i-1]; a[pos] = x; n++; } 5.4. Xóa một phần tử ra khỏi mảng. Hàm xoá phần tử tại vị trí có chỉ số pos ra khỏi mảng, thứ tự mảng là không quan trọng void Remove(int a[], int &n, int pos) { 143 a[pos] = a[n]; n--; } Hàm xoá phần tử tại vị trí có chỉ số pos ra khỏi mảng, thứ tự mảng là quan trọng void Remove(int a[], int &n, int pos) { for (int i=pos; i<n-1; i++) a[i] = a[i+1]; n--; } 5.5. Tìm kiếm trên mảng. Hàm tìm kiếm giá trị x, trả về chỉ số của phần tử đầu tiên có trị = x, nếu không tìm thấy thì trả về trị –1 (hoặc n). Hàm tìm kiếm tuyến tính trên mảng chưa có thứ tự int LinearSearch(const int a[], int n, int x) { for (int i=0; i<n; i++) if (a[i]==x) 144 return i; return –1; } Hàm tìm kiếm giá trị x, trả về chỉ số của phần tử đầu tiên có trị=x, trả về trị –1 (hoặc n) nếu không tìm thấy, mảng đã có thứ tự tăng dần Tìm kiếm tuyến tính int LinearSearch(const int a[], int n, int x) { for (int i=0; i<n && a[i]<x; i++) if (a[i]==x) return i; return –1; } Tìm kiếm nhị phân int BinarySearch(const int a[], int n, int x) { int first=0, last=n-1, mid; while(first<=last) { mid = (first + last) / 2; 145 if (a[mid]<x) first= mid + 1; // tìm x ở phần nửa sau của mảng else if (a[mid]>x) last = mid – 1; else // a[mid]==x return i; } return –1; } 5.6. Sắp xếp mảng. Để sắp xếp mảng gồm n phần tử, ta tìm cách đặt (n-1) phần tử vào đúng vị trí của nó theo tiêu chuẩn sắp xếp. Ở lần xếp phần tử thứ i, ta so sánh phần tử này với các phần tử còn lại của mảng và thực hiện đổi chổ khi cần thiết để thỏa mãn tiêu chuẩn sắp xếp. Cuối cùng ta có một mảng đã được xếp thứ tự. a. Phương pháp sắp xếp đơn giản (simple sort) Nội dung phương pháp: Ở bước thứ i (i=0, 1, . . . , n-2) ta so sánh phần tử a[i] với các phần tử a[j] còn lại (j=i+1, . . . , n-1) để xác định phần tử nhỏ nhất, sau đó đổi chổ phần tử nhỏ nhất này với a[i]. void Swap (int &x, int &y) { 146 int z = x; x = y; y = z; } void SimpleSort(int a[], int n) { int i, j; for (i=0; i<n-1; i++) for (j=i; j<n; j++) if (a[i] > a[j]) swap(a[i],a[j]); } b. Phương pháp sắp xếp lựa chọn (selection sort) void SelectionSort(int a[], int n) { int i, j, min, tam; for (i=0; i<n-1; i++) { tam = a[i]; 147 min = i; for (j=i; j<n; j++) if (a[min] > a[j]) min = j; a[i] = a[min]; a[min] = tam; } } c. Phương pháp sắp xếp nổi bọt (bubble sort) Nội dung phương pháp: Ở bước thứ i (i=0, 1, . . . , n-2) ta lần lượt so sánh từng cặp phần tử a[j], a[j-1], với (j=i+1, . . . , n-1), sau đó đổi chổ 2 phần tử này nếu a[j-1]>a[j]. void BubbleSort(int a[], int n) { int i, j; for (i=0; i<n-1; i++) for (j=n-1; j>i; j--) if (a[j-1] > a[j]) swap(a[j-1],a[j]); } 148 d. Phương pháp sắp xếp chèn (insertion sort) Nội dung phương pháp: Giả sử dãy con (a[0] . . a[i-1]) đãđươc sắp. Ở bước thứ i (i=1, . . ., i<n-1), ta xác định vị trí thích hợp của a[i] để chèn vào dãy con đã được sắp thứ tự bằng phương pháp tìm kiếm tuần tự từ a[i] trở về a[0]. void InsertionSort(int a[], int n) { int i, j, tam; for (i=1; i<n; i++) { tam = a[i]; for (j=i-1; j>=0; j--) { if (a[j]<=tam) break; a[j+1] = a[j]; } a[j+1] = tam; } } 149 e. Phương pháp sắp xếp “lẻ tăng chẵn giảm” Nội dung phương pháp: Cách tiến hành giống như thuật toán simple sort, chỉ khác ở tiêu chuẩn so sánh để thực hiện việc hoán đổi trị của các phần tử. 6. Câu hỏi • Nêu lợi ích của việc dùng mảng. • Nêu cách khai báo và khởi tạo giá trị cho biến mảng một chiều, biến mảng hai chiều. • Nêu cách truyền tham số mảng cho hàm, cách gọi hàm có tham số mảng. • Trình bày các thao tác cơ bản trên kiểu mảng (1 chiều): − Nhập/Xuất giá trị cho các phần tử mảng − Thêm phần tử mới vào mảng − Xóa một phần tử trong mảng thỏa tiêu chuẩn P nào đó. − Tìm kiếm trên mảng − Sắp xếp mảng. 7. Bài tập Mảng 1 chiều 1) Cho trước n>0. Liệt kê tất cả các số nguyên tố ≤ n dùng phương pháp sàng Erathosthene. 2) Cho trước mảng nguyên kích thước MAX=100. Cho trước tiêu chuẩn “P” (Ví dụ: “Là số chẳn”, “Là số dương”, “Là số chính phương”, Là số nguyên tố”, ). Xây dựng các hàm sau đây và viết chương trình áp dụng: 150 − Liệt kê tất cả các phần tử mảng thỏa tiêu chuẩn “P”. − Đếm số lượng các phần tử mảng thỏa tiêu chuẩn “P”. − Tính tổng các phần tử mảng thỏa tiêu chuẩn “P”. − Tính trung bình tổng các phần tử mảng thỏa tiêu chuẩn “P”. − Cho trước mảng nguyên kích thước MAX=100. Viết chương trình thống kê số lần xuất hiện các phần tử trong mảng. 3) Cho trước mảng nguyên có kích thước gồm MAX=100. Viết các hàm sau đây: − Khởi tạo giá trị cho các phần tử của mảng (nhập từ bàn phím). − Khởi tạo giá trị ngẫu nhiên cho các phần tử của mảng, mỗi phần tử có trị trong đoạn [ab], với 0<a<b. − Khởi tạo giá trị ngẫu nhiên cho các phần tử của mảng, sao cho mảng có thứ tự tăng dần. − Xuất giá trị của các phần tử của mảng ra màn hình. − Kiểm tra mảng có thứ tự tăng ? giảm ? hay không có thứ tự? − Đảo ngược thứ tự các phần tử trong mảng. − Xoay trái/phải các phần tử trong mảng k>0 lần. − Tìm kiếm giá trị x trong mảng. − Xóa phần tử đầu tiên trong mảng thỏa tiêu chuẩn “P”. − Xóa tất cả các phần tử trong mảng thỏa tiêu chuẩn “P”. − Sắp xếp mảng theo thứ tự “tăng dần”. − Sắp xếp mảng theo thứ tự “lẻ tăng chẵn giảm”. 