Bài giảng Cơ sở lập trình 1 - Chương 4: Chương trình con

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở lập trình 1 - Chương 4: Chương trình con

1. Chương 4 CHƯƠNG TRÌNH CON Khoa Hệ thống thông tin quản lý Hà Nội – 2013
2. Đặt vấn đề o Viết chương trình tính S = a! + b! + c! với a, b, c là 3 số nguyên dương nhập từ bàn phím. Chương trình chính Nhập Tính Xuất a, b, c > 0 S = a! + b! + c! kết quả S Nhập Nhập Nhập Tính Tính Tính a > 0 b > 0 c > 0 s1=a! s2=b! s3=c! 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 2/43
3. Đặt vấn đề o 3 đoạn lệnh nhập a, b, c > 0 do { printf(“Nhap mot so nguyen duong: ”); scanf(“%d”, &a); } while (a <= 0); do { printf(“Nhap mot so nguyen duong: ”); scanf(“%d”, &b); } while (b <= 0); do { printf(“Nhap mot so nguyen duong: ”); scanf(“%d”, &c); } while (c <= 0); 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 3/43
4. Đặt vấn đề o 3 đoạn lệnh tính s1 = a!, s2 = b!, s3 = c! { Tính s1 = a! = 1 * 2 * * a } s1 = 1; for (i = 2; i <= a ; i++) s1 = s1 * i; { Tính s2 = b! = 1 * 2 * * b } s2 = 1; for (i = 2; i <= b ; i++) s2 = s2 * i; { Tính s3 = c! = 1 * 2 * * c } s3 = 1; for (i = 2; i <= c ; i++) s3 = s3 * i; 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 4/43
5. Đặt vấn đề o Giải pháp => Viết 1 lần và sử dụng nhiều lần n Đoạn lệnh nhập tổng quát, với n = a, b, c do { printf(“Nhap mot so nguyen duong: ”); scanf(“%d”, &n); } while (n <= 0); n Đoạn lệnh tính giai thừa tổng quát, n = a, b, c // Tính s = n! = 1 * 2 * * n s = 1; for (i = 2; i <= n ; i++) s = s * i; 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 5/43
6. 4.1 Khái niệm o Chương trình con là: n Một đoạn chương trình có tên, đầu vào và đầu ra. n Có chức năng giải quyết một số vấn đề chuyên biệt cho chương trình chính. n Được gọi nhiều lần với các tham số khác nhau. n Được sử dụng khi có nhu cầu: o Tái sử dụng: có một số chương trình được thực hiện ở nhiều nơi, bản chất không đổi nhưng giá trị các tham số cung cấp khác nhau. o Chia để trị: chia chương trình lớn thành các chương trình nhỏ rồi ghép lại. Giúp chương trình trong sáng, dễ hiểu, dễ phát hiện lỗi và cải tiến. 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 6/43
7. 4.1 Khái niệm (tt) o Trong các ngôn ngữ khác, có 2 loại chương trình con: n Hàm (function): trả về giá trị thông qua tên hàm, sử dụng trong các biểu thức và không được gọi như một lệnh. n Thủ tục: không có giá trị trả về, có thể tồn tại độc lập và được gọi như là một câu lệnh. o Trong C: chỉ tồn tại chương trình con dưới dạng hàm, không có thủ tục. n Giá trị hàm có thể không cần dùng đến n Có thể không có giá trị nào gán vào tên hàm (void) n Cung cấp các giá trị không phải là vô hướng 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 7/43
8. 4.2 Cách xây dựng hàm o Cú pháp ([danh sách tham số]) { [return ;] } n Trong đó o : kiểu bất kỳ của C (char, int, long, float, ). Nếu không cần trả về thì kiểu trả về là void. o : là tên gọi của hàm, đặt theo quy tắc đặt tên o : tham số hình thức đầu vào giống khai báo biến, cách nhau bằng dấu , hàm có thể không có đối số nào o : trả về cho hàm qua lệnh return. 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 8/43
9. Các bước viết hàm o Cần xác định các thông tin sau đây: n Tên hàm. n Hàm sẽ thực hiện công việc gì. n Các đầu vào (nếu có). n Đầu ra (nếu có). Đầu vào 1 Tên hàm Đầu vào 2 Đầu ra (nếu có) Các công việc Đầu vào n sẽ thực hiện 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 9/43
