BÀI 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1. Tập ký tự dùng trong ngôn ngữ C :
Mọi ngôn ngữ lập trình đều được xây dựng từ một bộ ký tự nào đó. Các ký tự được nhóm lại theo nhiều cách khác nhau để tạo nên các từ. Các từ lại được liên kết với nhau theo một qui tắc nào đó để tạo nên các câu lệnh. Một chương trình bao gồm nhiều câu lệnh và thể hiện một thuật toán để giải một bài toán nào đó. Ngôn ngữ C được xây dựng trên bộ ký tự sau :
26 chữ cái hoa : A B C .. Z
26 chữ cái thường : a b c .. z
10 chữ số : 0 1 2 .. 9
Các ký hiệu toán học : + - * / = ( )
Ký tự gạch nối : _
Các ký tự khác : . , : ; [ ] {} ! \ & % # $ ...
Dấu cách (space) dùng để tách các từ. Ví dụ chữ VIET NAM có 8 ký tự, còn VIETNAM chỉ có 7 ký tự.
Chú ý :
Khi viết chương trình, ta không được sử dụng bất kỳ ký tự nào khác ngoài các ký tự trên.
Ví dụ như khi lập chương trình giải phương trình bậc hai ax2 +bx+c=0 , ta cần tính biệt thức Delta = b2 - 4ac, trong ngôn ngữ C không cho phép dùng ký tự , vì vậy ta phải dùng ký hiệu khác để thay thế.
1.2. Từ khoá :
Từ khoá là những từ được sử dụng để khai báo các kiểu dữ liệu, để viết các toán tử và các câu lệnh. Bảng dưới đây liệt kê các từ khoá của TURBO C :
asm break case cdecl
char const continue default
do double else enum
extern far float for
goto huge if int
interrupt long near pascal
register return short signed
sizeof static struct switch
tipedef union unsigned void
volatile while
ý nghĩa và cách sử dụng của mỗi từ khoá sẽ được đề cập sau này, ở đây ta cần chú ý :
- Không được dùng các từ khoá để đặt tên cho các hằng, biến, mảng, hàm ...
- Từ khoá phải được viết bằng chữ thường, ví dụ : viết từ khoá khai báo kiểu nguyên là int chứ không phải là INT.
1.3. Tên :
Tên là một khái niệm rất quan trọng, nó dùng để xác định các đại lượng khác nhau trong một chương trình. Chúng ta có tên hằng, tên biến, tên mảng, tên hàm, tên con trỏ, tên tệp, tên cấu trúc, tên nhãn,...
Tên được đặt theo qui tắc sau :
Tên là một dãy các ký tự bao gồm chữ cái, số và gạch nối. Ký tự đầu tiên của tên phải là chữ hoặc gạch nối. Tên không được trùng với tên của từ khoá. Độ dài cực đại của tên theo mặc định là 32 và có thể được đặt lại là một trong các giá trị từ 1 tới 32 nhờ chức năng : Option-Compiler-Source-Identifier length khi dùng TURBO C
Ví dụ :
Các tên đúng :
a_1 delta x1 _step GAMA
Các tên sai :
3MN Ký tự đầu tiên là số
m#2 Sử dụng ký tự #
f(x) Sử dụng các dấu ( )
do Trùng với từ khoá
te ta Sử dụng dấu trắng
Y-3 Sử dụng dấu -
Chú ý :
Trong TURBO C, tên bằng chữ thường và chữ hoa là khác nhau ví dụ tên AB khác với ab. trong C, ta thường dùng chữ hoa để đặt tên cho các hằng và dùng chữ thường để đặt tên cho hầu hết cho các đại lượng khác như biến, biến mảng, hàm, cấu trúc. Tuy nhiên đây không phải là điều bắt buộc.
1.4. Kiểu dữ liệu :
Trong C sử dụng các các kiểu dữ liệu sau :
1.4.1. Kiểu ký tự (char) :
Một giá trị kiểu char chiếm 1 byte ( 8 bit ) và biểu diễn được một ký tự thông qua bảng mã ASCII. Ví dụ :
Ký tự Mã ASCII
0 048
1 049
2 050
A 065
B 066
a 097
b 098
Có hai kiểu dữ liệu char : kiểu signed char và unsigned char:
Kiểu Char ( Signed char ) Phạm vi biểu diễn:-128 đến 127 Số ký tự 256 Kích thước 1 byte
Kiểu Unsigned char Phạm vi biểu diễn: 0-255 Số ký tự 256 Kích thước 1 Byte
Ví dụ sau minh hoạ sự khác nhau giữa hai kiểu dữ liệu trên : Xét đoạn chương trình sau :
char ch1;
unsigned char ch2;
......
ch1=200; ch2=200;
Khi đó thực chất :
ch1=-56;
ch2=200;
Nhưng cả ch1 và ch2 đều biểu diễn cùng một ký tự có mã 200.