151 − Sắp xếp theo thứ tự tăng dần và loại bỏ các phần tử trùng nhau. − Đếm số dãy con tăng dần trong mảng và xuất các dãy con này ra màn hình, mỗi dãy con trên 1 dòng. − Xuất dãy con tăng dần có số lượng phần tử nhiều nhất. − Xuất dãy con tăng dần có tổng các phần tử lớn nhất. Viết chương trình áp dụng các hàm đã xây dựng ở trên. 4) Cho trước mảng nguyên có kích thước gồm MAX=100. Viết chương trình sắp xếp mảng theo thứ tự tăng, đồng thời loại bỏ các phần tử trùng nhau. 5) Viết chương trình trộn 2 mảng nguyên đã có thứ tự tăng/giảm dần, thành mảng nguyên mới cũng có thứ tự tăng/giảm dần. 6) Viết hàm vẽ biểu đồ đứng, và hàm vẽ biểu đồ ngang. Viết chương trình áp dụng. Ví dụ, với mảng nguyên int a[5]={4, 7, 10, 6, 3} ta có: Biểu đồ ngang Biểu đồ đứng * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 152 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Mảng 2 chiều 1) Viết chương trình in ma phương bậc lẻ. 2) Viết chương trình in mảng 2 chiều kích thước MAX*MAX theo thứ tự xoắn ốc sau: Ví dụ, với MAX = 4: 1 2 3 4 12 13 14 5 11 16 15 6 10 9 8 7 3) Tương tự như bài trên, viết chương trình sắp xếp mảng 2 chiều theo thứ tự xoắn ốc với các phần tử mảng có trị ngẫu nhiên. 4) Viết chương trình xác định các phần tử “yên ngựa” (nếu có) của mảng 2 chiều cho trước. Phần tử “yên ngựa” có giá trị min dòng và max cột hoặc max dòng và min cột. 153 CHƯƠNG 6. CON TRỎ (POINTER) 1. Khái niệm • Con trỏ (Pointer) là kiểu dữ liệu đặc biệt, có giá trị là địa chỉ vùng nhớ của một đối tượng (biến, hàm). • Tương ứng với mỗi kiểu dữ liệu sẽ có một kiểu biến trỏ riêng biệt. VD ta có con trỏ char*, int*, float*, double*, . . . chứa địa chỉ của biến char, int, float, double. • Tuỳ theo hệ máy, kích thước của biến trỏ là 2 bytes (hệ máy PC) hoặc 4 bytes (hệ máy tính lớn). • Biến trỏ cho phép truy xuất đối tượng một cách gián tiếp, i.e. thm chiếu đến 1 đối tượng khác thông qua địa chỉ của nó. • Việc cấp phát động cho mảng được thực hiện thông qua con trỏ. • Để nắm bắt kiểu con trỏ, cần phân biệt nội dung của vùng nhớ và địa chỉ của nó. 2. Khai báo biến con trỏ * ; trong đó: là kiểu dữ liệu của biến mà con trỏ đang trỏ đến,. là danh hiệu hợp lệ. Như vậy, * là kiểu con trỏ. Cũng như các kiểu dữ liệu khác, ta có thể khai báo đồng thời khởi tạo giá trị cho biến trỏ như sau: 154 int x; int *px = &x; // px chứa địa chỉ của biến x. Chú ý: int *px, x, *py, y; 3. Truy xuất biến trỏ Sau khi khai báo biến trỏ, ta có thể truy xuất nó thông qua tên biến như một biến thông thường. Khi đó, ta được giá trị (nội dung) của biến trỏ là địa chỉ của một vùng nhớ nào đó. Nếu muốn truy xuất nội dung của vùng nhớ mà biến trỏ đang trỏ đến, ta dùng toán tử * (gọi là “khử tham chiếu” – dereference) đặt trước tên biến trỏ như sau: * Giả sử có các khai báo sau: int x =5, y= 7; int *px, *py; Ta có thể gán trị của px, py như sau: px = &x; py = &y; Các biến x, y có thể được truy xuất gián tiếp như sau: *px = 2; // tương đương với câu lệnh gán x = 2; 155 *py = 3; // tương đương với câu lệnh gán y = 3; Chú ý: Cần phân biệt *px = *py; //gán trị của vùng nhớ mà py đang trỏ đến cho vùng nhớ mà px đang trỏ đến. với px = py; //sau lệnh này px và py cùng trỏ đến cùng 1 vùng nhớ. Con trỏ NULL là con trỏ không chứa địa chỉ của bất kỳ vùng nhớ nào. Nên khởi tạo giá trị NULL hoặc địa chỉ của vùng nhớ nào đó cho biến trỏ lúc khai báo. Cần lưu ý, việc truy xuất vùng nhớ thông qua con trỏ NULL là lỗi về cú pháp. int *py = NULL; // py không trỏ đến bất kỳ vùng nhớ nào. Con trỏ void * là con trỏ đa năng, và tương thích với mọi kiểu dữ liệu mà 1 biến trỏ trỏ đến, i.e. ta có thể gán giá trị của con trỏ thuộc một kiểu bất kỳ nào đó cho con trỏ void *. Không được phép thực hiện các phép tính số học trên con trỏ void*. 4. Số học con trỏ Ngoài phép gán trị của 1 biến trỏ cho biến trỏ khác cùng kiểu với nó, ta có thể thực hiện các phép toán số học sau trên biến trỏ: 156 Phép cộng con trỏ ptr với một số nguyên N sẽ cho kết quả địa chỉ vùng nhớ cách con trỏ ptr N vị trí như sau: (vẽ hình) Phép trừ 2 biến trỏ cùng kiểu ptr1 và ptr2 sẽ cho kết quả khoảng cách (số phần tử) giữa 2 biến trỏ trên như sau: (vẽ hình) Phép so sánh 2 con trỏ cùng kiểu với nhau được thực hiện dựa trên vị trí vùng nhớ tương ứng với 2 biến trỏ (và kết quả trả về là trị 0 hoặc 1). 