10. Ví dụ về hàm o Ví dụ 1 n Tên hàm: XuatTong n Công việc: tính và xuất tổng 2 số nguyên n Đầu vào: hai số nguyên x và y n Đầu ra: không có void XuatTong(int x, int y) { int s; s = x + y; printf(“%d cong %d bang %d”, x, y, s); } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 10/43
11. Ví dụ về hàm (tt) o Ví dụ 2 n Tên hàm: TinhTong n Công việc: tính và trả về tổng 2 số nguyên n Đầu vào: hai số nguyên x và y n Đầu ra: một số nguyên có giá trị x + y int TinhTong(int x, int y) { int s; s = x + y; return s; } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 11/43
12. Ví dụ về hàm (tt) o Ví dụ 3 n Tên hàm: NhapXuatTong n Công việc: nhập và xuất tổng 2 số nguyên n Đầu vào: không có n Đầu ra: không có void NhapXuatTong() { int x, y; printf(“Nhap 2 so nguyen: ”); scanf(“%d%d”, &x, &y); printf(“%d cong %d bang %d”, x, y, x + y); } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 12/43
13. Một số quy tắc o Tham số thực sự và tham số hình thức n Tham số hình thức: tham số dùng khi khai báo n Tham số thực sự: tham số được cung cấp cho hàm khi được sử dụng n Tham số thực sự có thể là một biểu thức còn tham số hình thức thì không thể là một biểu thức o Lệnh return n Tương đương lệnh = n return có thể trả lại giá trị cả một biểu thức Ví dụ: return x*x + b*x + c n return có thể xuất hiện nhiều lần trong hàm Ví dụ: if (s>0) return (s); else return (-s); 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 13/43 ;
14. Một số quy tắc (tt) o Hàm không trả lại giá trị n Dùng từ khoá void để khai báo (Ví dụ 1) o Hàm không có tham số n Khai báo: Tên_hàm(void) n Ví dụ: Nhập số nguyên, trả về giá trị số nhập vào int Nhap() { int n; printf(“Nhap mot so nguyen: ”); scanf(“%d”, &n); return n; } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 14/43
15. Một số quy tắc (tt) o Hàm phải được khai báo và định nghĩa trước khi sử dụng và thường đặt ở trên hàm chính (hàm main). o Ví dụ: int Tong(int a, int b) { return a + b; } void main() { int a = 2912, b = 1706; int sum = Tong(a, b); /* Loi goi ham */ 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 15/43
16. Một số quy tắc (tt) o Thông thường, trước hàm main ta chỉ xác định tên hàm, các tham số và giá trị trả về, phần định nghĩa sẽ được đưa xuống dưới cùng. Phần này được gọi là nguyên mẫu hàm (function prototype). int Tong(int a, int b); // prototype ham Tong void main() { int a = 2912, b = 1706; int sum = Tong(a, b); /* Loi goi ham */ } int Tong(int a, int b) /* Mo ta ham tong */ { return a + b; } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 16/43
17. Một số ví dụ o Ví dụ 1: Chuyển chữ thường thành chữ hoa #include #include char chuyen_thanh_chu_hoa(char ch) { if (ch>=’a’ && ch <=’z’) return (ch + ‘A’-‘a’); else return ch; } int main() { char thuong,hoa; printf(“Nhap vao mot ki tu: “); scanf(“%c”, &thuong); hoa = chuyen_thanh_chu_hoa(thuong); printf(“\nChu hoa tuong ung la:%c\n”,hoa); getch(); } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 17/43
18. Một số ví dụ (tt) o Ví dụ 2: Tính giai thừa #include long int giai_thua(int n) { int i; long int gt=1; if (n>1) for (i=2;i<=n;i++) gt*=i; return (gt); } main() { int n; printf(“Nhap n = “); scanf(“%d”,&n); printf(“\n %d! = %ld\n”,n,giai_thua(n)); } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 18/43
