Bài giảng Nhập môn lập trình: Các kiểu dữ liệu cơ sở

Nội dung text: Bài giảng Nhập môn lập trình: Các kiểu dữ liệu cơ sở

1. Trang 1 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH CÁC KIỂU DỮ LIỆU CƠ SỞ 1. Các kiểu dữ liệu cơ sở C hỗ trợ 4 kiểu cơ sở: kiểu số nguyên, kiểu số thực, kiểu luận lý, kiểu ký tự. 1.1. Kiểu số nguyên Đây là các kiểu dữ liệu mà giá trị của nó là số nguyên. Dữ liệu kiểu số nguyên lại chia ra thành hai loại như sau: Các số nguyên có dấu (signed) để chứa các số nguyên âm hoặc dương. Kiểu (Type) Độ lớn (Byte) Miền giá trị (Range) char 1 –128 127 int 2 –32.768 32.768 short 2 –32.768 32.768 long 4 –2.147.483.648 +2.147.483.647 Các số nguyên không dấu (unsigned) để chứa các số nguyên dương (kể cả số 0). Kiểu (Type) Độ lớn (Byte) Miền giá trị (Range) unsigned char 1 0 255 unsigned int 2 0 65.535 unsigned short 2 0 65.535 unsigned long 4 0 4.294.967.295 1.2. Kiểu số thực Đây là các kiểu dữ liệu mà giá trị của nó là số thực. Trong C định nghĩa các kiểu số thực chuẩn như sau: Kiểu (Type) Độ lớn (Byte) Miền giá trị (Range) float 4 3.4*10-38 3.4*1038 double 8 1.7*10-308 1.7*10308 Kiểu float là kiểu số thực có độ chính xác đơn (single-precision floating-point), chính xác đến 7 số lẻ. Kiểu double là kiểu số thực có độ chính xác kép (double-precision floating-point), chính xác đến 19 số lẻ. Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
2. Trang 2 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH 1.3. Kiểu luận lý Trong C không hỗ trợ kiểu luận lý tường minh mà chỉ ngầm hiểu một cách không tường minh như sau: false (sai) là giá trị 0. true (đúng) là giá trị khác 0, thường là 1. Ví dụ: 0 (sai, false), 1 (đúng, true), -2 (đúng, true), 2.5 (đúng, true). 1 > 2 (sai, false, 0), 1 ; , ; Các biến có cùng kiểu có thể khai báo chung và cách nhau bằng dấu phẩy. Các biển khác kiểu nhau được khai báo cách nhau bằng dấu chấm phẩy. Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
3. Trang 3 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH Ví dụ: int i; int j, k; unsigned char dem; float ketqua, delta; Để xác định độ lớn của một biến hay một kiểu dữ liệu nào đó (số byte mà biến hay kiểu dữ liệu chiếm giữ trong bộ nhớ) chúng ta sử dụng toán tử sizeof. Ví dụ sizeof(char) cho kết quả là 1, sizeof(int) cho kết quả là 4 trong trên hệ điều hành Windows 32-bit. Lưu ý, khi một biến được khai báo như trên, giá trị của biến chưa xác định được (là một giá trị ngẫu nhiên). Vì vậy, ta thường có nhu cầu khởi tạo cho biến một giá trị nào đó trước khi sử dụng. Cú pháp khai báo biến kết hợp khởi tạo: = ; Giá trị có thể là một hằng số, kết quả một biểu thức hoặc một lời gọi hàm. Nếu là hằng số nguyên, giá trị đó có thể được viết theo 3 dạng sau: Một hằng số bắt đầu với bất kỳ một ký số nào khác 0 sẽ được hiểu là một số nguyên ở hệ thập phân. Một hằng số bắt đầu với số 0 sẽ được hiểu là một số nguyên ở hệ bát phân. Một hằng số bắt đầu với 0x hoặc 0X sẽ được hiểu là một số nguyên ở hệ thập lục phân. Ví dụ: int a = 1506; // 150610 int b = 01506; // 15068 int c = 0x1506; // 150616 Nếu là hằng số chấm động có thể viết theo ký hiệu hoa học. Ví dụ: float a = 1.76E2; // = 1.76*102 = 176 float b = 29.12e2; // = 29.12*102 = 2912 float c = 15.6e-3; // = 15.6*10-3 = 0.0156 Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
