Lý thuyết lập trình C++

Đồng thời khi có thay đổi về cấu trúc dữ liệu hoặc nâng cấp chương trình gần như ta phải viết lại hầu hết các hàm liên quan và sửa đổi lại thuật toán vì mỗi cấu trúc dữ liệu chỉ phù hợp

Trang 1

BÀI 1 SƠ LƯỢC VỀ LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG – OBJECT

ORIENTED PROGRAMMING

Tất cả các ngôn ngữ lập trình đều sinh ra để hỗ trợ một hoặc một số phong cách lập trình hay một mô hình lập trình nào đó (programming paradigm) Vì vậy trước khi bắt tay vào học ngôn ngữ ta nên tìm hiểu sơ lược về mô hình lập trình được ngôn ngữ hỗ trợ mà ta dự định viết chương trình theo mô hình đó Cụ thể, nói “lập trình hướng đối tượng với C++” thì ta phải biết sơ sơ về hướng đối tượng trước khi “ngâm cứu” C++ Vì vậy bài đầu tiên này mình muốn dành để nói về lập trình hướng đối tượng là gì, và quan điểm của giới lập trình về nó như thế nào, tại sao nó lại là một mô hình tiên tiến và bạn sẽ không phải hối hận khi bỏ thời gian và công sức ra để học nó

Ngày xửa ngày xưa, khoảng ba chục năm về trước, quy mô các của các dự án phần mềm còn nhỏ, các lập trình viên gần như có thể viết ngay được chương trình mà không cần suy

nghĩ nhiều (giả sử rằng không có lập trình viên nào bị thiểu năng về trí tuệ ) Thời đó lập trình cấu trúc (structured programming) hay còn gọi lập trình thủ tục (procedural

programing) là kỹ thuật lập trình chủ yếu Tớ sẽ nói sơ qua một chút về kỹ thuật này (trong phạm vi hiểu biết) Theo quan điểm của lập trình cấu trúc, người ta xem chương trình là một

“công việc lớn” cần phải xử lý Để giải quyết “công việc lớn” này, người ta tìm cách chia thành các phần công việc nhỏ hơn và mỗi phần này sẽ được quẳng cho một hàm đảm nhiệm Chương trình chính sẽ gọi đến mỗi hàm vào những thời điểm cần thiết Trong mỗi hàm, nếu như phần công việc vẫn còn lớn, thì ta lại chia nhỏ tiếp cho tới khi vấn đề trở nên đủ đơn giản Và dĩ nhiên để giải quyết những phần con đó ta cũng phải quẳng chúng cho các hàm tương ứng Quá trình này được gọi là “làm mịn” hay “tinh chế từng bước” (stepwise

refinement) Việc trao đổi dữ liệu giữa các hàm được thực hiện thông qua việc truyền đối số hoặc các biến, mảng toàn cục Như vậy có thể coi chương trình là một tập hợp các hàm được thiết kế để xử lý các phần công việc được giao Các ngôn ngữ lập trình hướng thủ tục thường gặp là C, Pascal, FORTRAN … và cả C++ Tuy nhiên C++ còn được thiết kế để hỗ trợ cả lập trình hướng đối tượng nữa Một chương trình viết theo hướng cấu trúc sẽ tập trung vào quá trình xử lý Nghĩa là mỗi câu lệnh chỉ dẫn cho máy tính làm một việc gì đó, kiểu như: nhận 2

số nguyên từ bàn phím, cộng chúng lại với nhau, rồi đem chia đôi, hiển thị kết quả lên màn hình Một chương trình là một tập các chỉ dẫn Lập trình cấu trúc tỏ ra khá hiệu quả khi quy

mô chương trình còn nhỏ, nhưng khi quy mô chương trình lớn dần lên và phức tạp hơn thì nó bộc lộ nhiều khiếm khuyết Có thể nêu ra một số vấn đề sau:

1 Trọng tâm vào “hành động” hơn là “dữ liệu”: thực tế dữ liệu là cái tối thượng mà

chúng ta quan tâm Mọi chương trình đều nhằm mục đích nhét dữ liệu vào input rồi chờ đợi kết quả ở output Rõ ràng mục đích của ta là dữ liệu đầu ra, mặc kệ chương trình nó muốn xử lý cái gì thì xử lý, ta chỉ quan tâm đến kết quả đầu ra có đạt yêu cầu hay không Tuy nhiên lập trình cấu trúc quá chú trọng đến việc thiết kế các hàm (hành động) mà xem nhẹ dữ liệu, đây là hạn chế thứ nhất

2 Tính bảo mật của dữ liệu không cao: (nếu như không muốn nói là không có) Dữ

liệu trong chương trình gần như là của chung, và có thể dễ dàng truy cập hay sửa đổi một cách vô tội vạ Những hàm không phận sự cũng có thể tọc mạch vào vùng dữ

liệu mà nó “chằng liên quan” và sửa đổi nó Điều này làm chương trình rất dễ phát sinh lỗi đặc biệt là những “lỗi tinh vi” hoặc “lỗi logic” Và khi có lỗi thì rất khó debug vì phạm vi khoanh vùng là rất rộng (vì ai cũng có thể tọc mạch vào dữ liệu nên không biết nghi cho thằng nào) Đây là hạn chế thứ hai

3 Tách rời dữ liệu với “hành động” liên quan: không phải tất cả các hàm được viết

ra để dùng cho tất cả dữ liệu, và ngược lại Mỗi nhóm dữ liệu chỉ sử dụng một nhóm các hàm “dành riêng cho chúng” Trong lập trình, việc “đóng gói” dữ liệu và hàm liên

Trang 2

quan được gọi là “mô-đun hóa” (modularization) Điều này có hai cái lợi Thứ nhất, các hàm và dữ liệu được nhóm lại với nhau nên “gọn gàng” hơn và dễ kiểm soát hơn Thứ hai, thông thường chỉ những hàm trong khối mới có thể truy nhập vào dữ liệu của khối Do đó hạn chế sự tọc mạch từ bên ngoài, tính bảo mật dữ liệu cao hơn, hạn chế lỗi và phạm vi khoanh vùng lỗi sẽ được thu hẹp Tuy nhiên, lập trình cấu trúc không làm được điều này Đây là hạn chế thứ ba.

4 Phụ thuộc nặng nề vào cấu trúc dữ liệu và thuật toán: minh chứng cho điều này

là câu nói nổi tiếng của bác Niklaus Wirth (creator of Pascal): Algorithms + Data Structures = Programs Cũng xin nói thêm mô hình lập trình hướng cấu trúc được dựa trên mô hình toán học của Bohm và Guiseppe (nói thật là mình không biết hai bác

này ), theo đó, một chương trình máy tính đều có thể viết dựa trên ba cấu trúc là: tuần tự (sequence), lựa chọn hay rẽ nhánh (selection) và lặp (repetition) Vì vậy một chương trình được xem là một chuỗi các hành động liên tiếp để đi đến kết quả cuối cùng Và việc thiết kế chương trình phụ thuộc nặng nề vào việc dùng giải thuật gì và

tổ chức dữ liệu như thế nào Điều này làm cho việc thiết kế là rất “không tự nhiên” vì

nó làm cho quá trình thiết kế phụ thuộc vào cài đặt và khi quy mô chương trình lớn dần lên sẽ rất khó triển khai Đồng thời khi có thay đổi về cấu trúc dữ liệu hoặc nâng cấp chương trình gần như ta phải viết lại hầu hết các hàm liên quan và sửa đổi lại

thuật toán vì mỗi cấu trúc dữ liệu chỉ phù hợp với một số thuật toán nhất định Đây là hạn chế thứ tư

5 Không tận dụng được mã nguồn: mặc dù hàm là một phát minh quan trọng để

tăng cường khả năng sử dụng lại mã nguồn, tuy nhiên trong lập trình cấu trúc điều này không triệt để Ta vẫn phải viết lại những đoạn code hao hao giống nhau để thực

hiện những công việc tương tự nhau Ví dụ: trong C, hàm hàm int min(int x, int y) có nhiệm vụ tính toán và trả về min trong hai số nguyên được truyền vào, còn hàm float min(float x, float y) cũng làm nhiệm vụ tương tự nhưng là với số

thực Rõ ràng nội dung hai hàm này là giống nhau đến 99%, có khác thì chỉ khác mỗi kiểu int và float, thế nhưng trong C ta vẫn phải viết hai hàm khác nhau Trong C++, với định hướng đối tượng ta có thể viết một hàm dùng để dùng cho mọi kiểu int, float, double Ngoài ra còn nhiều điểm mạnh khác mà OOP mang lại để tận dụng tối