19. 4.3 Tầm tác dụng của biến o Các loại biến n Toàn cục: khai báo trong ngoài tất cả các hàm và có tác dụng lên toàn bộ chương trình. n Cục bộ: khai báo trong hàm hoặc khối { } và chỉ có tác dụng trong bản thân hàm hoặc khối đó (kể cả khối con nó). Biến cục bộ sẽ bị xóa khỏi bộ nhớ khi kết thúc khối khai báo nó. #include int i; /*Bien toan cuc */ main() { } void thi_du() { int m=3; /*Bien cuc bo */ } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 19/43
20. Tầm tác dụng của biến int a; int main() { int a0; } int x,i; int ham1() { int a1; } int ham2() { int a2; } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 20/43
21. Chú ý o Cấp phát bộ nhớ tĩnh cho biến cục bộ: static ; o Khai báo kiểu bố trí ô nhớ cho biến int nào đó được sử dụng rất nhiều là kiểu bộ nhớ thanh ghi register để tăng tốc độ xử lý. Biến thanh ghi thường là các biến đếm trong một vòng lặp nào đó. n Ví dụ: register int t; for (t=0; t<1000; t++) printf(“Lan goi thu %d”,t); 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 21/43
22. 4.4 Truyền tham số cho hàm o Trong C thực hiện truyền tham số theo một kiểu duy nhất: truyền giá trị #include void hoan_vi(int a, int b); /* prototype */ main() { int n = 10, p=20; printf(“Truoc khi goi ham: %d %d\n”,n,p); hoan_vi(n,p); printf(“Sau khi goi ham: %d %d\n”,n,p); } void hoan_vi(int a, int b) { int t; printf(“Truoc khi hoan vi: %d %d\n”,a,b); t=a; a=b; b=t; printf(“Sau khi hoan vi: %d %d\n”,a,b); } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 22/43
23. Truyền tham số cho hàm o Truyền địa chỉ cho hàm n *a là giá trị được lưu trữ trong bộ nhớ có địa chỉ a n &a là địa chỉ bộ nhớ chứa giá trị a void hoan_vi(int *a, int *b); main() { int n=10, p=20; printf("Truoc khi goi ham: %d %d\n",n,p); hoan_vi(&n,&p); printf("Sau khi goi ham: %d %d",n,p); } void hoan_vi(int *a, int *b) { int t; printf("Truoc khi hoan vi: %d %d\n",*a,*b); t=*a; *a=*b; *b=t; printf("Sau khi hoan vi: %d %d\n",*a,*b); } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 23/43
24. Truyền tham số cho hàm o C++ hỗ trợ thêm truyền tham biến void hoan_vi(int &a, int &b); main() { int n=10, p=20; printf("Truoc khi goi ham: %d %d\n",n,p); hoan_vi(n,p); printf("Sau khi goi ham: %d %d",n,p); } void hoan_vi(int &a, int &b) { int t; printf("Truoc khi hoan vi: %d %d\n",a,b); t=a; a=b; b=t; printf("Sau khi hoan vi: %d %d\n",a,b); } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 24/43
25. Lưu ý khi truyền đối số o Lưu ý n Trong một hàm, các tham số có thể truyền theo nhiều cách. void HonHop(int x, int *y) { } n KHÔNG được truyền giá trị cho tham số *a và *b trong ví dụ trên, ví dụ, không viết: hoan_vi(1,5) n Truyền giá trị được sử dụng khi không có nhu cầu thay đổi giá trị của tham số sau khi thực hiện hàm n Truyền địa chỉ hoặc truyền tham biến được sử dụng khi có nhu cầu thay đổi giá trị của tham số sau khi thực hiện hàm 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 25/43
26. Lời gọi hàm o Cách thực hiện n Gọi tên của hàm đồng thời truyền các đối số (hằng, biến, biểu thức) cho các tham số theo đúng thứ tự đã được khai báo trong hàm. n Các biến hoặc trị này cách nhau bằng dấu , n Các đối số này được được đặt trong cặp dấu ngoặc đơn ( ) ( , , ); 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 26/43
27. 4.5 Hàm đệ quy o Khái niệm n Một chương trình con có thể gọi một chương trình con khác. n Nếu gọi chính nó thì được gọi là sự đệ quy. n Số lần gọi này phải có giới hạn (điểm dừng) o Ví dụ n Tính GT(n) = n! = 1*2* *(n-1)*n n Ta thấy GT(n) = GT(n-1)*n n Vậy thay vì tính GT(n) ta sẽ đi tính GT(n-1) n Tương tự: tính GT(n-2), , GT(2), GT(1), GT(0) = 1 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 27/43