4. Trang 4 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH 2.2. Hằng số Hằng số cũng giống như biến nhưng nội dung của nó không thể thay đổi trong quá trình thực hiện chương trình. Có hai cách để khai báo hằng như sau: Sử dụng chỉ thị #define #define Ví dụ: #define MAX 100 #define PI 3.14 Dòng #define không kết thúc bằng dấu chấm phẩy vì nó chỉ là một chỉ thị tiền xử lý chứ không phải một câu lệnh. Cách này thực ra là thay thế cụm từ này bằng cụm từ kia. Chỉ thị #define có thể đặt ở bất cứ đâu trong chương trình nhưng thường được nhóm lại ở phần đầu chương trình. Sử dụng từ khóa const Cách khai báo hằng này giống với cách khai biến có khởi tạo giá trị nhưng có từ khóa const ở đầu. const = ; Ví dụ: const int MAX = 100; const float PI = 3.14; 2.3. Câu lệnh Một câu lệnh (statement) là một chỉ thị trực tiếp, hoàn chỉnh nhằm ra lệnh cho máy tính thực hiện một số tác vụ nhất định. Trong C, các câu lệnh có thể viết trên cùng một dòng. Tuy nhiên, để cho rõ ràng và dễ kiểm tra lỗi, mỗi câu lệnh nên đặt trên những dòng khác nhau. Trình biên dịch C sẽ bỏ qua các khoảng trắng (hay tab hoặc dòng trống) chen giữa lệnh. Ví dụ, các lệnh sau đây là tương đương nhau: Ví dụ: tong=a+b; // Lenh 1 tong = a + b; // Lenh 2 Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
5. Trang 5 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH tong // Lenh 3 = a + b; Ta nên sử dụng cách thứ hai sẽ làm cho chương trình được trình bày đẹp và dễ đọc hơn. Có một trường hợp trình biên dịch phải quan tâm đến khoảng trắng, đó là các khoảng trắng trong hằng chuỗi (chuỗi các ký tự). Ví dụ, các hằng chuỗi trong các câu lệnh sau đây là khác nhau: printf(“Tin hoc co so A.”); printf(“Tin hoc coso A. ”); Nếu chuỗi trong câu lệnh quá dài ta có thể xuống dòng nhưng phải thêm ký hiệu \ Ví dụ: printf(“Tin hoc co so A.”); // Cach 1 printf(“Tin hoc \ // Cach 2 co so A.”); Trong C có hai loại câu lệnh: Câu lệnh đơn: chỉ gồm một câu lệnh. Câu lệnh phức (còn gọi là khối lệnh): gồm nhiều câu lệnh đơn được nhóm và bao bởi cặp ngoặc nhọn { }. Ví dụ: printf(“THCS A”); // Day la cau lenh don // Duoi day la cau lenh phuc (hay khoi lenh) { printf(“THCS A”); printf(“\nChuong 7.”); } Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
6. Trang 6 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH 2.4. Biểu thức Biểu thức được tạo thành từ các toán tử (Operator) và các toán hạng (Operand) hay còn gọi là các phép tính. Toán tử tác động lên giá trị của các toán hạng cho kết quả là một giá trị có kiểu nhất định. Toán hạng có thể là một hằng số, một biến, một lời gọi hàm, Toán tử là các phép toán tác động lên các dữ liệu cùng kiểu, bao gồm các loại sau: Toán tử gán. Các toán tử số học. Các toán tử trên bit. Các toán tử quan hệ. Các toán tử luận lý. Toán tử điều kiện. Toán tử , 2.5. Toán tử gán Toán tử gán thường được sử dụng trong lập trình, có tác dụng gán giá trị cho biến. Cú pháp lệnh gán: = ; = ; = ; Ví dụ: void main() { int a, b, thuong; a = 10; // Gan gia tri cho bien b = a; // Gan bien cho bien thuong = a / b; // Gan bieu thuc cho bien } Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