đa khả năng sử dụng lại mã nguồn như tính kế thừa (inheritance), đa hình

(polymorphism) Đây là hạn chế thứ năm của lập trình cấu trúc

Nói chung mình chỉ mới bới ra được có thế thôi, ai biết thêm cái nào thì bổ sung nhé Rõ ràng với nhiều hạn chế như vậy thì lập trình cấu trúc không phải là giải phải pháp tốt Và những nỗ lực để vá những lỗ hổng này dẫn đến sự ra đời của một kỹ thuật lập trình mới lập trình hướng đối tượng (object oriented programming – OOP) Mình cũng nói sơ qua một chút

về OOP Khác với lập trình cấu trúc, OOP coi chương trình là tập hợp của các đối tượng có quan hệ nào đó với nhau Mỗi đối tượng có dữ liệu và phương thức của riêng mình Ví dụ một đối tượng Human sẽ có các dữ liệu như: tên, ngày sinh, tuổi, số chứng minh nhân dân, nghề nghiệp, … blah blah … và được đóng gói cùng các phương thức đi kèm ví dụ phương thức set_name() sẽ cho phép nhập tên , get_name() sẽ cho phép lấy tên của đối tượng, tương tự

ta cũng cho các phương thức như set_ID(), get_ID() cho chứng minh nhân dân … Các đối tượng sử dụng những phương thức này để giao tiếp với bên ngoài Việc này trước giúp dữ liệu được quan tâm đúng mức, và an toàn hơn Mọi truy cập đến dữ liệu đều được kiểm soát thông qua các phương thức được cung cấp sẵn nên hạn chế được những truy cập bất hợp pháp Tức là đã giải quyết được ba hạn chế đầu tiên của lập trình cấu trúc Thứ hai, những thay đổi nào đó về dữ liệu chỉ ảnh hưởng đến một số lượng hàm nhất định và thay vì phải viết lại hầu hết các hàm thì ta chỉ phải viết lại một số hàm có liên quan trực tiếp đến sự thay đổi đó Ví dụ thành phần dữ liệu name biểu thị tên của một đối tượng Human vì một lý do

Trang 3

nào đó được đổi thành full_name thì những hàm liên quan trực tiếp đến name như

set_name() hay get_name() mới phải viết lại, còn những hàm như set_ID(), get_ID() hay thậm chí những hàm gọi hàm set_name() và get_name() thì chẳng việc gì cả Điều này thuận lợi cho việc nâng cấp và bảo trì Tức là hạn chế thứ tư đã được giải quyết OOP cũng cung cấp những khái niệm về kế thừa và đa hình giúp tận dụng tối đa khả năng sử dụng lại

mã nguồn để giảm bớt vất vả cho lập trình viên cũng như tăng chất lượng phần mềm Ví dụ chúng ta có thể tạo ra một lớp (class) mới là Girl, kế thừa từ lớp Human Khi đó, một đối tượng thuộc lớp Girl sẽ có đầy đủ các thuộc tính và phương thức của Human, và ta chỉ cần

bổ sung thêm những phần khác như số đo ba vòng: round_1, round_2, round_3 … Vì thể không phải viết lại toàn bộ code cho lớp Girl Cụ thể như thế nào thì mình sẽ đề cập trong những bài post sau Đây chỉ là bài mở đầu để giúp mọi người so sánh giữa kỹ thuật OOP với

kỹ thuật lập trình cấu trúc truyền thống và có những hình dung cơ bản về OOP, những ưu điểm mà nó mang lại, và vì sao nó lại là một kỹ thuật được ưa chuộng nhất hiện nay Trong những năm gần đây, lập trình đã dịch chuyển từ hướng cấu trúc sang hướng đối tượng vì những ưu điểm và khả năng mạnh mẽ của nó Thực tế hiện nay OOP được sử dụng rộng rãi trong các dự án phần mềm, còn lập trình cấu trúc chỉ chiếm một phần rất nhỏ thường là giải quyết những vấn đề có quy mô nhỏ hoặc dùng trong giảng dạy để giúp người học bước đầu làm quen với lập trình Đấy là mình cũng chỉ nghe thiên hạ nói thế thôi chứ cũng mới học OOP nên cũng không biết là thực tế doanh nghiệp bây giờ nó viết phần mềm bằng ngôn ngữ

gì cả Nhưng có điều mình cảm nhận được đúng là OOP lập trình sướng hơn hơn lập trình cấu trúc nhiều, ít ra là cái khoản thiết kế nó trực quan hơn, rõ ràng hơn, thật hơn Còn nếu để ý

kỹ thì những cài đặt chi tiết trong hướng đối tượng suy cho cùng vẫn là lập trình cấu trúc, có điều chúng được tổ chức tốt hơn và được phủ lên một giao diện mang tính hướng đối tượng

mà thôi

Hết bài 1 p/s: mệt quá, phải nghỉ phát đã, bao giờ có sức thì viết tiếp

Bài viết: 67

Những đặc trưng cơ bản của lập trình hướng đối tượng

BÀI 2 NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA OOP

Trang 4

Chúng ta sẽ xem xét sơ qua một số khái niệm và thành phần chính của OOP nói chung và của C++ nói riêng

1 Đối tượng (Objects)

Khi thiết kế một chương trình theo tư duy hướng đối tượng người ta sẽ không hỏi “vấn đề này sẽ được chia thành những hàm nào” mà là “vấn đề này có thể giải quyết bằng cách chia thành những đối tượng nào” Tư duy theo hướng đối tượng làm cho việc thiết kế được “tự nhiên” hơn và trực quan hơn Điều này xuất phát từ việc các lập trình viên cố gắng tạo ra một phong cách lập trình càng giống đời thực càng tốt Nếu ngoài đời có cái công nông thì khi thiết kế ta cũng bê nguyên cả cái công nông vào trong chương trình, và như vậy chương trình là tập hợp tất cả các đối tượng có liên quan với nhau Tất cả mọi thứ đều có thể trở thành đối tượng trong OOP, nếu có giới hạn thì đó chính là trí tưởng của bạn Đối tượng là một thực thể tồn tại trong khi chương trình chạy Nó có các thuộc tính (attributes) và

phương trức (methods) của riêng mình

2 Lớp (Classes)

Trong khi đối tượng là một thực thể xác định thì lớp lại là một khái nhiệm trừu tượng Có thể

so sánh lớp như “kiểu dữ liệu còn” đối tượng là “biến” có kiểu của lớp Ví dụ:

lớp Công_nông có thể được mô tả như sau:

Lớp là “khuôn” để đúc ra các đối tượng.Một đối tượng thuộc lớp Công_nông sẽ có đầy đủ

những thuộc tính và phương thức như được mô tả ở trên, trong trường hợp

nàycông_nông_của_tôi được đúc ra từ “khuôn” Công_nông Có một sự tương ứng giữa

lớp và đối tượng nhưng bản chất thì lại khác nhau Lớp là sự trừu tượng hóa của đối tượng, còn đối tượng là một sự thể hiện (instance) của lớp Đối tượng là một thực thể có thực, tồn tại trong hệ thống, còn lớp là khái niệm trừu tượng chỉ tồn tại ở dạng khái niệm để mô tả đặc tính chung cho đối tượng Tất cả những đối tượng của một lớp sẽ có thuộc tính và

phương thức giống nhau

Trang 5

3 Sự đóng gói và trừu tượng hóa dữ liệu (Encapsulation & Data Abstraction)

Nhìn lại thí dụ trên thì mỗi đối tượng thuộc lớp Công_nông sẽ có cả các thuộc tính và

phương thức được “đóng gói” chung lại Muốn truy cập vào các thành phần dữ liệu bắt buộc

phải thông qua phương thức, và các phương thức này tạo ra một giao diện để đối tượng

giao tiếp với bên ngoài Giao diện này giúp cho dữ liệu được bảo vệ và ngăn chặn những truy cập bất hợp pháp, đồng thời tạo ra sự thân thiện cho người dùng Ví dụ: nếu như trong C,

một xâu được lưu trữ trong một mảng str nào đó, muốn biết độ dài của xâu ta phải gọi hàm strlen() trong thư viện <string.h> thì trong C++, nếu str là một đối tượng thuộc lớp string thì tự nó “biết” kích thước của mình, và chỉ cần

gọi str.size() hoặc str.length() là nó sẽ trả về độ dài của xâu str Người dùng hoàn toàn không cần biết cài đặt chi tiết bên trong lớp string như thế nào mà chỉ cần biết “giao

diện” để có thể giao tiếp với một đối tượng thuộc lớp string là ok Điều này dẫn đến sự trừu tượng hóa dữ liệu Nghĩa là bỏ qua mọi cài đặt chi tiết và chỉ quan tâm vào đặc tả dữ liệu và

các phương thức thao tác trên dữ liệu Đặc tả về lớp Công_nông ở trên cũng là một sự trừu

tượng hóa dữ liệu

4 Sự kế thừa (Inheritance)

Những ý tưởng về lớp dẫn đến những ý tưởng về kế thừa Trong cuộc sống hàng ngày chúng

ta thấy rất nhiều ví dụ về sự kế thừa (tất nhiên là không phải thừa kế vê tài sản ) Ví dụ:lớp động vật có thể phân chia thành nhiều lớp nhỏ hơn như lớp côn trùng, lớp chim, lớp động vật có vú, không có vú … blah blah … hay lớp phương tiện có thể chia thành các lớp nhỏ hơn như xe đạp, xe thồ, xe tăng, xích lô, … Các lớp nhỏ hơn được gọi là lớp con

(subclass) hay lớp dẫn xuất (derived class) còn các lớp phía trên gọi là lớp cha (super class) hay lớp cơ sở (base class) Một nguyên tắc chung là các lớp con sẽ có các đặc điểm chung được thừa hưởng từ các lớp cha mà nó kế thừa Ví dụ lớp côn trùng và động vật có vú đều sẽ

có những đặc điểm chung của lớp động vật Và do đó ta chỉ cần bổ sung những đặc điểu cần thiết thay vì viết lại tòan bộ code Điều này giảm gánh nặng cho các lập trình viên và do đó góp phần giảm chi phí sản xuất cũng như bảo trì, nâng cấp phần mềm

5 Tính đa hình và sự quá tải (Polymorphism & Overloading)

Giả sử ta xây dựng một lớp String để “đúc” ra các đối tượng lưu trữ xâu ký tự, ví dụ ta có 3 đối tượng s1, s2, s3 thuộc lớp String Ta muốn thiết kế lớp String sao cho câu lệnh

toán tử thông dụng như +, -, *, /, [], <<, >>, … Ngoài việc cho phép quá tải toán tử,

C++ còn cho phép “quá tải hàm” (function overloading), cái này mình sẽ nói kỹ hơn ở bài khác Nói chung overloading là một cách cho phép ta sử dụng một toán tử hoặc hàm bằng những cách khác nhau tùy theo ngữ cảnh, và đó một trường hợp của “tính đa hình”

(polymorphism), một tính năng rất quan trọng của OOP

Hết bài 2

Trang 6

Vấn đề không phải là bước nhanh, mà là luôn luôn bước

Đã được chỉnh sửa lần cuối bởi first_pace : 28-02-2011 lúc 07:39 PM.