5. Liên hệ giữa con trỏ và mảng Do tên biến mảng là 1 giá trị hằng địa chỉ của phần tử đầu tiên của mảng, nên ta có thể gán giá trị địa chỉ này cho con trỏ có kiểu nền cùng kiểu với kiểu cơ sở của biến mảng. Giả sử có các khai báo sau: int a[5]; int *pa=a; Khi đó, ta có thể truy xuất các phần tử mảng và địa chỉ của chúng như sau: a[0] ⇔ *(a+0) ⇔ *(pa+0) ⇔ pa[0] &a[0] ⇔ a+0 ⇔ pa+0 ⇔ &pa[0] a[1] ⇔ *(a+1) ⇔ *(pa+1) ⇔ pa[1] &a[1] ⇔ a+1 ⇔ pa+1 ⇔ &pa[1] a[2] ⇔ *(a+2) ⇔ *(pa+2) ⇔ pa[2] &a[2] ⇔ a+2 ⇔ pa+2 ⇔ &pa[2] 157 a[3] ⇔ *(a+3) ⇔ *(pa+3) ⇔ pa[3] &a[3] ⇔ a+3 ⇔ pa+3 ⇔ &pa[3] a[4] ⇔ *(a+4) ⇔ *(pa+4) ⇔ pa[4] &a[4] ⇔ a+4 ⇔ pa+4 ⇔ &pa[4] 6. Con trỏ đa cấp Bản thân biến trỏ cũng có địa chỉ, do đó ta có thể chứa địa chỉ của nó trong 1 biến trỏ khác. Ta gọi biến trỏ này là con trỏ trỏ đến con trỏ, hay con trỏ 2 cấp. Số lượng dấu ‘*’ xác định cấp của 1 biến trỏ. Ta có con trỏ 2 cấp, con trỏ 3 cấp, . . . Con trỏ 2 cấp có liên quan mật thiết với mảng 2 chiều. Giả sử có các khai báo sau: int a[2][3]; int **ppa = new int*[2]; ppa[0] = a[0]; ppa[1] = a[1]; Khi đó, ta có thể truy xuất các phần tử mảng như sau: a[0][0] ⇔ *(*(a+0)+0) ⇔ *(*(ppa+0)+0) ⇔ ppa[0][0] a[0][1] ⇔ *(*(a+0)+1) ⇔ *(*(ppa+0)+1) ⇔ ppa[0][1] a[0][2] ⇔ *(*(a+0)+2) ⇔ *(*(ppa+0)+2) ⇔ ppa[0][2] a[1][0] ⇔ *(*(a+1)+0) ⇔ *(*(ppa+1)+0) ⇔ ppa[1][0] 158 a[1][1] ⇔ *(*(a+1)+1) ⇔ *(*(ppa+1)+1) ⇔ ppa[1][1] a[1][2] ⇔ *(*(a+1)+2) ⇔ *(*(ppa+1)+2) ⇔ ppa[1][2] Để truy xuất địa chỉ các phần tử mảng: &a[0][0] ⇔ &(a+0) ⇔ &(ppa+0) &a[0][1] ⇔ &(a+0) ⇔ &(ppa+1) &a[0][2] ⇔ &(a+0) ⇔ &(ppa+2) &a[1][0] ⇔ &(a+1) ⇔ &(ppa+0) &a[1][1] ⇔ &(a+1) ⇔ &(ppa+1) &a[1][2] ⇔ &(a+1) ⇔ &(ppa+2) 7. Truyền tham số con trỏ cho hàm Trong phần khai báo và định nghĩa hàm, ta khai báo kiểu dữ liệu con trỏ là *. Còn trong lời gọi hàm, ta phải cung cấp biểu thức có trị là địa chỉ của vùng nhớ cùng kiểu với kiểu của tham số biến trỏ tương ứng. Ví dụ: hàm Swap( int*, int* ); // có 2 tham số là biến trỏ 8. Mảng các con trỏ Kiểu phần tử của biến mảng có thể là kiểu con trỏ Khi đó ta sẽ có một mảng các con trỏ, và ta có thể xem các biến có địa chỉ chứa trong các phần tử mảng con trỏ là một mảng, nhưng có vùng nhớ không liên tục. (Vẽ hình) 159 9. Từ khóa const với con trỏ Ta đã biết một công dụng của từ khóa const trong việc định nghĩa một biến hằng. Khi ta khai báo const int MAX = . . .; thì TBD sẽ cấp phát vùng nhớ cho hằng MAX (ở đây là 2 bytes) và không cho phép USER thay đổi giá trị của MAX trong chương trình. Tương tự, các khai báo sau: // px và *px có thể thay đổi giá trị. * px; // px là con trỏ trỏ đến vùng nhớ có giá trị không đổi, i.e. px có thể thay đổi, *px thì không được phép thay đổi. const * px; // px là con trỏ hằng, i.e. *px có thể thay đổi, px thì không được phép thay đổi. * const px; // px là con trỏ hằng trỏ đến vùng nhớ có giá trị không đổi. const * const px; 160 10. Cấp phát động Cấp phát động là cấp phát vùng nhớ lúc thực hiện chương trình. Còn cấp phát vùng nhớ lúc biên dịch được gọi là cấp phát tĩnh. Vùng nhớ của các đối tượng (biến) cấp phát động sẽ được đặt tại HEAP. Việc cấp phát động được thực hiện nhờ vào các hàm cấp phát bộ nhớ sau: Trong C, dùng các hàm malloc( . . . ), calloc( . . . ), realloc( . . . ), . . . được khai báo trong , // size_t là kiểu dữ liệu định nghĩa trong và tương đương với một unsigned int. void* malloc(size_t size); void* calloc(size_t nitems, size_t size); void* realloc(void * ptr, size_t size); Trong C++, dùng toán tử new : // xin cấp phát vùng nhớ trên HEAP có kích thước = sizeof() = new ; // xin cấp phát vùng nhớ trên HEAP kích thước = sizeof()*n = new [n]; 161 Khi không còn sử dụng các vùng nhớ đã cấp phát động, ta phải thu hồi chúng, để có thể sử dụng vào việc khác. Nếu không làm như vậy thì bộ nhớ sẽ nhanh chóng cạn kiệt. Việc thu hồi các vùng nhớ đã cấp phát động được thực hiện nhờ vào hàm sau: Trong C, dùng hàm free(ptr) , với ptr là biến trỏ chỉ đến vùng nhớ đã được cấp phát động bằng các hàm malloc(), calloc(), realloc() Trong C++, dùng toán tử delete: delete ; delete [] ; // Chương trình cấp phát động mảng một chiều #include #include #include #include void randomInit( int* a, int n ); void output( const int* a, int n ); void main() { int* a; int n; 162 cout > n; // a = (int* ) calloc( n, sizeof( int ) ); a = new int [ n ]; randomInit( a, n ); output( a, n ); // free( a ); delete [] a; } void randomInit( int* a, int n ) { for ( int i = 0; i < n; i++ ) a[ i ] = rand()% 100; } void output( const int* a, int n ) { for ( int i = 0; i < n; i++ ) cout << setw( 4 ) << a[ i ]; cout << endl; // Chương trình cấp phát động mảng 2 chiều #include 163 #include #include #include