Phân loại ký tự :
Có thể chia 256 ký tự làm ba nhóm :
Nhóm 1: Nhóm các ký tự điều khiển có mã từ 0 đến 31. Chẳng hạn ký tự mã 13 dùng để chuyển con trỏ về đầu dòng, ký tự 10 chuyển con trỏ xuống dòng dưới ( trên cùng một cột ). Các ký tự nhóm này nói chung không hiển thị ra màn hình.
Nhóm 2 : Nhóm các ký tự văn bản có mã từ 32 đến 126. Các ký tự này có thể được đưa ra màn hình hoặc máy in.
Nhóm 3 : Nhóm các ký tự đồ hoạ có mã số từ 127 đến 255. Các ký tự này có thể đưa ra màn hình nhưng không in ra được ( bằng các lệnh DOS ).
1.4.2. Kiểu nguyên :
Trong C cho phép sử dụng số nguyên kiểu int, số nguyên dài kiểu long và số nguyên không dấu kiểu unsigned. Kích cỡ và phạm vi biểu diễn của chúng được chỉ ra trong bảng dưới đây :
-int: Phạm vi biểu diễn -32768 đến 32767 Kích thước 2 byte
-unsigned int: Phạm vi biểu diễn 0 đến 65535 Kích thước 2 Byte
-long: Phạm vi biểu diễn -2147483648 đến 2147483647 Kích thước 4 byte
-unsigned long: Phạm vi biểu diễn 0 đến 4294967295 Kích thước 4 byte
Chú ý :
Kiểu ký tự cũng có thể xem là một dạng của kiểu nguyên
1.4.3. Kiểu dấu phảy động :
Trong C cho phép sử dụng ba loại dữ liệu dấu phảy động, đó là float, double và long double. Kích cỡ và phạm vi biểu diễn của chúng được chỉ ra trong bảng dưới đây :
Kiểu Phạm vi biểu diễn Số chữ số có nghĩa Kích thước
Float "3.4E-38 đến 3.4E+38 " "7 đến 8" 4 byte
Double "1.7E-308 đến 1.7E+30" "15 đến 16" 8 byte
long double "3.4E-4932 đến 1.1E4932" 17 đến 18 10 byte
Giải thích :
Máy tính có thể lưu trữ được các số kiểu float có giá trị tuyệt đối từ 3.4E-38 đến 3.4E+38. Các số có giá trị tuyệt đối nhỏ hơn3.4E-38 được xem bằng 0. Phạm vi biểu diễn của số double được hiểu theo nghĩa tương tự.
1.5. Định nghĩa kiểu bằng TYPEDEF :
1.5.1. Công dụng :
Từ khoá typedef dùng để đặt tên cho một kiểu dữ liệu. Tên kiểu sẽ được dùng để khai báo dữ liệu sau này. Nên chọn tên kiểu ngắn và gọn để dễ nhớ. Chỉ cần thêm từ khoá typedef vào trước một khai báo ta sẽ nhận được một tên kiểu dữ liệu và có thể dùng tên này để khai báo các biến, mảng, cấu trúc, vv...
1.5.2. Cách viết :
Viết từ khoá typedef, sau đó kiểu dữ liệu ( một trong các kiểu trên ), rồi đến tên của kiểu.
Ví dụ câu lệnh :
typedef int nguyen;
sẽ đặt tên một kiểu int là nguyen. Sau này ta có thể dùng kiểu nguyen để khai báo các biến, các mảng int như ví dụ sau ;
nguyen x,y,a[10],b[20][30];
Tương tự cho các câu lệnh :
typedef float mt50[50];
Đặt tên một kiểu mảng thực một chiều có 50 phần tử tên là mt50.
typedef int m_20_30[20][30];
Đặt tên một kiểu mảng thực hai chiều có 20x30 phần tử tên là m_20_30.