Bài viết: 67

Chương trình C++ đơn giản

BÀI 3 MỘT CHƯƠNG TRÌNH C++ ĐƠN GIẢN

Bây giờ chúng ta sẽ xem xét một chương trình C++ đơn giản sau

Dòng đầu tiên là một chú thích (comment) Tất cả những gì từ sau ký hiệu // đến hết dòng

được hiểu là chú thích và bị trình biên dịch bỏ qua, hoàn toàn không gây ảnh hưởng gì đến hoạt động của chương trình Mục đích duy nhất của chú thích là làm tăng tính sáng sủa của chương trình, ta dùng chú thích để giải thích ngắn gọn mục đích của đoạn code hay của chương trình là gì Trong ví dụ này, chú thích cho biết đây là chương trình đầu tiên bằng C++ của tôi Ta có thể chú thích trên nhiều dòng bằng cặp ký hiệu /* Here are your comments

*/ Tuy nhiên tớ nghĩ dùng những chú thích ngắn gọn trên một dòng sẽ tốt hơn Thêm nữa, chúng ta nên hạn chế sử dụng chú thích bừa bãi Chỉ dùng khi thực sự cần thiết, và nên ngắn gon súc tích Như vậy giúp ta trọng tâm hơn vào những phần chính và giúp chương trình không bị rối Hãy để các đoạn code tự nói lên ý nghĩa của chúng

Dòng thứ hai là một chỉ thị tiền xử lý (preprocessor directive) Tất cả những gì bắt đầu

bằng # đều là chỉ thị tiền xử lý và được xử lý bởi bộ tiền xử lý trước khi chương trình được dịch Nó không phải là một câu lệnh (lưu ý mọi câu lệnh đều phải kết thúc bởi dấu chấm phẩy – semicolon )mà là một chỉ thị hướng dẫn preprocessor nạp nội dung của

Trang 7

tệp <iostream> vào Việc này giống như ta copy toàn bộ nội dung của tệp <iostream> rồi paste vào đúng vị trí của chỉ thị #include <iostream> <iostream> là một header file liên

quan đến những thao tác nhập/ xuất cơ bản Nó chứa những khai báo (declarations) cần

thiết cho nhập/ xuất, ví dụ trong trường hợp này sẽ được dùng bởi cout và toán tử << Thiếu những khai báo này trình biên dịch sẽ không nhận ra cout và sẽ báo lỗi Vì vậy cần thiết phải include <iostream> Chú ý: đôi khi ta thấy một số chương trình viết

Hai cách viết này là khác nhau Những file có phần mở rộng h là những file “cũ” có từ thời

kỳ sơ khai của C++ và phần lớn trong số đó kế thừa và phát triển dựa trên các file của ngôn ngữ C Khi ANSI và ISO công bố chuẩn cho C++ thì các standard header file mới đều không

có phần mở rộng Nói chung thì New Standard Header File so với Classic Standard Header File không khác nhau nhiều lắm, cái sau cải tiến và hoàn thiện một số khiếm khuyết của cái trước Tất nhiên là những cái gì theo chuẩn mới thì thông thường sẽ tốt hơn Tớ sẽ nói rõ hơn về phần này trong phần I/O stream

Dòng thứ ba đề cập đến một khái niệm đó là “namespace” (đôi khi còn được gọi là name

scope) Thông thường một chương trình có chứa nhiều định danh (identifiers) thuộc nhiều phạm vi (scope) khác nhau Đôi khi một đối tượng trong phạm vi này bị trùng tên với một đối tượng khác trong một phạm vi khác Điều này dẫn đến xung đột và gây lỗi biên dịch Sự chồng chéo tên (identifier overlapping ) có thể xảy ra ở nhiều cấp độ khác nhau, đặc biệt là trong các thư viện cung cấp bởi bên thứ ba C++ standard nỗ lực giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng namespace Mỗi namespace xác định một phạm vi mà trong đó các định danh được nhận biết, ngoài phạm vi này chúng sẽ không được nhận biết Để sử dụng một thành phần trong namespace ta có thể dùng câu lệnh như sau

C++ Code:

Lựa chọn code | Ẩn/Hiện code

my_namespace::member;

Câu lệnh trên sử dụng một identifier có tên là member trong namespace có tên là

my_namespace Rõ ràng khi một namespace khác (ví dụ: your_namespace) cũng có một thành phần tên là member thì việc dùng hai tên này không sợ bị chồng chéo lên nhau Toán

tử :: là toán tử “phân giải phạm vi” (binary scope resolution operator) Trong câu lệnh trên toán tử :: cho biết rằng định danh member được sử dụng nằm trong phạm vi của

namespace tên là my_namespace chứ không phải your_namespace Quay trở lại chương trình của ta, nhận thấy trong hàm main, dòng thứ 5 có sử dụng cout và endl Đây là hai định danh được khai báo trong namespace std Để chương trình “nhận biết” được cout và endl thì ta có thể dùng cú pháp như vừa nói ở trên tức dòng lệnh thứ 5 được viết lại là:C++ Code:

std::cout << “Hello, Girl” << std::endl;

Tuy nhiên, rõ ràng cách viết trên là dài dòng Nếu ta sử dụng nhiều hơn các đinh danh trong namespace std thì mỗi lần dùng ta lại phải viết thêm std::, vì vậy để có thể sử dụng được toàn bộ các định danh trong namespace std ta dùng câu lệnh như dòng thứ 3:

Trang 8

trình và có nhiệm vụ điều phối và kiểm soát toàn bộ chương trình, nó gọi những hàm khác khi cần thiết Tuy nhiên mình muốn nói một điều hơi bất cập một tý Khi mình đọc các tài

liệu về C++ thì tất cả đều nói hàm main được gọi và xử lý trước mọi hàm khác trong chương trình Điều này có luôn luôn đúng? Phần này mình nói hơi ngoài lề một tý, nó

liên quan đến constructor của class nên nếu bạn nào chưa học đến phần này thì có thể bỏ qua Xét một chương trình sau:

Biến global_var được khai báo toàn cục bên ngoài tất cả mọi hàm Khi khai báo

biến global_var thì theo nguyên tắc phải gọi đến constructor của lớp My_class để khởi tạo number = 0 Vì vậy thực tế trong chương trình trên constructor My_class() được gọi

trước main

Bây giờ trở lại vấn đề chính, ta sẽ vẫn tiếp tục phân tích nốt mấy câu lệnh còn lại Chúng ta

để ý đến dòng thứ 5

C++ Code:

cout << “Hello, Girl” << endl;

Dòng này có tác dụng in dòng text nằm giữa hai dấy nháy kép, cụ thể là “Hello, Girl” lên

màn hình Chúng ta sẽ phân tích kỹ hơn một chút về nguyên tắc hoạt động của nó, tuy nhiên chỉ là một sự mô tả rất thô sơ Để hiểu biết kỹ hơn chúng ta cần biết những kiến thức

về đối tượng, quá tải toán tử, và nhiều vấn đề khác nữa Trong C, để in một đoạn văn bản lên màn hình ta có thể dùng hàm printf() Điều này dễ làm cho ta lầm tưởng cout cũng là một hàm, nhưng không phải thế C là ngôn ngữ hướng thủ tục, còn C++ là ngôn ngữ hướng đối tượng Và cout là một đối tượng (object) Nó được định nghĩa sẵn trong C++ tương ứng với dòng xuất chuẩn (standard output stream) Stream là một khái niệm trừu tượng được hiểu như luồng dữ liệu (data flow) standard output stream thông thường được “kết nối” (connected to) hay “chảy” (flows to) tới màn hình Toán tử << được gọi là toán tử chèn dòng xuất (insertion output stream operator) Nó ra lệnh chuyển những nội dung của đối tượng bên tay phải sang đối tượng bên tay trái (giống như chiều mũi tên của toán tử << luôn) Ở đây endl (đối tượng này được khai báo trong namespace std như đã nói ở trên và tác dụng của nó là kết thúc một dòng, chuyển sang dòng mới) được chuyển sang bên trái cho xâu ký tự nằm trong dấu nháy kép Sau đó toàn bộ dữ liệu này được chuyển sang cho

cout, mà cout lại kết nối tới màn hình nên kết quả là trên màn hình in ra dòng text: Hello, Girl và con trỏ chuyển xuống dòng mới Có thể mô tả bởi hình vẽ sau:

Trang 9

Bài viết: 67

Nhập xuất cơ bản trong lập trình C++

BÀI 4 NHẬP / XUẤT CƠ BẢN VỚI C++

Trong bài này mình sẽ trình bày những thao tác nhập/ xuất cơ bản (basic input/output) để các bạn có thể viết ngay được chương trình với C++ Học C++ cũng giống như học một ngoại ngữ như tiếng Ý hay Italia Để học được và học tốt ngôn ngữ việc trước tiên không phải là lao ngay vào ngâm cứu ngữ pháp hay văn phạm hoặc các luật lệ của ngôn ngữ, mà

là phải biết một số từ mới, một số câu xã giao đơn giản kiểu như : Hey, Girl ! You’re so

beautiful … Dần dần khi vốn từ vựng đã đủ dùng và ta ta đã quen dần với ngôn ngữ thì lúc đó mới ngâm cứu những vấn đề sâu hơn, mới tìm hiểu được bản chất của vấn đề Vì vậy bài này giúp các bạn mới học C++ làm quen với những thao nhập xuất tác cơ bản trong C++ như học các từ vựng đầu tiên của ngôn ngữ, còn muốn hiểu rõ bản chất và nguyên tắc hoạt động của chúng ra sao thì cần phải cần có những kiến thức sâu hơn một chút, mình sẽ trình bày trong bài nói về input/ output stream và file

Trang 10

1 Xuất dữ liệu ra màn hình

Để in dữ liệu của một biểu thức nào đó ra màn hình (standard output device) ta dùng câu lệnh sau:

C++ Code:

cout << exp ; // output content of expression

Hoặc cho nhiều biểu thức:

C++ Code:

cout << exp_1 << exp_2 << … << exp_n ; // output content of expression 1,

Kết quả thu được là hoàn toàn tương tự cout cùng với toán tử << có thể xuất được nhiều

kiểu dữ liệu khác nhau mà không cần sự can thiệp của lập trình viên C++ tự động nhận biết và xuất ra dưới định dạng phù hợp Xét đoạn chương trình sau:

Bàn phím là thiết bị nhập chuẩn (standard input device) Để vào dữ liệu từ bàn phím cho

các biến ta có thể dùng cin vùng toán tử >> Cú pháp sẽ như sau:

C++ Code:

cin >> var; // read data into variable

Hoặc cho nhiều biến:

C++ Code:

Trang 11

cin >> var_1 >> var_2 >> … >> var_n;

Khi gặp những câu lệnh như thế này chương trình sẽ “pause” lại để chờ chúng ta nhập dữ

liệu vào từ bàn phím Câu lệnh cin >> var_1 >> var_2 >> … >> var_n; coi các ký tự

trắng là ký tự phân cách các lần nhập dữ liệu Các ký tự trắng (white space characters) bao gồm: dấu cách, dấu tab, và ký tự xuống dòng (new line) Ví dụ a, b là hai biến kiểu int, thì câu lệnh:

C++ Code:

cin >> a >> b;

sẽ đợi người dùng nhập dữ liệu hai lần, cách nhau bởi ít nhất một ký tự trắng Ví dụ ta nhập

vào bàn phím như sau : 1989 2011 ↵ thì biến a sẽ nhận giá trị 1989, còn biến bsẽ nhận giá trị 2011 Chúng ta cũng không cần quan tâm đến kiểu của các biến, C++ cũng tự động nhận

biết điều này Xem xét đoạn chương trình sau:

C++ Code:

int num;

cin >> num;

nếu ta nhập vào giá trị 12.08 thì biến num chỉ nhận được giá trị 12 Còn phần thập phân sẽ

không được ghi nhận, do num là một biến kiểu int nên C++ tự động nhận biết và “chặt cụt”

đi phần này

3 Những lưu ý trong nhập/ xuất xâu ký tự.

Trong tất cả các kiểu dữ liệu, theo mình thì nhập xuất với xâu (string) là thể loại củ chuối

và rắc rối nhất Trước hết mình nói qua một chút về thư viện chuẩn <string> của C++ Nếu

bạn nào đã học qua ngôn ngữ C rồi thì đều biết xâu ký tự là một mảng chứa các ký tự

(kiểu char) và phần tử cuối cùng của mảng là NULL (hay \0) để đánh dấu sự kết thúc xâu

Tuy nhiên, sử dụng mảng để lưu trữ xâu có phần phức tạp vì mảng là một cấu trúc

tĩnh phải biết rõ kích thước ngay khi khai báo Điều này làm cho chương trình “cứng nhắc”

và không “kinh tế” Ví dụ nếu khai báo ít quá thì khi muốn chứa thêm nhiều ký tự hơn sẽ không được, mà nếu khai báo nhiều quá, không dùng hết sẽ lãng phí bộ nhớ Để khắc phục người ta dùng biện pháp quản lý mảng bằng con trỏ và cấp bộ nhớ phát động cho mảng (dynamic memory allocation) Tuy nhiên nếu việc này diễn ra thường xuyên thì chương trình

sẽ rất rối rắm, gây mệt mỏi cho lập trình viên và dễ dẫn đến lỗi C++ giải quyết tốt vấn đề

này bằng cách xây dựng lớp string Một đối tượng của lớp string có thể lưu trữ các ký tự

“tốt hơn” mảng trong C rất nhiều Muốn sử dụng nó ta phải include header file <string>

Trong các bài viết, nếu không có lý do gì đặc biệt, thì mình sẽ dùng string để lưu trữ xâu Bây giờ trở lại vấn đề của chúng ta, đó là nhập/ xuất xâu ký tự Xuất thì ok, không có vấn

đề gì phải bàn luận nhiều, nhưng nhập thì lại có nhiều điều để nói:

Thứ nhất, cin >> không cho phép nhập khoảng trắng. Xét đoạn chương trình sau:C++ Code:

Trang 12

Bộ đệm và các vấn đề liên quan đến nhập dữ liệu từ bàn phím

Khi ta nhập dữ liệu vào bàn phím thì dữ liệu không được đọc ngay vào biến mà được đẩy lên trên bộ đệm (buffer) Dữ liệu sẽ tồn tại trong bộ đệm cho tới khi một lệnh nào đó gửi yêu cầu đến bộ đệm “xin phép” được load dữ liệu về Ví dụ khi chương trình gặp câu lệnh:

C++ Code:

cin >> x; // với x là một biến kiểu int

thì nó sẽ mò lên buffer để load dữ liệu về, nếu như trên bộ đệm có số 100 thì nó sẽ đọc 100 vào biến x mà không đợi ta nhập gì cả, còn nếu bộ đệm trống hoặc có những dữ liệu không phải số nguyên (ví dụ mã phím Enter của lần nhập trước) thì nó mới dừng lại đợi ta nhập dữ

liệu vào Như vậy ta hoàn toàn không cần để ý nhiều việc sử dụngcin >> để nhập các dữ

liệu số (nguyên hoặc dấu chấm động – floating point), nhưng để nhập dữ liệu ký tự thì lại hoàn phải hết sức chú ý Trong đoạn chương trình test nhập xâu ký tự bên trên ta nhận thấy

biến str chỉ lưu trữ phần “Osama”, phần còn lại thì vẫn nằm trên buffer để cho lần nhập sau C++ cung cấp getline cho phép nhập toàn bộ xâu ký tự kể cả khoảng trắng Cú pháp sử

dụng hàm getline như sau

C++ Code:

getline(cin, str, delimiter);

Câu lệnh trên sẽ thực hiện đọc toàn bộ xâu nhập từ bàn phím vào biến str, cho tới khi bắt

gặp ký tự kết thúc (delimiter) hoặc EOF (end-of-file) Nếu không viết delimiter thì mặc định

là ký tự xuống dòng – ‘\n’ Xét chương trình sau:

lại trên bộ đệm không? Câu trả lời là getline đã đọc mã của ký tự Enter nhưng không gắn nó

vào trong xâu str và cũng không để lại nó trên bộ đệm mà hủy nó đi.