void randomInit( int** a, int m, int n ); void output( const int** a, int m, int n ); void main() { int** a; int m, n; cout > m; cout > n; a = new int [ m ]; for ( int i = 0; i < m; i++ ) a[ i ] = new int [ n ]; randomInit( a, m, n ); output( a, m, n ); for ( i = 0; i < m; i++ ) delete [] a[ i ]; delete [] a; 164 } void randomInit( int** a, int m, int n ) { for ( int i = 0; i < m; i++ ) for ( int j = 0; j < n; j++ ) a[ i ][ j ] = rand()% 100; } void output( const int** a, int m, int n ) { for ( int i = 0; i < m; i++ ) { for ( int j = 0; j < n; j++ ) cout << setw( 4 ) << a[ i ][ j ]; cout << endl; } } 11. Con trỏ hàm Trong NNLT “C/C++”, tên hàm là địa chỉ vùng nhớ của chỉ thị đầu tiên của hàm và do đó ta có thể gán giá trị địa chỉ này cho 1 biến 165 trỏ có kiểu nền cùng kiểu với kiểu giá trị trả về của hàm. Ta gọi con trỏ này là con trỏ hàm. Ta có thể gọi thực hiện một cách gián tiếp một hàm nào đó thông qua con trỏ hàm. Mặt khác, một hàm nào đó có thể được dùng làm tham số cho một hàm khác nhờ vào con trỏ hàm. Con trỏ hàm được khai báo như sau: (* ) ([Danh sách các tham số]); Giả sử có các khai báo sau: int a, b; void swap( int* px, int* py ); void (* pf) ( int *, int* ); Khi đó ta có thể gọi thực hiễn hàm swap một các gián tiếp như sau: pf = swap; pf( &a, &b ); 12. Con trỏ và chuỗi kí tự Chuỗi ( string ) là một dãy các kí tự liên tiếp trong bộ nhớ được kết thúc bằng kí tự NUL (‘\0’). Như vậy để sử dụng biến chuỗi chứa MAX kí tự, ta khai báo như sau: char s[MAX+1]; Ta cũng có thể khai báo biến chuỗi như sau: char* s; 166 Có thể khởi tạo biến chuỗi như sau: char s[ ] = “Hello C++”; Có thể nhập/xuất chuỗi kí tự bằng lệnh cin ( dùng kèm với >> ) và cout ( dùng kèm với > s; chỉ cho phép nhập vào chuỗi kí tự không có khoảng trắng. Hàm nhập chuỗi của đối tượng cin: // đọc các kí tự tự cin vào s, kể cả kí tự khoảng trắng. getline( char* s, int size, char delim=’\n’ ); read( char* s, int size ); // cin.read( s, 5 ); // cho phép đọc từng kí tự từ cin vào trong ch và trả về trị 1. Hàm trả về trị 0 nếu gặp kí tự ‘\n’. get( char ch ); Hàm xuất chuỗi của đối tượng cout: put( char ); // cout.put( ch ).put( ch ); write( const char* s, int size ); // cout.write( s, 1 ).write( s+1, 2 ); Một số hàm thông dụng khai báo trong cho phép thao tác, xữ lý chuỗi tí tự: size_t strlen( const char* s ); 167 int strcmp( const char* s1, const char* s2 ); int strcmpi( const char* s1, const char* s2 ); char* strcpy( char* dest, const char* src ); char* strcat( char* dest, const char* src ); 13. Ứng dụng con trỏ • Sắp xếp mảng các con trỏ • Danh sách liên kết • Cấp phát mảng động 14. Sơ lược về kiểu tham chiếu (Reference) - Chỉ có trong C++. NNLT C++ cung cấp khả năng tham chiếu đến địa chỉ vùng nhớ của biến đã tồn tại trước đó. Về bản chất, tham chiếu là bí danh của một đối tượng (biến) xác định trong chương trình. Sau khi khai báo 1 biến, ta có thể khai báo biến tham chiếu đến biến đó như sau: int x; int &rx = x; // rx là biến tham chiếu đến biến x. Sau câu lệnh trên, ta có thể xem rx là tên gọi khác (bí danh) của biến x. 168 Chú ý, biến kiểu tham chiếu phải tham chiếu đến một biến đã tồn tại, i.e. biến đã khai báo trước. Không thể có khai báo biến tham chiếu như sau: int ℞ // sai !! rx là bí danh của biến nào ??? Ta thường dùng kiểu tham chiếu trong việc truyền tham số cho hàm. Các tham số thực tương ứng (theo vị trí) có thể bị thay đổi giá trị ngay bên trong hàm. Ví dụ: hàm swap(int &, int &); Hằng tham chiếu khác có thể tham chiếu đến một biến hay một hằng trực kiện nào đó. Ví dụ, ta có các khai báo sau: int x = 5, y = 7; const int &rx = 123; // ok const int &ry = y; ry++; // sai Tuy nhiên hằng tham chiếu khác với biến tham chiếu ở chổ: ta không thể dùng hằng tham chiếu để làm thay đổi vùng nhớ mà nó tham chiếu đến. 15. Bài tập 1) Giả sử có các khai báo sau: int i1 = 11, 169 i2 = 22; double d1 = 3.45, d2 = 6.78; − Viết các khai báo sao cho biến p1 và p2 có giá trị của nó là địa chỉ trong bộ nhớ, nơi mà một giá trị double có thể chứa. − Viết câu lệnh để gán địa chỉ của d1 cho p1, hoặc giải thích tại sao điều này không thể thực hiện. − Viết câu lệnh để gán địa chỉ của i2 cho p2, hoặc giải thích tại sao điều này không thể thực hiện. − Viết các khai báo để khởi tạo biến ptr1 và ptr2 trỏ đến i1 và i2 tương ứng. − Viết câu lệnh để p1 và p2 trỏ đến cùng một địa chỉ. − Viết câu lệnh để chép giá trị được chứa tại địa chỉ mà ptr2 trỏ đến vào địa chỉ mà ptr1 trỏ đến. − Viết các câu lệnh sử dụng p1 và p2 để hoán đổi giá trị của d1 và d2. 2) Viết chương trình C++ thực hiện từng bước các yêu cầu sau: − Khai báo biến con trỏ kiểu char có tên là charPtr. 