28. Cấu trúc hàm đệ quy (TS) (TS) (TS) (TS) { { Phần dừng if ( ) if ( )(Base step) { • Phần khởi tính toán hoặc điểm { kết thúc của thuật toán • Không chứa phần đang được return ; return ;định nghĩa } } Phần đệ quy (Recursion step) Lời gọi Hàm• Có sử dụng thuật toán đang Lời gọi Hàm được định nghĩa. } } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 28/43
29. Ví dụ hàm đệ quy o Ví dụ 1: Tính giai thừa int GT(int n) { if (n == 0) return 1; /*Phần dừng */ else return GT(n- 1) * n; /*Phần đệ quy*/ } o Ví dụ 2: Tính UCLN(x,y) int UCLN(int x, int y) { if (y == 0) return x; /*Phần dừng */ else return UCLN(y,x%y); /*Phần đệ quy*/ } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 29/43
30. Ví dụ hàm đệ quy (tt) o Ví dụ 3: Bài toán tháp Hà Nội n Có 3 cọc A, B và C và cọc A hiện có N đĩa. n Tìm cách chuyển N đĩa từ cọc A sang cọc B sao cho: o Một lần chuyển 1 đĩa o Mỗi đĩa có thể được chuyển từ cọc này sang cọc khác bất kì o Đĩa lớn hơn phải nằm dưới. n Với N=2, ta có: chuyển đĩa bé nhất (đĩa 1) sang cọc C, chuyển đĩa 2 sang cọc B, chuyển đĩa 1 sang cọc B 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 30/43
31. Bài toán tháp Hà Nội N đĩa A B = N-1? đĩa A C + Đĩa N A B + N-1 đĩa C B 1 N-1 N Cột nguồn A Cột trung gian C Cột đích B 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 31/43
32. Bài toán tháp Hà Nội (tt) o Xây dựng hàm CHUYEN N_Đĩa TừCọc này TớiCọc khác thông qua CọcTrungGian: CHUYEN(N_Đĩa,TừCọc,TớiCọc,CọcTrungGian) o Với N, ta có các thao tác sau: CHUYEN(N-1,A,C,B); CHUYEN(1,A,B,C); CHUYEN(N-1,C,B,A); 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 32/43
33. Bài toán tháp Hà Nội (tt) #include void CHUYEN(int N, char A, char B, char C); main() { int N; printf("Nhap so dia: "); scanf("%d",&N); CHUYEN(N,'A','B','C'); } void CHUYEN(int N, char A, char B, char C) { if (N==1) printf("%c -> %c\n",A,B); else { CHUYEN(N-1,A,C,B); CHUYEN(1,A,B,C); CHUYEN(N-1,C,B,A); } } 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 33/43
34. 4.6 Một số hàm thông dụng o Các hàm toán học (trong stdlib.h) n int abs(int x); giá trị tuyệt đối của số nguyên x n long int labs(long int x); giá trị tuyệt đối của số nguyên dài x n double fabs(double x); n int rand(void); cho giá trị ngẫu nhiên từ 0 đến 32767 n int random(int n); cho một giá trị ngẫu nhiên từ 0 đến n-1 n void srand(unsigned seed); khởi đầu bộ số ngẫu nhiên bằng giá trị seed n void randomize(void); tạo điểm xuất phát ngẫu nhiên cho các hàm rand() và random() ở trên 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 34/43
35. Một số hàm thông dụng (tt) o Các hàm toán học n Các hàm lượng giác: sin, asin, sinh, cos, cosh, acos, tan, atan, tanh n double log(double x); tính logarit tự nhiên của x n double log10(double x); tính logarit cơ số 10 của x n double pow(double x, double y); tính xy n double ceil(double x); hàm làm tròn lên, trả về số nguyên nhỏ nhất lớn hơn x Ví dụ: ceil(123.54) = 124 n double floor(double x); hàm làm tròn xuống, cắt phần lẻ. Ví dụ: floor(123.54) = 123 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 35/43