7. Trang 7 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH Đặc biệt, có thể sử dụng liên tiếp các phép gán miễn là vế trái phải là biến. Ví dụ: a = b = c = d = e = 156; Câu lệnh trên tương đương với chuỗi câu lệnh gán sau: e = 156; d = e; c = d; b = c; a = b; 2.6. Các toán tử toán học Các toán tử toán học thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân, chia. C có 2 toán tử một ngôi và 5 toán tử hai ngôi. 2.6.1. Các toán tử một ngôi Ta gọi là các toán tử một ngôi vì nó chỉ có một toán hạng đi theo. Các toán tử này chỉ tác động lên toán hạng là biến, không tác động lên toán hạng là hằng. Toán tử Ý nghĩa Ví dụ ++ Tăng toán hạng lên một đơn vị. x++, ++x – – Giản toán hạng xuống một đơn vị x– –,– –x Toán tử một ngôi có thể đặt trước hoặc sau toán hạng. Cả hai cách này cho kết quả giống nhau nhưng cách hoạt động khác nhau. Khi đặt trước toán hạng, toán hạng sẽ được tăng (hoặc giảm) trước khi sử dụng và ngược lại. Ví dụ: x = 10; y = x++; // y = 10, x = 11 x = 10; y = ++x; // x = 11, y = 11 2.6.2. Các toán tử hai ngôi Toán tử Ý nghĩa Ví dụ + Cộng hai toán hạng với nhau x + y – Trừ hai toán hạng với nhau x – y * Nhân hai toán hạng với nhau x * y / Chia hai toán hạng với nhau x / y % Lấy số dư của phép chia 2 số nguyên x % y Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
8. Trang 8 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH Nếu các toán tử này kết hợp với phép gán, ta có thể sử dụng các toán tử gộp +=, –=, *=, /=, %=. Ví dụ: x += y; // Tuong duong voi x = x + y; 2.6.3. Các toán tử trên bit Tác động lên các bit của toán hạng kiểu số nguyên. Toán tử Ý nghĩa Ví dụ & And dãy bit của hai số nguyên x & y | Or dãy bit của hai số nguyên x | y ^ XOr dãy bit của hai số nguyên x ^ y >> Dịch phải n bit x >> n >=, TH1 lớn hơn TH2 ? x > y = TH1 lớn hơn hay bằng TH2 ? x >= y <= TH1 bé hơn hay bằng TH2 ? x < y != TH1 khác TH2 ? x != y Người lập trình thường hay nhầm lẫn giữa toán tử so sánh bằng là == (hai dấu = viết cạnh nhau) khác với toán tử gán = (một dấu =). Trong trường hợp nhầm lẫn đó, chương trình vẫn chạy bình thường nhưng thường sẽ cho kết quả sai. Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
9. Trang 9 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH 2.6.5. Các toán tử luận lý Các toán tử luận lý của C cho ta khả năng tổ hợp nhiều biểu thức quan hệ thành một biểu thức đơn và có thể xác định được tính đúng–sai (true-false) của biểu thức này. Toán tử Ý nghĩa Ví dụ && Và hai biếu thức BT1 && BT2 || Hoặc hai biểu thức BT1 || BT2 ! Phủ định một biểu thức !BT Toán tử && chỉ cho kết quả true (1) nếu cả 2 biểu thức đều true. Toán tử || chỉ cho kết quả false (0) nếu cả 2 biểu thức đều false. Ví dụ: (1 == 1) && (1 != 2) // Ket qua true (1) (2 > 1) || (6 ? : ; Nếu là đúng hay true (khác 0) thì giá trị của toàn bộ biểu thức trên là giá trị của . Ngược lại, nếu là sai hay false (bằng 0) thì giá trị của toàn bộ biểu thức trên là giá trị của . Ví dụ: x = (2 > 1) ? 3 : 4 ; // x = 3 do 2 > 1 đung y = (2 < 1) ? 3 : 4 ; // y = 4 do 2 < 1 sai 2.6.7. Toán tử phẩy Ta có thể tạo ra một biểu thức bằng cách đặt các biểu thức con cách nhau dấu phẩy. Biểu thức mới này sẽ được thực hiện như sau: Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
10. Trang 10 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH Các biểu biểu thức con tạo nên biểu thức mới sẽ được tính, và biểu thức con bên trái sẽ được tính trước. Biểu thức mới nhận giá trị là giá trị của biểu thức bên phải. Ví dụ: x = (a++, b = b + 2); Tương đương với chuỗi câu lệnh sau: a++; b = b + 2; x = b; 2.6.8. Độ ưu tiên của các toán tử Các toán tử sẽ thực hiện theo thứ tự ưu tiên từ trên xuống dưới như sau: Đối số Thứ tự ( ) [ ] –> . (toán tử chấm) ! ++ –– – + (cast) * & sizeof  * / % + – > >= == != & | ^ && || ? :  = += –= *= /= %= &= ^= |= >=  , (toán tử phẩy)  Ví dụ: n1 = 1 + 3 * 5; // Toan tu * thuc hien truoc toan tu + Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