3) Cấp phát một vùng nhớ nặc danh và cho charPtr trỏ đến đó. 4) Nhập một ký tự và chứa nó vào vùng nhớ nặc danh. 5) Hiển thị nội dung trong vùng nhớ nặc danh. 6) Nếu nội dung của vùng nhớ nặc danh là ký tự hoa thì chuyển thành ký tự thường và hiển thị kết quả ra màn hình. 170 7) Viết chương trình C++ thực hiện từng bước các yêu cầu sau: − Khai báo biến con trỏ kiểu double có tên là doublePtr. − Cấp phát vùng nhớ nặc danh cho một mảng có n (nhập từ bàn phím) phần tử kiểu double và chứa địa chỉ của nó vào doublePtr. − Nhập giá trị cho tất cả các phần tử trong mảng. − Tính và hiển thị trung bình cộng các giá trị trong mảng. − Giải phóng vùng nhớ đã cấp phát cho mảng. − Hiển thị địa chỉ và giá trị của 3 phần tử đầu tiên trong mảng có vùng nhớ vừa được giải phóng. 8) Viết chương trình khởi tạo một con trỏ trỏ đến mảng unsigned int có 20 phần tử. Sau đó gán giá trị cho các phần tử trong mảng là những số chẵn bắt đầu từ 2, hiển thị các giá trị này ra màn hình theo nhiều cách khác nhau (nếu có thể) thành 4 dòng, mỗi dòng có 5 phần tử. 9) Viết chương trình có tên là binary để khi thực hiện tại dấu nhắc lệnh 10) C:\>binary DecimalValue↵ 11) chương trình sẽ tính và hiển thị giá trị nhị phân ứng với giá trị thập phân đã nhập. Trong đó, DecimalValue là giá trị thập phân 2 byte (–32768 đến 32767). 12) Giá trị trung bình của một dãy có n số là một số thực và được định nghĩa là giá trị mà nó có n/2 giá trị lớn hơn nó, và n/2 giá trị nhỏ hơn nó. Viết chương trình có tên là median để khi thực hiện tại dấu nhắc lệnh 13) C:\>median FileName↵ 171 14) chương trình sẽ tính và hiển thị giá trị trung bình của các giá trị trong tập tin FileName, nhưng nếu gõ lệnh 15) C:\>median↵ 16) chương trình sẽ tính và hiển thị giá trị trung bình của n (2 ≤ n ≤ 10) giá trị được nhập từ bàn phím. 17) Viết chương trình để thực hiện sao chép tập tin File1 thành tập tin File2: 18) C:\>copy File1 File2↵ 19) Viết chương trình để khi thực hiện lệnh 20) C:\>page File↵ 21) thì nội dung tập tin được chỉ định sẽ hiển thị lên màn hình theo từng trang (23 dòng), người sử dụng có thể ấn phím bất kỳ để xem trang kế tiếp. 22) Viết chương trình xử lý chuỗi kí tự bao gồm các chức năng sau: (Chú ý: dùng con trỏ để cài đặt và không được dùng hàm thư viện) − Tính chiều dài của chuỗi nhập. − Sao chép 2 chuỗi với nhau. − So sánh 2 chuỗi với nhau. − Tìm một kí tự trong chuỗi nhập. − Tìm chuỗi con trong chuỗi nhập. − Thêm chuỗi con vào trong chuỗi nhập tại vị trí k. − Xoá chuỗi con trong chuỗi nhập. − Loại bỏ các khoảng trắng thừa (kí tự Space, Tab) trong chuỗi nhập. − Chuẩn hóa chuỗi nhập. − Đảo ngược chuỗi nhập. 172 − Kiểm tra 2 chuỗi nhập có gồm cùng các kí tự hay không ? − Kiểm tra chuỗi nhập có đối xứng hay không ? − Kiểm tra chuỗi nhập có tuần hoàn hay không ? − Đếm tần số xuất hiện của các kí tự trong chuỗi nhập. − Đếm số từ trong chuỗi nhập. − Đếm số kí tự, số từ và số dòng trong chuỗi nhập. − Chuyển từ cuối cùng thành từ đầu tiên trong chuỗi nhập. 23) Viết chương trình khai báo chuỗi có tên là last_first có nội dung là “Smith, Bill”, sau đó tách tên và họ của chuỗi này rồi kết hợp chúng lại để thành “Bill Smith” và gán cho chuỗi first_last. Hiển thị hai chuỗi ra màn hình. 24) Định nghĩa một hàm có ba tham số, mỗi tham số là một chuỗi ký tự gồm: tên, tên lót, và họ. Hàm này trả về một chuỗi chứa ba tham số trên theo thứ tự họ, tên, và ký tự đầu của tên lót. Ví dụ, nếu ba tham số lần lượt có nội dung là “John”, “Quincy”, và “Doe” thì hàm trả về chuỗi “Doe, John Q.”. Viết chương trình áp dụng. 25) Tương tự như câu 2, nhưng định nghĩa hàm chỉ có một tham số. Ví dụ, nếu tham số có nội dung là “John Quincy Doe” thì hàm trả về chuỗi “Doe, John Q.”. 26) Định nghĩa một hàm nhận vào số thứ tự của một tháng và trả về tên của tháng đó. Viết chương trình áp dụng. 27) Định nghĩa một hàm nhận vào tên của một tháng và trả về số thứ tự của tháng đó. Viết chương trình áp dụng. 28) Định nghĩa hai hàm: hàm thứ nhất chuyển chuỗi ký tự bất kỳ thành chuỗi ký tự thường, hàm thứ hai chuyển thành chuỗi ký tự hoa. Viết chương trình áp dụng. 173 29) Viết chương trình có định nghĩa một hàm với tên là replace_all, biểu thức replace_all(str, substring, newSubstring) trả về một chuỗi mà tất cả những xuất hiện của substring trong str được thay thế bằng newSubstring. 30) Một chuỗi được gọi là đối xứng (palindrome) nếu nó không thay đổi khi thứ tự của các ký tự được đảo ngược. Ví dụ: madam, 463364, ABLE WAS I ERE I SAW ELBA là các chuỗi đối xứng. Viết hàm nhận vào một chuỗi và cho biết chuỗi này có đối xứng không. Viết chương trình áp dụng. 31) Viết chương trình có định nghĩa một hàm nhận vào hai chuỗi và cho biết chuỗi thứ nhất có phải là một hoán vị của các ký tự trong chuỗi thứ hai hay không. Ví dụ chuỗi “dear“ là một hoán vị của chuỗi “read“ hay “dare”. 