36. Một số hàm thông dụng (tt) o Các hàm thời gian n void getime(struct time *t); Trả về giờ hệ thống và đặt vào các thành phần của một biến cấu trúc kiểu time do con trỏ t trỏ tới. n Kiểu cấu trúc time trong dos.h được định nghĩa: struct time { unsigned ti_hour; /*giờ */ unsigned ti_min; /*phút*/ unsigned ti_sec; /*giây */ unsigned ti_hund; /*phần trăm*/ } n void settime(struct time *t); đặt lại giờ hệ thống theo giá trị các thành phần của một cấu trúc kiểu time do con trỏ t trỏ tới. 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 36/43
37. Một số hàm thông dụng (tt) o Các hàm ngày tháng n getdate(struct date *d); Hàm này nhận ngày hệ thống và đặt vào các thành phần của một biến cấu trúc kiểu date do con trỏ d trỏ tới. n Kiểu cấu trúc date được định nghĩa trong dos.h struct date { int da_year; char da_mon; char da_day; } n void setdate(struct date *d); Đặt lại ngày hệ thống theo giá trị các thành phần của một biến cấu trúc kiểu date do con trỏ d trỏ tới. 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 37/43
38. Một số hàm thông dụng (tt) o Hàm chuyển đổi xâu kí tự n char *itoa (int x, char *s, int cs); chuyển đổi số nguyên x trong hệ đếm cơ số cs sang chuỗi và lưu vào vùng nhớ s, trả về địa chỉ vùng s. n char *ltoa (long x, char *s, int cs); chuyển đổi số nguyên dài kiểu long x trong hệ đếm cơ số cs sang chuỗi và lưu vào vùng nhớ s, trả về địa chỉ vùng s. n char *ultoa (unsigned long x, char *s, int cs); chuyển số kiểu unsigned long x trong hệ đếm cơ số cs sang chuỗi và lưu vào vùng nhớ s, trả về địa chỉ của vùng s. n double atof (const char *s); chuyển xâu str thành số float n int atoi (const char*s); chuyển xâu str thành số int n long atol (cont char *s); chuyển xâu str thành số long 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 38/43
39. Một số hàm thông dụng (tt) o Các hàm cấp phát động n unsigned coreleft (void); cho biết số bộ nhớ khả dụng trong vùng cấp phát động đối với mô hình tiny, small và medium n unsigned long coreleft (void); cho biết số bộ nhớ khả dụng trong vùng cấp phát động đối với mô hình compact large và huge n void *calloc (size_t n, size_t size); cấp phát vùng nhớ cho n đối tượng cỡ size byte n void *malloc (size_t size); cấp phát vùng nhớ cho size byte n void *realloc (void *block, size_t size); cấp phát lại bộ nhớ n void free (void *block); giải phóng vùng nhớ đã cấp 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 39/43
40. Bài tập thực hành Bài 1. Viết hàm để tính và in ra số Fibonacy thứ n, biết rằng: F0 = F1 = 1 Fn = Fn – 1 + Fn – 2 Bài 2. Viết hàm kiểm tra một số có phải là số nguyên tố? Bài 3. Viết hàm kiểm tra một số có phải là số chính phương? Bài 4. Số hoàn hảo là số mà số đó bằng đúng tổng các ước thực sự của nó. Ví dụ: 6 là số hoàn hảo vì 6 = 1+2+3. Viết hàm kiểm tra một số có phải là số hoàn hảo? 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 40/43
41. Bài tập thực hành (tt) Bài 5. Viết hàm kiểm tra xem một số có phải là số đối xứng hay không? Ví dụ: 1234321 là số đối xứng. Bài 6. Viết hàm để trả về số đảo của một số. Ví dụ: Số 12562 thì số đảo của nó sẽ là 26521. Bài 7. Viết hàm tính tổ hợp chập k của n. k Trong đó: C n = n!/(k!*(n-k)!) Bài 8. Làm lại bài tập 6 với yêu cầu viết hàm dạng đệ quy. 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 41/43
42. Bài tập thực hành (tt) Bài 9. Viết hàm tính an với a kiểu số thực, n nguyên dương theo 2 cách: a) Tính trực tiếp, không đệ quy. b) Dùng đệ quy. Bài 10*. Nhập vào từ bàn phím một số nguyên dương n (n<10). Viết chương trình con in ra tất cả các hoán vị của dãy số 1 2 3 n Ví dụ: n = 3 thì in ra 1 2 3 1 3 2 2 1 3 2 3 1 3 1 2 3 2 1 23/05/2021 Chương 4 - Chương trình con 42/43