Bây giờ ta xét đến hiện tượng trôi lệnh getline Xét chương trình sau:

C++ Code:

#include <iostream>

Trang 13

cout << num << endl;

cout << "Input a string str= ";

lưu trong bộ đệm (chính là ký tự xuống dòng ‘\n’) và do đó khi chương trình gặp câu lệnh C++ Code:

getline(cin,str);

nó sẽ đọc ngay ký tự này và nhận thấy đây là ký tự kết thúc (delimiter) nên nó sẽ loại bỏ ký

tự này ra khỏi bộ đệm mà không đọc vào xâu str Sau đó nó sẽ chạy thẳng đến câu lệnh tiếp theo là:

C++ Code:

cout << "End program" << endl;

Người ta thường gọi đó là hiện tượng “trôi lệnh” Để khắc phục hiện tượng trôi lệnh này thì

trước mỗi lệnh getline ta nên đặt câu lệnh:

Trang 14

Thành viên chính thức

Ngày gia nhập: 02 2011 Nơi ở: Hà Nội

Bài viết: 67

Lớp và đối tượng

BÀI 5a CLASSES & OBJECTS (PART 1)Trong C++, class là nền tảng cho lập trình hướng đối tượng Nó là sự mở rộng của khái

niệm data structure: thay vì chỉ lưu trữ dữ liệu thì nó lưu trữ cả dữ liệu và hàm Tuy

nhiên nó chỉ là một khái niệm trừu tượng, nó không phải là một thực thể có thực khi chương

trình đang chạy, mà chỉ là khuôn mẫu để “đúc” ra những object Mộtobject là một thể hiện (instance) của class Có thể coi class giống như kiểu dữ liệu còn object như các biến.

string name; // tên sinh viên

int age; // tuổi

string student_code; // mã số sinh viên

public:

// set information

void set_name(string); // nhập tên

void set_age(int); // nhập tuổi

void set_student_code(string); // nhập mã sinh viên

// get information

string get_name(); // lấy tên

int get_age(); // lấy tuổi

string get_student_code(); // lấy mã sinh viên

};

Ta sẽ phân tích định nghĩa trên của lớp Student Đầu tiên là từ khóa class, sau đó là tên lớp

mà người dùng muốn tạo (ở đây là Student) Phần còn lại nằm trong cặp ngoặc

móc {} chứa những thành của lớp Những dữ liệu như: name, age, student_code được gọi

là các thành phần dữ liệu (data members), còn các hàm như:set_name(), get_name(),

… được gọi là các hàm thành viên (member functions) hay phương thức (methods)

Thông thường các data members được để ở chế độprivate, còn các member functions thì ở chế độ public.

Trang 15

Từ khóa private và public là hai access-specifier quy định quyền truy nhập đối với các

thành phần trong lớp, nó sẽ có hiệu lực cho các thành phần của lớp đứng sau nó cho đến khi

gặp một access-specifier khác Tất cả các thành phần được khai báo là public sẽ có thể

được truy cập “thoải mái” bất cứ chỗ nào lớp có hiệu lực Ví dụ nó có thể được truy cập bởi hàm thành viên của của một lớp khác, hoặc các hàm tự do trong chương trình Các thành

phần private thì được bảo mật cao hơn Chỉ những thành phần của lớp mới có thể truy

nhập đến chúng Mọi cố gắng truy nhập bất hợp pháp từ bên ngoài đều sẽ gây lỗi Do đó ta

có thể mô tả cú pháp chung để định nghĩa một lớp như sau:

int num1, num2; // khai báo hai biến nguyên num1, num2

Student studentA, studentB; // khai báo hai đối tượng thuộc lớp Student là

studentA và studentB

2 Định nghĩa các hàm thành viên cho lớp

Trong định nghĩa trên của lớp mới chỉ khai báo các nguyên mẫu hàm (function prototypes)

chứ hoàn toàn chưa có thân hàm Ta sẽ phải định nghĩa các hàm này Có hai cách định

nghĩa các hàm thành viên: định nghĩa hàm thành viên ngay trong định nghĩa lớp hoặc khai báo nguyên mẫu trong lớp, còn định nghĩa bên ngoài lớp.

Định nghĩa hàm ngay trong định nghĩa lớp

Khi đó định nghĩa lớp được viết lại như sau:

void set_name(string str){ name=str; }

void set_age(int num){ age=num; }

void set_student_code(string str){ student_code=str; }

// get information

string get_name(){ return name; }

int get_age(){ return age; }

string get_student_code(){ return student_code; };

};

Ta nhận thấy các hàm đã được định nghĩa luôn trong nghĩa lớp Tuy nhiên cách này không phải là cách tốt Với bài này thì các hàm còn đơn giản, còn ngắn Nhưng trong thực tế khi ta xây dựng các lớp những lớp phức tạp hơn thì số lượng hàm sẽ nhiều hơn và dài hơn Nếu

Trang 16

định nghĩa trong lớp sẽ làm “mất mĩ quan” và khó kiểm soát Vì vậy trong định nghĩa lớp ta chỉ liệt kê các nguyên mẫu hàm, còn khi định nghĩa, ta sẽ định nghĩa ra bên ngoài

Khai báo hàm trong lớp, còn định nghĩa ngoài lớp

// set student code

void Student::set_student_code(string str){

// get student code

string Student::get_student_code(){

return student_code;

}

Cú pháp để định nghĩa một hàm thành viên bên ngoài lớp là:

Trang 17

C++ Code:

<kiểu_trả_về> <tên_lớp>::<tên_hàm_thành_viên>(danh_sách_tham_số){

// định nghĩa thân hàm ở đây

là hàm này nằm trong phạm vi lớp Student.

Có một sự khác nhau giữa hai cách định nghĩa hàm này không phải chỉ ở góc độ “thẩm mỹ”

Theo cách thứ nhất: định nghĩa luôn trong định nghĩa lớp, thì hàm được coi là“hàm nội tuyến” hay inline Thông thường khi muốn một hàm làm một việc gì đó thì ta phải làm một

việc là “gọi hàm” (invoke) Việc gọi hàm sẽ phải tốn các chi phí về thời gian như gửi lời gọi hàm, truyền đối số, … điều này có thể làm chậm chương trình C++ cung cấp một giải pháp

đó là “hàm nội tuyến” bằng cách thêm vào từ khóa inline trước kiểu trả về của hàm như sau:

C++ Code:

inline kiểu_trả_về> <tên_lớp>::<tên_hàm_thành_viên>(danh_sách_tham_số){

// định nghĩa thân hàm ở đây

}

Điều này “gợi ý” cho compiler sinh mã của hàm ở những nơi thích hợp để tránh phải gọi hàm Như vậy sẽ tránh được những chi phí gọi hàm nhưng ngược lại nó làm tăng kích thước của chương trình Vì cứ mỗi lời gọi hàm sẽ được thay thế bởi một đoạn mã tương ứng Vì

vậy chỉ khai báo một hàm là inline khi kích thước của nó không quá lớn và không chứa vòng lặp cũng như đệ quy Hơn nữa không phải hàm nào khai báo inline đều được hiểu

là inline, vì đó chỉ là “gợi ý” cho compiler Nếu compiler nhận thấy hàm có kích thước khá

lớn, xuất hiện nhiều lần trong chương trình, hoặc có chứa các cấu trúc lặp, đệ quy thì nó có

thể “lờ đi” yêu cầu inline này Hiện này các compiler đều được tối ưu rất tốt, vì vậy không cần thiết phải dùng inline Đó là sự khác biệt của các hàm thành viên được định nghĩa ngay

trong lớp so với các hàm thành viên được định nghĩa bên ngoài

Bài viết: 67

Trang 18

Lớp và đối tượng

BÀI 5b CLASSES & OBJECTS (PART 2)

3 Truy cập đến những thành phần của lớp

Để truy cập đến các thành phần của lớp ta dùng toán tử chấm (selection dot

operator) thông qua tên của đối tượng Ví dụ đoạn chương trình sau gọi

hàm set_name để nhập tên cho đối tượng studentA và gọi hàm get_name để lấy tên của

đối tượng :

C++ Code:

Student studentA; // khai báo đối tượng studentA thuộc lớp Student

studentA.set_name(“Bill Gates”); // gán tên cho studentA là “Bill Gates”

cout << studentA.get_name(); // in ra tên đối tượng studentA

Kết quả thu được là màn hình hiển thị dòng văn bản “Bill Gates” Để ý lại định nghĩa của hàm set_name và get_name:

Ta nhận thấy name là thành phần dữ liệu được khai báo private Điều đó nghĩa là chỉ có

những hàm thành viên mới có quyền truy nhập đến nó (sau này ta sẽ biết thêm một trường

hợp nữa, đó là hàm bạn – friend, cũng có khả năng truy nhập đến các thành

phần private) Hàm set_name và get_name là hai hàm thành viên của lớpStudent nên nó

có thể truy nhập và thao tác được trên dữ liệu name Nhưng nỗ lực truy nhập trực tiếp và các thành phần private mà không thông qua hàm thành viên như ví dụ sau sẽ gây lỗi biên

dịch (compilation error):

C++ Code:

Student studentA; // khai báo đối tượng studentA thuộc lớp Student

studentA.name=”Bill Gate”; // error

4 Ưu điểm của việc đóng gói dữ liệu và phương thức trong một đơn vị thống nhất – lớp

Việc đóng gói dữ liệu kết hợp với quy định phạm vi truy nhập cho các thành phần của lớp có nhiều ưu điểm

Thứ nhất: tạo ra sự gọn gàng dễ kiểm soát.