32) Không sử dụng các hàm thư viện xử lý chuỗi của C++. Giả sử chiều dài chuỗi không lớn hơn 80 ký tự và chuỗi được nhập từ bàn phím. Hãy viết chương trình có định nghĩa các hàm cho mỗi yêu cầu sau: − Sao chép chuỗi s1 sang chuỗi s2. Hiển thị hai chuỗi lên màn hình. − Lấy n (giá trị nhập) ký tự đầu tiên của chuỗi nguồn, hiển thị chuỗi nguồn và chuỗi kết quả ra màn hình. − Lấy n (giá trị nhập) ký tự cuối cùng của chuỗi nguồn, hiển thị chuỗi nguồn và chuỗi kết quả ra màn hình. − Chèn một chuỗi vào chuỗi khác tại vị trí được chỉ định (nếu vị trí chỉ định không hợp lệ thì chương trình sẽ không thực hiện thao tác này). Hiển thị chuỗi kết quả ra màn hình. 174 − Xoá một số ký tự trong một chuỗi tại vị trí bắt đầu và số ký tự cần xoá được chỉ định (cần kiểm tra tính hợp lệ của hai tham số này). Hiển thị chuỗi còn lại ra màn hình. 33) Viết chương trình đọc vào một chuỗi tối đa 80 ký tự và định nghĩa các hàm thực hiện các yêu cầu sau: − Hiển thị số lần mà ký tự đó xuất hiện trong chuỗi. Các ký tự được sắp theo thứ tự alphabet. Ví dụ nhập Le Van B, thì hiển thị ký tự 'a' có một lần, 'b' có một lần, 'c' không có, ... − Hiển thị số lần mà các từ một ký tự, hai ký tự, ba ký tự, ... xuất hiện trong chuỗi. Giả sử chiều dài tối đa của một từ là 10 ký tự. 175 CHƯƠNG 7. KIỂU STRUCT 1. Khái niệm Khác với kiểu mảng, struct là kiểu dữ liệu có cấu trúc bao gồm nhiều thành phần có thể thuộc nhiều kiểu dữ liệu khác nhau. Kiểu struct cho phép lưu trữ thông tin về một đối tượng với đầy đủ các thuộc tính của nó trong một biến. Mỗi thuộc tính là một biến thành phần. Kiểu dữ liệu của các biến này có thể là kiểu cơ sở hay kiểu mảng, thậm chí một kiểu struct khác. 2. Khai báo và truy xuất biến struct trong ‘C’ Cách 1: struct { ; }; struct ; Cách 2: struct { ; 176 } ; Cách 3: struct { ; } ; Mỗi khai báo struct là sự mô tả một kiểu dữ liệu mới, và chỉ là sự mô tả cấu trúc khung chung cho mọi biến thể hiện của nó. Mỗi biến kiểu struct sau khi đã khai báo đều bao gồm bên trong nó các thành phần thuộc tính được mô tả trong phần khai báo kiểu struct. Các thành phần thuộc tính của mỗi biến thể hiện có thể được truy xuất nhờ vào toán tử dấu chấm ‘.’ như sau: . Dấu chấm ‘.’ được gọi là toán tử truy nhập thành phần cấu trúc. Nếu bản thân thành phần cấu trúc cũng lại là một kiểu struct khác thì vẫn áp dụng toán tử này để xác định thành phân sâu hơn trong các cấu trúc thành phần. .. 177 3. Lệnh typedef Cho phép đặt tên mới cho một kiểu dữ liệu đã khai báo và định nghĩa trước: typedef ; Ví dụ: typedef unsigned char byte; Sau câu lệnh này, byte là tên gọi khác của kiểu unsigned char. Khi đó, 2 khai báo sau đây là tương đương nhau: byte c; và unsigned char c; Lệnh typedef thường được sử dụng để định nghĩa các kiểu dữ liệu phức hợp thành một tên duy nhất. Ví dụ: lệnh typedef int * PTR_INT; định nghĩa kiểu dữ liệu con trỏ nguyên. Sau này khi cần khai báo một con trỏ nguyên, ta chỉ cần viết: PTR_INT px; // tương đương với khai báo int * px; 178 Ta có thể đơn giản cách viết khai báo biến cấu trúc bằng cách sử dụng lệnh typedef như sau: typedef struct{ ; } ; Ví dụ: ta định nghĩa phân số như là kiểu cấu trúc typedef struct{ int tuso, mauso; }PHANSO; Sau đó, ta định nghĩa các biến kiểu PHANSO PHANSO ps1, ps2; 4. Kiểu enum • Cho phép dùng danh hiệu để đặt tên các giá trị nguyên một cách gợi nhớ. Các trị nguyên trong enum được bắt đầu từ trị 0, trừ khi xác định rõ trị khác. Các trị nguyên kế tiếp có giá trị bằng trị nguyên trước đó cộng thêm một. Khai báo 179 enum {Danh sách các trị nguyên}; Ví dụ: enum Weekdays{Sunday, Monday, Tuesday, Wedneday, Thirsday, Friday, Satyurday}; Khi đó: Sunday có trị = 0, Monday có trị = 1, Tuesday có trị = 2, 5. Mảng các struct const MAX = 20; const MONHOC = 3; typedef struct{ int d, m, y; }NGAYSINH; typedef struct{ char * ho; char * ten; NGAYSINH ngsinh; float diem[MONHOC]; // . . . . }SINHVIEN; 180 SINHVIEN sv[MAX]; 6. Con trỏ trỏ đến biến kiểu struct typedef struct{ ; } ; * ; Ví dụ: typedef struct{ int tuso, mauso; }PHANSO; PHANSO *pps; Ta truy xuất các biến thành phần của pps như sau: (*pps).tuso (*pps).mauso hay 181 pps->tuso pps->mauso 7. Truyền tham số kiểu struct cho hàm Truyền bằng tham trị: chương trình sẽ chậm đi do phải tốn thời gian sao chép giá trị của biến cấu trúc dùng làm tham số thực cho tham số hình thức. Truyền bằng tham biến hay tham trỏ: dù kích thước của biến cấu trúc có lớn thì địa chỉ của biến vẫn chỉ là kích thước của địa chỉ vùng nhớ. 8. Kiểu union Một biến kiểu union cũng bao gồm nhiều thành phần giống như một biến cấu trúc, nhưng khác nhau ở chỗ: các trường thuộc tính trong biến cấu trúc được cấp phát các vùng nhớ khác nhau, còn các trường của biến union được cấp phát chung vùng nhớ. Độ dài của biến union bằng độ dài của thành phần dài nhất trong biến. Khai báo biến union giống như khai báo biến struct Ví dụ: typedef union { unsigned int n; unsigned char ch[2]; 182 }VAL; VAL x; x.n=0x1B1A; khi đó: ch[0] = 1A và ch[1]=1B 9. Bài tập 1) Cho trước một thời điểm giờ, phút, giây. Viết chương trình tính thời điểm 1 giây sau, 1 giây trước. 