Sau này ta sẽ dùng các kiểu trên khai báo :
mt50 a,b;
m_20_30 x,y;
1.6. Hằng :
Hằng là các đại lượng mà giá trị của nó không thay đổi trong quá trình tính toán.
1.6.1. Tên hằng :
Nguyên tắc đặt tên hằng ta đã xem xét trong mục 1.3.
Để đặt tên một hằng, ta dùng dòng lệnh sau :
#define tên hằng giá trị
Ví dụ :
#define MAX 1000
Lúc này, tất cả các tên MAX trong chương trình xuất hiện sau này đều được thay bằng 1000. Vì vậy, ta thường gọi MAX là tên hằng, nó biểu diễn số 1000.
Một ví dụ khác :
#define pi 3.141593
Đặt tên cho một hằng float là pi có giá trị là 3.141593.
1.6.2. Các loại hằng :
1.6.2.1. Hằng int :
Hằng int là số nguyên có giá trị trong khoảng từ -32768 đến 32767
Ví dụ :
#define number1 -50 Định nghiã hằng int number1 có giá trị là -50
#define sodem 2732 Định nghiã hằng int sodem có giá trị là 2732
Chú ý :
Cần phân biệt hai hằng 5056 và 5056.0 : ở đây 5056 là số nguyên còn 5056.0 là hằng thực.
1.6.2.2. Hằng long :
Hằng long là số nguyên có giá trị trong khoảng từ -2147483648 đến 2147483647.
Hằng long được viết theo cách :
1234L hoặc 1234l
( thêm L hoặc l vào đuôi )
Một số nguyên vượt ra ngoài miền xác định của int cũng được xem là long.
Ví dụ :
#define sl 8865056L Định nghiã hằng long sl có giá trị là 8865056
#define sl 8865056 Định nghiã hằng long sl có giá trị là 8865056
1.6.2.3. Hằng int hệ 8 :
Hằng int hệ 8 được viết theo cách 0c1c2c3....ở đây ci là một số nguyên dương trong khoảng từ 1 đến 7. Hằng int hệ 8 luôn luôn nhận giá trị dương.
Ví dụ :
#define h8 0345 Định nghiã hằng int hệ 8 có giá trị là
3*8*8+4*8+5=229
1.6.2.4. Hằng int hệ 16 :
Trong hệ này ta sử dụng 16 ký tự : 0,1..,9,A,B,C,D,E,F.
Cách viết Giá trị
a hoặc A 10
b hoặc B 11
c hoặc C 12
d hoặc D 13
e hoặc E 14
f hoặc F 15
Hằng số hệ 16 có dạng 0xc1c2c3... hặc 0Xc1c2c3... ở đây ci là một số trong hệ 16.
Ví dụ :
#define h16 0xa5
#define h16 0xA5
#define h16 0Xa5
#define h16 0XA5
Cho ta các hắng số h16 trong hệ 16 có giá trị như nhau. Giá trị của chúng trong hệ 10 là :
10*16+5=165.
1.6.2.5. Hằng ký tự :
Hằng ký tự là một ký tự riêng biệt được viết trong hai dấu nháy đơn, ví dụ 'a'.
Giá trị của 'a' chính là mã ASCII của chữ a. Như vậy giá trị của 'a' là 97. Hằng ký tự có thể tham gia vào các phép toán như mọi số nguyên khác. Ví dụ :
'9'-'0'=57-48=9
Ví dụ :
#define kt 'a' Định nghiã hằng ký tự kt có giá trị là 97
Hằng ký tự còn có thể được viết theo cách sau :
' \c1c2c3'
trong đó c1c2c3 là một số hệ 8 mà giá trị của nó bằng mã ASCII của ký tự cần biểu diễn.
Ví dụ : chữ a có mã hệ 10 là 97, đổi ra hệ 8 là 0141. Vậy hằng ký tự 'a' có thể viết dưới dạng '\141'. Đối với một vài hằng ký tự đặc biệt ta cần sử dụng cách viết sau ( thêm dấu \ ) :
Cách viết Ký tự
'\'' '
'\'' '
'\\' \
'\n' \n (chuyển dòng )
'\0' \0 ( null )
'\t' Tab
'\b' Backspace
'\r' CR ( về đầu dòng )
'\f' LF ( sang trang )
Chú ý :
Cần phân biệt hằng ký tự '0' và '\0'. Hằng '0' ứng với chữ số 0 có mã ASCII là 48,
còn hằng '\0' ứng với kýtự \0 ( thường gọi là ký tự null ) có mã ASCII là 0.