Việc đóng gói dữ liệu và các phương thức liên quan giúp chương trình gọn gàng hơn, lập trình viên dễ kiểm soát hơn vì tất cả đều được gói gọn trong phạm vi của lớp

Thứ hai: trừu tượng hóa dữ liệu, thông qua “giao diện”, tạo thuận lợi cho người

Trang 19

Việc cung cấp các hàm thành viên để thao tác trên các dữ liệu của đối tượng tạo sự “thân

thiện” cho người dùng Trong ví dụ lớp Student ở trên, để nhập tên cho một đối tượng ta chỉ cần gọi hàm set_name thông qua tên đối tượng mà không cần quan tâm đến cài đặt chi

tiết như thế nào

Thứ ba: tính bảo mật của dữ liêu được nâng cao

Để truy cập đến các dữ liệu private của một đối tượng bắt buộc phải thông qua hàm thành

viên Tức mọi “giao tiếp” với đối tượng đều phải thông qua “giao diện” mà ta đã quy định

trước Ví dụ: nhập tên cho studentA thì bắt buộc phải dùng hàm set_name, lấy tên thì dùng get_name Do đó sẽ tránh được những truy cập và sửa đổi bất hợp pháp, đồng thời

nếu phát sinh lỗi thì sẽ dễ khoanh vùng hơn Ví dụ khi yêu cầu trả về mã số sinh viên

của studentA thì phát hiện một số lỗi nào đó Rõ ràng những lỗi đó chỉ có thể do các hàm

có liên quan trực tiếp

đến student_code như set_student_code hoặc get_student_code chứ không thể

là set_name hay get_name được.

Thứ tư: tăng cường tính độc lập và ổn định hơn cho các thành phần sử dụng lớp trong chương trình

Giả sử vì một lý do nào đó mà thành phần name buộc phải đổi lại thành full_name thì

chương trình sẽ phải chỉnh sửa lại một chút Tuy nhiên chỉ những hàm thành viên nào liên

quan trực tiếp đến name mới phải sửa đổi, tức là các hàm set_name và get_name sẽ phải sửa lại name thành full_name Tuy nhiên, các hàm gọi đến hàm set_name vàget_name thì

không hề phải sửa lại, bởi vì nó không biết cài đặt chi tiết bên

trong set_name và get_name như thế nào mà chỉ biết “giao diện”

của set_name và get_namevẫn thế, do đó chương trình không phải chỉnh sửa nhiều.

Bài viết: 67

Hàm tạo (constructor)

Trang 20

BÀI 6 HÀM TẠO (CONSTRUCTOR)Bài này mình sẽ dành để viết về constructor trong C++ Tại sao phải dùng constructor, dùng nó như thế nào, và những vấn đề cần lưu ý khi sử dụng constructor sẽ là những nội

dung chính được đưa ra

int width; // chiều rộng

int height; // chiều cao

public:

// set width & height

void set_width(int); // nhập chiều rộng

void set_height(int); // nhập chiều cao

// get width & height

int get_width(); // lấy chiều rộng

int get_height(); // lấy chiều cao

Trang 21

int Rectangle::area(){

return height*width;

}

Điều gì sẽ xảy ra khi ta gọi hàm tính diện tích area trước khi thiết lập chiều rộng và chiều cao cho hình chữ nhật như trong đoạn chương trình sau:

C++ Code:

Rectangle my_rectangle; // khai báo đối tượng my_rectangle thuộc lớp

Rectangle

cout << my_rectangle.area() << endl; // in ra màn hình diện tích của

my_rectangle

Giá trị thu được trên màn hình có thể là một số âm ! Câu lệnh thứ nhất khai báo đối

tượng my_rectangle, chương trình sẽ cấp phát bộ nhớ cho các thành phần dữ

liệuwidth và height, giả sử width rơi vào ô nhớ mà trước đó có lưu trữ giá trị 20,

còn height rơi vào ô nhớ trước đó có lưu trữ giá trị -3 Ngay sau đó, câu lệnh thứ hai yêu cầu tính diện tích của my_rectangle rồi hiển thị ra màn hình, và kết quả ta thu được là diện tích my_rectangle bằng -60 ! Để đảm bảo mọi đối tượng đều được khởi tạo hợp lệ trước khi nó được sử dụng trong chương trình, C++ cung cấp một giải pháp đó là hàm

tạo (constructor)

2 Hàm tạo (constructor)

Constructor là một hàm thành viên đặc biệt có nhiệm vụ thiết lập những giá trị khởi đầu

cho các thành phần dữ liệu khi đối tượng được khởi tạo Nó có tên giống hệt tên lớp để

compiler có thể nhận biết được nó là constructor chứ không phải là một hàm thành viên giống như các hàm thành viên khác Trong constructor ta có thể gọi đến các hàm thành viên khác Một điều đặc biệt nữa là constructor không có giá trị trả về, vì vậy không được định kiểu trả về nó, thậm chí là void Constructor phải được khai báo

public Constructor được gọi duy nhất một lần khi đối tượng được khởi tạo Những lớp

không khai báo tường minh constructor trong định nghĩa lớp, như lớp Rectangle ở trên của

chúng ta, trình biên dịch sẽ tự động cung cấp một “constructor mặc định" (default

constructor) Construtor mặc định này không có tham số, và cũng không làm gì cả

Nhiệm vụ của nó chỉ là để lấp chỗ trống Nếu lớp đã khai báo constructor tường minh rồi thì

default constructor sẽ không được gọi Bây giờ ta sẽ trang bị constructor cho lớp Rectangle:

Trang 22

sẽ tạo ra một đối tượng my_rectangle có width=0 và height=0

3 Thiết lập giá trị bất kỳ cho các thành phần dữ liệu khi khởi tạo đối tượng

Một vấn đề được đặt ra là có thể khởi tạo những giá trị nhau khác cho các đối tượng ngay

lúc khai báo không? Giống như với kiểu int:

Cách thứ nhất: viết thêm một hàm tạo nữa có tham số.

C++ hoàn toàn không giới hạn số lượng constructor Chúng ta thích viết bao

nhiêu constructor cũng ok Đây chính là khả năng cho phép quá tải hàm của C++

(function overloading), trong trường hợp của ta là quá tải hàm tạo Tức là cùng một tên hàm nhưng có thể định nghĩa theo nhiều cách khác nhau để dùng cho những mục đích khác

nhau Để quá tải một hàm (bất kỳ) ta chỉ cần cho các hàm khác nhau về số lượng tham

số , kiểu tham số còn giữ nguyên tên hàm Tạm thời cứ thế đã, tớ sẽ đề cập rõ hơn

trong một bài riêng cho functions Bây giờ ta sẽ bổ sung thêm một constructor nữa vào định nghĩa lớp Rectangle:

Rectangle(); // hàm tạo không có tham số

Rectangle(int, int); // hàm tạo với hai tham số

/* các hàm khác khai báo ở chỗ này */

};

// member function definitions

// constructor with no parameters

Rectangle::Rectangle(){

width= ;

height= ;

}

// constructor with two parameters

Rectangle::Rectangle(int a, int b){

width=a;

height=b;

}

Trang 23

/* các hàm khác định nghĩa ở đây */

Bây giờ ta sẽ test bằng chương trình sau:

C++ Code:

Rectangle rectA; // gọi hàm tạo không tham số

Rectangle rectB(3 4); // gọi hàm tạo có tham số

cout << rectA.area() << endl; // kết quả là 0

cout << rectB.area() << endl; // kết quả là 12

C++ sẽ tự nhận biết để gọi constructor phù hợp Trong đoạn chương trình trên, câu lệnh thứ nhất khởi tạo đối tượng rectA nhưng không kèm theo truyền tham số vào, nên

compiler sẽ gọi tới hàm tạo thứ nhất, tức hàm tạo không có tham số Sau câu lệnh

này rectA đều có width và height đều bằng 0 Câu lệnh thứ hai khởi tạo đối tượng rectB,

nhưng đồng thời truyền vào hai đối số là 3 và 4 Do đó compiler sẽ gọi đến hàm tạo thứ hai

Sau câu lệnh này rectB có width=3 còn height=4 Và kết quả ta được diện tích

thằng rectA là 0, còn rectB là 12.

Cách thứ hai: dùng đối số mặc định (default arguments)

Chúng ta vẫn làm việc với lớp Rectangle ở trên và sẽ chỉ dùng một hàm tạo nhưng “chế

Rectangle(int 0, int 0); // hàm tạo với đối số mặc định

};

// constructor with default arguments

Rectangle(int 0, int 0);

Khai báo này cho biết, khi khai báo đối tượng, nếu đối số nào bị khuyết (tức không được truyền vào) thì sẽ được mặc định là 0 Và để đảm bảo không xảy ra sự nhập nhằng, C++

yêu cầu tất cả những đối số mặc định đều phải tống sang bên phải nhất (rightmost), tức

ngoài cùng bên phải Vì vậy:

C++ Code:

Rectangle rectA; // sẽ gán width=0, height=0

Rectangle rectB(4); // sẽ gán width=4, height=0

Rectangle rectC(2 6); // sẽ gán width=2, height=6

Trang 24

Chú ý: giá trị mặc định (ví dụ int =0) chỉ được viết lúc khai báo hàm, chứ không phải lúc định nghĩa hàm Nếu ta viết lại những giá trị mặc định này trong danh sách tham số

lúc định nghĩa hàm sẽ gây lỗi biên dịch

C++ Code:

// lỗi đặt đối số mặc định khi định nghĩa hàm

Rectangle::Rectangle(int a= , int b= ){ // error

hàm tạo ngầm định khi khai báo một mảng các đối tượng Ví dụ vẫn là lớp Rectangle với

hàm tạo hai tham số:

Rectangle(int, int); // hàm tạo với hai tham số

};

// constructor with 2 parameters

Rectangle rect_array[10]; // chục thằng thì có vấn đề - error

Điều này là do ta cần khai báo 10 thằng Rectangle nhưng lại không cung cấp đủ tham số

cho chúng, vì hàm tạo yêu cầu hai tham số cần phải được truyền vào Giải quyết chuyện này bằng cách bổ sung thêm một hàm tạo không có tham số hoặc chỉnh lại tất cả các tham

số của hàm tạo hai tham số bên trên thành dạng đối số mặc định là ok

Hết bài 6

Vấn đề không phải là bước nhanh, mà là luôn

Trang 25

Bài viết: 67

Hàm trong C++

BÀI 7a FUNCTIONS (PART 1)

from alpha to omega

-Bài này mình sẽ nói về một số vấn đề nâng cao về hàm trong C++ Vì vậy các bạn cần phải

có một số kiến thức nhất định về hàm Nói là nâng cao cho nó oách chứ thực ra nếu học C++ thì trước sau gì cũng phải biết đến mấy thứ này Mình sẽ cố gắng trình bày thật đầy đủ dễ hiểu Dưới đây là liệt kê những phần sẽ được đề cập trong bài:

• Tại sao phải dùng hàm?