2) Viết chương trình tính khoảng cách (số giây) giữa 2 thời điểm cho trước. 3) Cho trước một bộ ngày, tháng, năm. Viết chương trình tính ngày hôm sau, ngày hôm trước. 4) Viết chương trình tính khoảng cách (số ngày) giữa 2 bộ ngày, tháng, năm cho trước. 5) Viết chương trình thực hiện các phép tính (+, -, *, /) trên phân số. 6) Viết chương trình thực hiện các phép tính (+, -, *, /) trên số phức. 7) Viết chương trình thực hiện phép cộng, và phép nhân 2 ma trận. 183 CHƯƠNG 8. File 1. Giới thiệu chung File là cơ chế cho phép lưu trữ dữ liệu một cách lâu dài, với số lượng lớn (về mặt lý thuyết là không hạn chế). C++ xem File chỉ đơn thuần là một dãy các byte. File được đánh dấu kết thúc bằng kí hiệu đặc biệt (CTRL+Z cho DOS và CTRL+D cho UNIX, . . .) Để có thể làm việc với File đĩa, trước hết ta phải liên kết file với dòng (stream) nhập/xuất bằng cách tạo ra đối tượng File thuộc lớp: fstream (dùng cho việc Vào/Ra File), ofstream(dùng cho Ghi ra File), ifstream (dùng cho Đọc File). Các lớp này được khai báo trong tập tin tiêu đề . Có 2 loại Vào/Ra file đĩa cơ bản trong C++: Vào/Ra file định dạng (formatted file I/O), và Vào/Ra file nhị phân (binary file I/O) Quy trình thao tác file: mở file – kiểm tra – xử lý file – đóng file 2. Thao tác trên kiểu file 2.1. Mở File ( liên kết kênh nhập/xuất với file đĩa ) Dùng hàm thiết lập: filevar( ); Hoặc dùng hàm thành phần open của đối tượng luồng nhập/xuất: filevar; filevar.open( , ); Các chế độ mở file: 184 Chế độ Mô tả ios::in Mở để đọc ( mặc định cho ifstream ) ios::out Mở để ghi ( mặc định cho ofstream ) ios::ate Bắt đầu đọc/ghi ở cuối file ios::app Bắt đầu ghi ở cuối file ios::trunc Cắt bỏ file (TRUNCate) ios::nocreate Lỗi nếu file không tồn tại ios::noreplace Lỗi khi mở để ghi ra nếu file đã tồn tại, trừ khi ate hoặc app được thiết lập ios::binary Mở file trong chế độ nhị phân ( mặc định là văn bản) 2.2. Xử lý File Trước khi đọc/ghi file, cần kiểm tra file đã được mở thành công hay không: if (!file) else Trong quá trình làm việc với file, cần dùng hàm kiểm tra kết thúc tập tin trong vòng lặp: while(!file.eof()) Vào/Ra kí tự: hàm get() và put() làm các hàm thành phần của ofstream và ifstream cho phép đọc kí tự từ file, và ghi kí tự ra file. Vào/Ra file nhị phân: hàm read() và write() cho phép thực hiện việc đọc/ghi một số lượng lớn các byte dữ liệu từ bộ đệm sang file. Các tham số cho hàm read() và write() là địa chỉ của bộ đệm dữ liệu và kích thước của chúng. Địa chỉ phải ép thành kiểu char và kích thước được tính bằng byte. 185 Vào/Ra đối tượng (objects I/O): dùng chế độ mở file nhị phân, và các hàm read(), write(). Con trỏ file: mỗi đối tượng file kết hợp với nó 2 giá trị nguyên gọi là get pointer ( con trỏ đọc ) và put pointer ( con trỏ ghi ). Hai giá trị này cho biết vị trí đọc và vị trí ghi hiện tại của con trỏ trong quá trình làm việc với file. Để điều khiển con trỏ file phục vụ cho việc đọc/ghi file tại vị trí tùy ý, ta dùng hàm seekg(), seekp() (để di chuyển con trỏ file đến vị trí mong muốn), tellg(), tellp() (để đọc vị trí hiện hành của con trỏ file). Hàm seekg() và tellg() cho phép thiết lập và kiểm tra con trỏ đọc, còn các hàm seekp() và tellp() thực hiện tương tự đối với con trỏ ghi. Hàm seekg() và seekp() có 2 tham số: tham số thứ 1 biểu diễn độ lệch (offset), tính từ vị trí cụ thể xác định bởi tham số thứ 2 (ios::beg, ios::cur, ios:end) 2.3. Đóng File Dùng hàm close() của đối tượng file. 2.4. Ví dụ Vào/Ra File định dạng Hàm ghi file số nguyên void WriteIntFile() { ofstream outf( “test.dat”, ios::out ); if ( ! outf ) { cerr << “Cannot open file test.dat . . .\n”; exit( 1 ); 186 } for ( int i = 0; i < 100; i++ ) outf << i + 1 << ‘ ‘; outf.close(); } Hàm đọc file số nguyên void ReadIntFile() { ifstream inf( “test.dat”, ios::in ); if ( ! inf ) { cerr << “Cannot open file test.dat . . .\n”; exit( 1 ); } int i; while ( ! inf.eof() ) { inf >> i; cout << setw( 4 ) << i; } inf.close(); 187 } Hàm đọc/ghi file số nguyên void IntFile() { fstream file; file.open( “test.dat”, ios::out | ios::in ); if ( ! file ) { cerr << “Cannot open file test.dat . . .