11. Trang 11 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH Tuy nhiên, để tránh khó hiểu trong các trường hợp phức tạp gồm nhiều toán tử ta nên sử dụng các cặp ngoặc đơn ( ). Ví dụ, hai câu lệnh sau là tương đương do toán tử so sánh được thực hiện trước toán tử kết hợp &&: Ketqua = a > 1 && b 1) && (b [, , ]); Chuỗi định dạng (được đặt giữa cặp nháy kép “ ”) là cách trình bày thông tin sẽ được xuất. Một chuỗi định dạng có ba thành phần: Văn bản thường (literal text) trong chuỗi định dạng sẽ được xuất y hệt lúc gõ. Ví dụ: printf(“Nhap mon lap trinh”); printf(“Ngon ngu lap trinh C”); Kết quả: Nhap mon lap trinhNgon ngu lap trinh C Ký tự điều khiển (escape sequence) gồm dấu \ và một ký tự, bao gồm: Ký tự điều khiển Ý nghĩa \a Tiếng chuông \b Lùi lại một bước \n Xuống dòng \t Dấu tab \\ In dấu \ \? In dấu ? \“ In dấu “ Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
12. Trang 12 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH Ví dụ: printf(“Nhap mon lap trinh”); printf(“\nNgon ngu lap trinh C”); Kết quả: Nhap mon lap trinh Ngon ngu lap trinh C Đặc tả (conversion specifier) gồm dấu phần % và một ký tự. Phần này dùng để xác định kiểu của biến muốn xuất. Biến muốn xuất sẽ được đặt ở phần đối số. Nếu muốn xuất nhiều biến thì các biến sẽ được liệt kê cách nhau bằng dấu phẩy. Đặc tả Ý nghĩa Kiểu dữ liệu phù hợp %c Ký tự đơn char %d Số nguyên có dấu int, short, long %f Số thực float, double %s Chuỗi ký tự char[], char* %u Số nguyên không dấu unsigned int/short/long Ví dụ: int a = 2912, b = 1706; printf(“%d cong %d bang %d”, a, b, a + b); Kết quả: 2912 cong 1706 bang 4618 Lưu ý, thứ tự các đối số phải tương ứng thứ tự các đặc tả và phải chính xác (nghĩa là kiểu dữ liệu nào thì dùng đặc tả đó) nếu không kết quả xuất có thể sẽ không như ý muốn. Thông thường, khi xuất các dữ liệu kiểu số (số nguyên, số thực) ta có nhu cầu định dạng các thể hiện thông tin ra màn hình do cách xuất thông thường không đẹp mắt và khó đọc. Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
13. Trang 13 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH Ví dụ: #include void main() { int a = 2912, b = 176; float c = 176.85; printf(“%d\n”, a); printf(“%d\n”, b); printf(“%f”, c); } Kết quả : 2912 176 1.7685000000 Cách xuất số thực trên rất khó chịu vì hệ thống tự động thêm các số 0 ở phần lẻ. Để có thể xác định số chữ số lẻ muốn xuất cũng như số ô trên màn hình để biểu diễn số, ta sử dụng cú pháp định dạng số nguyên và số thực như sau: %nd Dùng n ô để in số nguyên. %n.kf Dùng n ô để in số thực và lấy k số lẻ. (n = 0 hoặc bỏ nếu không quan tâm số ô) Ví dụ: #include void main() { int a = 2912, b = 176; float c = 176.85; Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009
14. Trang 14 NHẬP MÔN LẬP TRÌNH printf(“%10d”, a); printf(“%10d”, b); printf(“%10.2f”, c); printf(“%.2f”, c); } Kết quả (theo ô trên màn hình): 2912 176 176.85 176.85 3.2. Nhập dữ liệu từ bàn phím Để nhập dữ liệu từ bàn phím ta sử dụng hàm sau (thuộc thư viện stdio.h) scanf( [, & , ]); Đối số là tên biến được đặt trước dấu &. Chuỗi định dạng cũng giống như trong lệnh xuất printf nhưng không được có các văn bản thường. Ví dụ: #include void main() { int a, b; scanf(“%d%d”, &a, &b); } Nhập các biến cách nhau khoảng trắng, tab hoặc xuống dòng. 4. Bài tập Chuyển các sơ đồ khối đã vẽ ở phần Các khái niệm cơ bản về lập trình thành chương trình viết bằng ngôn ngữ lập trình C. Bộ môn Tin học cơ sở Tháng 10 – 2009