• Khai báo và định nghĩa hàm (function declarations & function definitions)

• Truyền đối số cho hàm (passing arguments to functions)

• Trả về giá trị của hàm (returning value from functions)

• Đối số mặc định (default argument)

• Quá tải hàm (function overloading)

• Hàm nội tuyến (inline function)

• Phạm vi và lớp lưu trữ (scope and storage classes)

• Vai trò của biến toàn cục (role of global variable)

• Đối hằng và hàm hằng (const arguments & const functions)

1 Tại sao phải dùng hàm – why, why, why?

Hàm là một tập các câu lệnh được nhóm lại dưới một cái tên, gọi là tên hàm, dùng để thực hiện một công việc xác định nào đó Những vấn đề thực tế thường rất lớn và phức tạp Không thể giải quyết kiểu “một phát xong ngay” Kinh nghiệm của các bậc tiền bối trong lập trình cho thấy rằng, cách tốt nhất để phát triển cũng như bảo trì một phần mềm là phân chia và tổ chức nó thành những khối nhỏ hơn, đơn giản hơn Kỹ thuật này được biết với tên

gọi quen thuộc là “chia-để-trị” (devide-and-conquer) Tư tưởng chia-để-trị là một trong

những nguyên lý quan trọng của lập trình cấu trúc, tuy nhiên lập trình hướng đối tượng cung cấp những cách thức phụ trợ mạnh mẽ hơn để tổ chức chương trình Như mình đã

nói trong bài 1, khi giải quyết một “công việc lớn” ta phải chia nhỏ công việc đó ra, mỗi

phần sẽ quẳng cho một hàm đảm nhiệm Nếu từng phần công việc vẫn còn lớn thì lại chia

Trang 26

nhỏ tiếp cho tới khi đủ đơn giản, và tương tự cũng có các hàm tương ứng với những phần này Đó là nguyên nhân thứ nhất dẫn đến việc sử dụng hàm Một nguyên nhân nữa thúc đẩy việc sử dụng hàm là khả năng tận dụng lại mã nguồn Một hàm khi đã được viết ra có thể

được sử dụng lại nhiều lần Ví dụ: hàm strlen trong thư viện <string.h> của C được viết

để tính chiều dài của một xâu bất kỳ, vì vậy khi muốn tính độ dài của một xâu nào đó ta chỉ việc gọi hàm này là ok, thay vì lại phải viết một đoạn chương trình loằng ngoằng để đếm từng ký tự trong xâu Nói túm lại, nếu bạn không muốn viết chương trình theo kiểu “trâu bò” và “cục súc” thì bạn phải dùng hàm

2 Khai báo và định nghĩa một hàm (function declarations & function definitions)

Một nguyên tắc muôn thủa của C và C++ là mọi thứ cần phải được khai báo trước lần

sử dụng đầu tiên Bạn không thể sử dụng một biến hay hàm nếu như không nói trước cho

trình biên dịch biết điều đó (chắc compiler cho rằng hành động dùng mà không xin phép của

bạn là một sự "xúc phạm" với nó nên nó bực, nó không dịch cho ) Vì vậy trước khi sử dụng hàm ta phải khai báo Nếu ta chỉ khai báo tên hàm còn viết định nghĩa thân hàm ở chỗ

khác thì đó là sự khai báo bình thường (declaration) hay khai báo nguyên mẫu

hàm (prototype) Còn nếu ta viết luôn cả thân hàm thì đó là một sự định nghĩa

hàm (definition)

Khai báo nguyên mẫu hàm (function prototype declaration)

C++ Code:

<kiểu_trả_về> <tên_hàm>(danh_sách_tham_số);

Ví dụ:

int square(int); // tính bình phương của một số nguyên

Khai báo này giống như việc bạn nói với trình biên dịch: “này chú compiler, sẽ có một hàm kiểu như thế xuất hiện trong chương trình, vì vậy nếu chú nhìn thấy chỗ nào gọi cái hàm này thì đừng có xoắn, anh sẽ viết định nghĩa nó ở một xó nào đấy trong chương trình Yên tâm đi, anh không lừa chú đâu”

Định nghĩa hàm (function definition)

Bây giờ giả sử thằng compiler nó tạm thời “tin” theo lời chúng ta, rằng sẽ có định nghĩa đầy

đủ cho cái nguyên mẫu được khai báo trên kia, và nó bắt đầu dịch tiếp Giả sử nó gặp một câu lệnh như sau:

C++ Code:

x square(y); // giả thiết x, y đã được khai báo trước

Vì đã được thông báo từ trước nên nó sẽ “không xoắn”, mà bắt đầu tìm định nghĩa cho hàm này, vì nó vẫn tin vào “lời hứa” của chúng ta Nếu nó tìm mà không thấy, nghĩa là chúng ta

đã “lừa” nó, nó sẽ báo lỗi Vì vậy ta phải cung cấp định nghĩa cho hàm như đã cam kết Dưới

đây là định nghĩa cho hàm square:

C++ Code:

int square(int n){

return n*n;

}

Định nghĩa này bao gồm phần header (hay còn gọi là declarator) và theo sau nó là

phần thân hàm (body) Phần header phải tương thích với nguyên mẫu hàm, nghĩa là phải

có cùng kiểu trả về, cùng tên, cùng số lượng tham số và cùng kiểu tham số ở

Trang 27

những vị trí tương ứng.

Một số chú ý nhỏ

• Tham số (parameters) khác với đối số Tham số (hay còn gọi là tham số hình thức)

là những biến tượng trưng ở trong danh sách tham số, xuất hiện lúc khai báo nguyên mẫu hoặc định nghĩa hàm, còn đối số là dữ liệu truyền vào cho hàm khi hàm được gọi Ví dụ:

C++ Code:

int min(int a, int b); // a và b là tham số

minimum=min(x,y); // x, y đối số được truyền vào cho hàm

• Trong danh sách tham số ở khai báo nguyên mẫu có thể chỉ cần nêu kiểu dữ liệu của của tham số mà không cần nêu tham số, lúc định nghĩa mới cần Ví dụ

C++ Code:

int min(int, int); // khai báo nguyên mẫu không có tham số hình thức mà chỉ

3 Truyền đối số cho hàm (passing arguments to functions)

Đối số (argument) là một mẩu dữ liệu nào đó như một giá trị nguyên, một ký tự thậm chí

là cả một cấu trúc dữ liệu hết sức rối rắm như một mảng các đối tượng chẳng hạn, được truyền vào cho hàm Có nhiều cách truyền đối số cho hàm, ta sẽ xem xét các cách này và phân tích ưu nhược điểm của chúng Let’s go!

Truyền hằng (passing constants)

Xét hàm square ở trên, câu lệnh:

C++ Code:

x square(10);

sẽ thực hiện tính bình phương của 10, rồi gán kết quả thu được cho biến x Sau câu lệnh

này x có giá trị là 100 Ta thấy đối truyền vào cho hàm square ở đây là một hằng số kiểu

int điều này hoàn toàn hợp lệ miễn là hằng truyền vào có kiểu tương thích với kiểu của tham số hình thức Ta cũng có thể truyền cho hàm một hằng ký tự, hoặc hằng xâu ký tự Ví

dụ cho việc này là hàm printf của C.