\n”; exit( 1 ); } for ( int i = 0; i < 100; i++ ) outf << i + 1 << ‘ ‘; file.seekg( 0, ios::beg ); // ve dau file while ( ! file.eof() ) { inf >> i; cout << setw( 4 ) << i; } file.close(); } 188 2.5. Ví dụ Vào/Ra kí tự Hàm ghi kí tự ra file void ReadCharFile() { ofstream outf( “test.txt”, ios::out ); if ( ! outf ) { cerr << “Cannot open file test.txt \n”; exit( 1 ); } char str[] = “KHOA TIN HOC”; int i = 0; while ( s[ i ] ) { outf.put( s[ i ] ); // outf << s[ i ] i++; } outf.close(); } Hàm đọc kí tự từ file void ReadCharFile() { 189 ifstream inf( “test.txt”, ios::in ); if ( ! inf ) { cerr << “Cannot open file test.txt . . .\n”; exit( 1 ); } char ch; while ( ! inf.eof() ) { inf.get( ch ); cout << ch; } inf.close(); } 2.6. Ví dụ Vào/Ra File nhị phân #include #include const int MAX = 100; void main() { int buffer[ MAX ] = { 0 }; 190 for ( int i = 0; i < MAX; i++ ) buffer[ i ] = i; ofstream outf( “test.dat”, ios::binary ); if ( ! outf ) { cout << “Cannot open file test.dat . . .\n”; exit( 1 ); } outf.write( ( char* ) buffer, MAX * sizeof( int ) ); for ( i = 0; i < MAX; i++ ) buffer[ i ] = 0; ifstream inf( “test.dat”, ios::binary ); if ( ! inf ) { cout << “Cannot open file test.dat . . .\n”; exit( 1 ); } inf.read( ( char* ) buffer, MAX * sizeof( int ) ); for ( i = 0; i < MAX; i++ ) if ( buffer[ i ] = i ) { 191 cerr << “Du lieu khong dung . . .\n”; return; } cout << “Du lieu dung . . .\n”; } 3. Bài tập 1) Viết chương trình nối hai tập tin văn bản, tập tin thứ hai được nối vào cuối tập tin thứ nhất. Hiển thị nội dung của tập tin sau khi nối ra màn hình. Tên hai tập tin được nhập từ bàn phím. 2) Viết chương trình đọc một tập tin văn bản, tên tập tin được nhập từ bàn phím. Sau đó đếm số từ trong tập tin và hiển thị ra màn hình. 3) Viết chương trình đọc một tập tin văn bản, đếm số lần xuất hiện của một chuỗi (nếu có) trong tập tin và hiển thị ra màn hình. Tên tập tin và chuỗi cần tìm được nhập từ bàn phím. 4) Viết chương trình sao chép một tập tin văn bản thành một tập tin văn bản khác và mỗi dòng trong tập tin đích phải được đánh số thứ tự phía bên trái. Tên hai tập tin được nhập từ bàn phím. 5) Viết chương trình đọc một tập tin văn bản có tên được nhập từ bàn phím, đếm số ký tự trên mỗi dòng. Chương trình phải hiển thị số dòng, chiều dài của dòng ngắn nhất, dài nhất, và giá trị trung bình của các ký tự trên mỗi dòng. 192 6) Viết chương trình chuẩn hoá một tập tin văn bản thành tập tin khác, tên hai tập tin được nhập từ bàn phím. Chương trình sẽ bỏ những dòng trống và khoảng trắng dư thừa với qui ước như sau: Chỉ giữ lại một khoảng trắng sau dấu phẩy hay dấu chấm và có 5 khoảng trắng cho mỗi đầu dòng. Giả sử tập tin chỉ chứa các ký tự chữ cái, khoảng trắng, dấu phẩy, và dấu chấm. 7) Viết chương trình đọc tập tin văn bản, đếm số ký tự khác trằng, số dòng khác trống, số từ, và số câu. Sau đó tính trung bình số ký tự trên mỗi từ và số từ trên mỗi câu. Giả sử tập tin chỉ chứa các ký tự chữ cái, khoảng trắng, dấu phẩy, dấu chấm, dấu chấm phẩy, và dấu hai chấm. Một từ là một dãy các ký tự chữ cái liên tiếp nhau, một câu là một dãy các từ được phân cách bằng khoảng trắng, dấu phẩy, dấu chấm phẩy, hay dấu hai chấm và kết thúc bằng dấu chấm. 8) Viết chương trình đọc tập tin văn bản và hiển thị nội dung của nó trong một khối có tối đa 20 dòng. Nếu sau khi hiển thị mà nội dung tập tin vẫn chưa được đọc hết thì cần thông báo cho người sử dụng biết có muốn hiển thị khối kế tiếp không. Ngược lại, kết thúc chương trình. 9) Giả sử mỗi dòng trong tập tin văn bản chứa thông tin về một sinh viên, bao gồm: Số thứ tự (từ 1 đến 100), họ tên, và điểm (số thực). Viết chương trình để nhập một số thứ tự từ bàn phím và hiển thị thông tin về sinh viên có số thứ tự tương ứng. 193 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn xuân Huy, Thuật toán, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật. 2. Hoàng Kiếm, Giải một bài toán trên máy tính như thế nào, Nhà xuất bản Giáo dục. 3. Nguyễn Thanh Thủy (chủ biên), Nhập môn lập trình Ngôn ngữ C, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 4. Trần Văn Lăng, Lập trình hướng đối tượng sử dụng C++, Nhà xuất bản Thống Kê. 5. GS. Phạm Văn Ất, C++ và lập trình hướng đối tượng, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 6. Nguyễn Thanh Thủy, Lập trình hướng đối tượng, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 7. Tô Oai Hùng, Giáo trình Cơ sở lập trình sử dụng ngôn ngữ C++, Tài liệu lưu hành nội bộ (Trường Đại Học Mở TP. HCM) 8. Joel Adams & Larry Nyhoff, C++ An Introduction to Computing, Prentice Hall 2002, Third Edition. 9. H.M. Deiteil & P.J. Deitel, C++ How to Program, Prentice Hall, New Jersey, 2003, Fourth Edition. 10. Bjarne Stroustrup, The C++ Programming Language, Addition Wesley Longman, 1997, Third Edition. 194 Biên soạn LÊ PHÚ HIẾU