Hằng ký tự thực sự là một số nguyên, vì vậy có thể dùng các số nguyên hệ 10 để biểu diễn các ký tự, ví dụ lệnh printf('%c%c',65,66) sẽ in ra AB.
1.6.2.5. Hằng xâu ký tự :
Hằng xâu ký tự là một dãy ký tự bất kỳ đặt trong hai dấu nháy kép.
Ví dụ :
#define xau1 'Ha noi'
#define xau2 'My name is Giang'
Xâu ký tự được lưu trữ trong máy dưới dạng một bảng có các phần tử là các ký tự riêng biệt. Trình biên dịch tự động thêm ký tự null \0 vào cuối mỗi xâu ( ký tự \0 được xem là dấu hiệu kết thúc của một xâu ký tự ).
Chú ý :
Cần phân biệt hai hằng 'a' và 'a'. 'a' là hằng ký tự được lưu trữ trong 1 byte, còn 'a' là hằng xâu ký tự được lưu trữ trong 1 mảng hai phần tử : phần tử thứ nhất chứa chữ a còn phần tử thứ hai chứa \0.
1.7. Biến :
Mỗi biến cần phải được khai báo trước khi đưa vào sử dụng. Việc khai báo biến được thực hiện theo mẫu sau :
Kiểu dữ liệu của biến tên biến ;
Ví dụ :
int a,b,c; Khai báo ba biến int là a,b,c
long dai,mn; Khai báo hai biến long là dai và mn
char kt1,kt2; Khai báo hai biến ký tự là kt1 và kt2
Biến kiểu int chỉ nhận được các giá trị kiểu int. Các biến khác cũng có ý nghĩa tương tự. Các biến kiểu char chỉ chứa được một ký tự. Để lưu trữ được một xâu ký tự cần sử dụng một mảng kiểu char.
Vị trí của khai báo biến :
Các khai báo cần phải được đặt ngay sau dấu { đầu tiên của thân hàm và cần đứng trước mọi câu lệnh khác. Sau đây là một ví dụ về khai báo biến sai :
( Khái niệm về hàm và cấu trúc chương trình sẽ nghiên cứu sau này)
main()
{
int a,b,c;
a=2;
int d; /* Vị trí của khai báo sai */
.....
}
Khởi đầu cho biến :
Nếu trong khai báo ngay sau tên biến ta đặt dấu = và một giá trị nào đó thì đây chính là cách vừa khai báo vừa khởi đầu cho biến.
Ví dụ :
int a,b=20,c,d=40;
float e=-55.2,x=27.23,y,z,t=18.98;
Việc khởi đầu và việc khai báo biến rồi gán giá trị cho nó sau này là hoàn toàn tương đương.
Lấy địa chỉ của biến :
Mỗi biến được cấp phát một vùng nhớ gồm một số byte liên tiếp. Số hiệu của byte đầu chính là địa chỉ của biến. Địa chỉ của biến sẽ được sử dụng trong một số hàm ta sẽ nghiên cứu sau này ( ví dụ như hàm scanf ).
Để lấy địa chỉ của một biến ta sử dụng phép toán :
& tên biến
1.8 Mảng :
Mỗi biến chỉ có thể biểu diễn một giá trị. Để biểu diễn một dãy số hay một bảng số ta có thể dùng nhiều biến nhưng cách này không thuận lợi. Trong trường hợp này ta có khái niệm về mảng. Khái niệm về mảng trong ngôn ngữ C cũng giống như khái niệm về ma trận trong đại số tuyến tính.
Mảng có thể được hiểu là một tập hợp nhiều phần tử có cùng một kiểu giá trị và chung một tên. Mỗi phần tử mảng biểu diễn được một giá trị. Có bao nhiêu kiểu biến thì có bấy nhiêu kiểu mảng. Mảng cần được khai báo để định rõ :
Loại mảng : int, float, double...
Tên mảng.
Số chiều và kích thước mỗi chiều.
Khái niệm về kiểu mảng và tên mảng cũng giống như khái niệm về kiểu biến và tên biến. Ta sẽ giải thích khái niệm về số chiều và kích thước mỗi chiều thông qua các ví dụ cụ thể dưới đây.
Các khai báo :
int a[10],b[4][2];
float x[5],y[3][3];
Chú ý :
Các phần tử của mảng được cấp phát các khoảng nhớ liên tiếp nhau trong bộ nhớ. Nói cách khác, các phần tử của mảng có địa chỉ liên tiếp nhau.
Trong bộ nhớ, các phần tử của mảng hai chiều được sắp xếp theo hàng.
Chỉ số mảng :
Một phần tử cụ thể của mảng được xác định nhờ các chỉ số của nó. Chỉ số của mảng phải có giá trị int không vượt quá kích thước tương ứng. Số chỉ số phải bằng số chiều của mảng.
Giả sử z,b,x,y đã được khai báo như trên, và giả sử i,j là các biến nguyên trong đó i=2, j=1. Khi đó :
a[j+i-1] là a[2]
b[j+i][2-i] là b[3][0]
y[j] là y[2][1]
Chú ý :
Mảng có bao nhiêu chiều thì ta phải viết nó có bấy nhiêu chỉ số. Vì thế nếu ta viết như sau sẽ là sai : y ( Vì y là mảng 2 chiều ) vv..
Biểu thức dùng làm chỉ số có thể thực. Khi đó phần nguyên của biểu thức thực sẽ là chỉ số mảng.
Ví dụ :
a[2.5] là a[2]
b[1.9] là a[1]
* Khi chỉ số vượt ra ngoài kích thước mảng, máy sẽ vẫn không báo lỗi, nhưng nó sẽ truy cập đến một vùng nhớ bên ngoài mảng và có thể làm rối loạn chương trình.
Lấy địa chỉ một phần tử của mảng :
Có một vài hạn chế trên các mảng hai chiều. Chẳng hạn có thể lấy địa chỉ của các phần tử của mảng một chiều, nhưng nói chung không cho phép lấy địa chỉ của phần tử của mảng hai chiều. Như vậy máy sẽ chấp nhận phép tính : &a nhưng không chấp nhận phép tính &y[j].
Địa chỉ đầu của một mảng :
Tên mảng biểu thị địa chỉ đầu của mảng. Như vậy ta có thể dùng a thay cho &a[0].
Khởi đầu cho biến mảng :
Các biến mảng khai báo bên trong thân của một hàm ( kể cả hàm main() ) gọi là biến mảng cục bộ.
Muốn khởi đầu cho một mảng cục bộ ta sử dụng toán tử gán trong thân hàm.
Các biến mảng khai báo bên ngoài thân của một hàm gọi là biến mảng ngoài.
Để khởi đầu cho biến mảng ngoài ta áp dụng các qui tắc sau :
Các biến mảng ngoài có thể khởi đầu ( một lần ) vào lúc dịch chương trình bằng cách sử dụng các biểu thức hằng. Nếu không được khởi đầu máy sẽ gán cho chúng giá trị 0.
Ví dụ :
....
float y[6]={3.2,0,5.1,23,0,42};
int z[3][2]={
{25,31},
{12,13},
{45,15}
{
....
main()
{
....
}
Khi khởi đầu mảng ngoài có thể không cần chỉ ra kích thước ( số phần tử ) của nó. Khi đó, máy sẽ dành cho mảng một khoảng nhớ đủ để thu nhận danh sách giá trị khởi đầu.
Ví dụ :
....
float a[]={0,5.1,23,0,42};
int m[][3]={
{25,31,4},
{12,13,89},
{45,15,22}
};
Khi chỉ ra kích thước của mảng, thì kích thước này cần không nhỏ hơn kích thước của bộ khởi đầu.
Ví dụ :
....
float m[6]={0,5.1,23,0};
int z[6][3]={
{25,31,3},
{12,13,22},
{45,15,11}
};
....
Đối với mảng hai chiều, có thể khởi đầu với số giá trị khởi đầu của mỗi hàng có thể khác nhau :
Ví dụ :
....
float z[][3]={
{31.5},
{12,13},
{-45.76}
};
int z[13][2]={
{31.11},
{12},
{45.14,15.09}
};
Khởi đầu của một mảng char có thể là
Một danh sách các hằng ký tự.
Một hằng xâu ký tự.
Ví dụ :
char ten[]={'h','a','g'}
char ho[]='tran'
char dem[10] ='van'
Hết bài I.