Truyền biến (passing variables)

Đây là cách truyền đối số phổ biến nhất cho hàm xét đoạn chương trình sau:

là truyền bằng tham trị value) và truyền bằng tham chiếu

(pass-by-reference) Mỗi cách có một ưu, nhược điểm riêng và ta sẽ phân tích chúng để đưa ra cách

tối ưu nhất

a Truyền bằng tham trị (pass-by-value)

Trang 28

Xét đoạn chương trình sau:

C++ Code:

#include <iostream>

using namespace std;

int min(int a, int b){

return (a<b?a:b); // trả về số nhỏ nhất trong hai số nguyên

b có kiểu int, rồi copy giá trị của x, y vào hai biến đó Sau đó hai biến tạm đó được tống

vào trong hàm min và thực tế hàm min đang thao tác trên “bản sao” của x và y chứ

không phải trực tiếp trên x, y Điều này có cái lợi mà cũng có cái hại Cái lợi là do không bị thao tác trực tiếp nên các biến ban đầu (ở đây là x và y) sẽ không có khả năng bị "dính" những sửa đổi không mong muốn do hàm mingây ra Còn cái hại là nếu như ta muốn sửa

đổi giá trị của biến ban đầu thì lại không được (ví dụ muốn hoán đổi nội dung của hai

biến x, y cho nhau) vì mọi thao tác là trên bản sao của x, y chứ không phải trên x, y Thêm

nữa, khi tạo bản sao cần phải tạo ra những biến tạm copy dữ liệu từ biến gốc sang biến

tạm Điều này gây ra những chi phí về bộ nhớ cũng như về thời gian, đặc biệt khi kích

thước của các đối số lớn hoặc được truyền nhiều lần

b Truyền theo tham chiếu (pass-by-reference)

Như đã nói ở trên truyền theo tham trị không truyền bản thân biến vào mà chỉ truyền bản sao cho hàm Do đó có những hạn chế nhất định của nó Bây giờ mời bà con và cô bác

ngâm cứu cách truyền thứ hai, truyền theo tham chiếu (passing-by-reference) Có hai cách

để truyền theo tham chiếu là truyền tham chiếu thông qua tham chiếu reference-with-references), và truyền tham chiếu thông qua con trỏ (pass-by-

(pass-by-reference-with-pointers) Nghe có vẻ hơi lằng nhằng nhưng mình sẽ giải thích ngay bây

giờ

Truyền tham chiếu thông qua con trỏ

Chắc chắn các bạn đã quen thuộc với con trỏ rồi nên mình sẽ không nói nhiều về phần này Tuy nhiên có thể mình sẽ dành ra một bài để viết riêng về mục con trỏ nếu thấy cần thiết để đảm bảo tính hệ thống Nhắc lại, con trỏ là một biến đặc biệt lưu trữ địa chỉ của một biến

mà nó trỏ tới Cú pháp khai báo con trỏ cũng như cách sử dụng nó được mình họa trong chương trình sau:

C++ Code:

Trang 29

#include <iostream>

int main(){

int x; // khai báo một biến nguyên

int ptr; // khai báo một con trỏ kiểu nguyên

ptr= x; // ptr trỏ tới x hay gán địa chỉ của x cho ptr

// trước khi gọi swap

cout << "Before calling swap" << endl;

// sau khi gọi swap

cout << "After calling swap" << endl;

Trang 30

y=5

Mình sẽ giải thích về bản chất của cách truyền này Để ý câu lệnh:

C++ Code:

swap( x, &y);

Câu lệnh này truyền địa chỉ của x và y chi hàm swap, và hàm swap cứ thế mò thẳng đến vùng nhớ của x và y mà thao tác Điều này nghĩa mọi mọi thao tác trong hàm swap có thể làm thay đổi biến ban đầu, và do đó nó cho phép hoán đổi nội dung của x, y cho nhau

Truyền tham chiếu thông qua con trỏ cũng có cái lợi và cái hại Cái lợi thứ nhất là nó cho

phép thao tác trực tiếp trên biến ban đầu nên có thể cho phép sửa đổi nội dung của biến

nếu cần thiết (như ví dụ hàm swap trên) Thứ hai, cũng do thao tác trực tiếp trên biến gốc

nên ta không phải tốn chi phí cho việc tạo biến phụ hay copy các giá trị sang biến phụ Cái hại là làm giảm đi tính bảo mật của dữ liệu Ví dụ trong trường hợp hàm min ở

trên ta hoàn toàn không mong muốn thay đổi dữ liệu của biến gốc mà chỉ muốn biết thằng nào bé hơn Nhưng nếu truyền theo kiểu con trỏ như thế này có khả năng ta “lỡ” sửa đổi biến gốc và do đó gây ra lỗi (sợ nhất vẫn là những lỗi logic, nó không chạy thì còn đỡ, nó chạy sai mới đểu)

Truyền tham chiếu thông qua tham chiếu

Tham chiếu (reference) là một khái niệm mới của C++ so với C Nói nôm na nó là

một biệt danh hay nickname của một biến Chương trình sau minh họa đơn giản cách sử

dụng tham chiếu trong C++

int x; // khai báo biến nguyên x

int ref=x; // tham chiếu ref là nickname của x

ref=10; // gán ref=10, nghĩa là x cũng bằng 10

cout << x << endl; // in giá trị của x, tức là 10, lên màn hình

int ref; // lỗi không khởi tạo ngay khi khai báo

Mọi thay đổi về trên tham chiếu cũng gây ra những thay đổi tương tự trên biến vì bản chất

nó là hai cái tên cho cùng một biến (giống như thằng Bờm với con của bố thằng Bờm là

một thằng, giả thiết bố thằng Bờm chỉ đẻ được một thằng ) Vì vậy ta cũng có thể dùng tham chiếu để truyền đối số cho hàm với tác dụng giống hệt con trỏ Bây giờ ta sẽ cải

tiến lại hàm swap bên trên bằng cách dùng tham chiếu.

C++ Code:

#include <iostream>

Trang 31

Nhận xét: về cơ bản tác dụng của việc truyền theo tham chiếu và truyền theo con trỏ là

hòan toàn như nhau, tuy nhiên dùng tham chiếu sẽ tốt hơn vì nó làm cho “giao diện” của hàm thân thiện hơn Hãy so sánh việc truyền tham số của hai cách:

C++ Code:

// theo con trỏ

swap( x, &y);

// theo tham chiếu

swap(x, y);

Rõ ràng thằng dưới nhìn “thân thiện” hơn thằng trên (tự dưng để cái dấu & ở trước trông nó

chướng mắt ) Hơn nữa tham chiếu đã gắn với biến nào rồi thì cố định luôn, không thay đổi được, còn con trỏ không thích trỏ biến này nữa thì có thể trỏ sang biến khác, nên nếu lỡ tay mà ta cho nó “trỏ lung tung” thì không biết đằng nào mà lần

Lợi ích của việc truyền tham chiếu hằng (const references)

Bây giờ ta lại đặt ra vấn đề: liệu có cách nào tận dụng được tính an toàn bảo mật của truyền theo tham trị nhưng lại tận dụng được lợi thế về chi phí bộ nhớ và thời gian như truyền theo tham chiếu không? Câu trả lời đói là dùng tham chiếu hằng Chúng ta

sẽ xem chương trình sau:

C++ Code:

#include <iostream>

int min(const int& a, const int& b){

return (a<b?a:b); // trả về giá trị nhỏ hơn

Trang 32

C++ Code:

int min(const int& a, const int& b)

Việc đặt từ khóa const trước kiểu của tham số a và b như trên được gọi là truyền theo tham chiếu hằng Với từ khóa const này, ta vẫn truyền trực tiếp biếnx, y vào cho

hàm min nhưng hàm min không có quyền “sửa đổi” giá trị của x, y mà chỉ được dùng những thao tác không làm ảnh hưởng đến x, y như so sánh, lấy giá trị của x, y để tính toán, … Nếu cố tình sửa đổi x, y sẽ gây lỗi Xét một ví dụ như sau:

C++ Code:

int example(const int& a){

a=20; // lỗi vì cố tình sủa đổi tham chiếu hằng

return a;

}

Việc sử dụng tham chiếu hằng như trên là một ví dụ về nguyên tắc “quyền ưu tiên tối thiểu” (the principle of least privilege), một nguyên tắc nền tảng trong lập trình Trong

trường hợp này nghĩa là chỉ trao cho hàm min những quyền ưu tiên tối thiểu thao tác trên

dữ liệu để nó đủ thực hiện nhiệm vụ, không hơn Rõ ràng hàm min chỉ cần so sánh hai đối

số truyền vào để xem thằng nào nhỏ hơn rồi trả về giá trị Vì vậy truyền theo tham chiếu hằng là phương án đảm bảo nguyên tắc trên

Truyền cấu trúc dữ liệu (passing data structures)

Tạm thời mình chỉ giới thiệu cấu trúc đơn giản nhất là mảng (arrays) Còn những cấu trúc

dữ liệu phức tạp hơn, nếu có điều kiện mình sẽ nói trong dịp khác Như ta biết tên mảng là

một con trỏ hằng, trỏ đến phần tử đầu tiên của mảng Vì vậy truyền mảng giống như

truyền con trỏ vậy Chương trình sau gọi hàm input để nhập các phần tử vào một mảng,

và output để xuất các phần tử của mảng:

C++ Code:

#include <iostream>

void input(int*, int); // nguyên mẫu hàm input

void output(int*, int); // nguyên mẫu hàm output

int main(){

int num; // biến lưu số lượng phần tử mảng

int ptr; // con trỏ quản lý mảng

cout << "Enter number of elements: " << endl;

cin >> num; // nhập số lượng phần tử mảng

ptr=new int[num]; // cấp phát bộ nhớ động cho con trỏ ptr

cout << "Enter elements: " << endl;

input(ptr, num); //nhập mảng

cout << "Here are elements of the array: " << endl;

output(ptr, num); // xuất mảng

Trang 33

Bài viết: 67

Hàm trong C++

BÀI 7b FUNCTIONS (PART 2)

Trang 34

-4 Trả về giá trị của hàm (returning value from functions)

Khi hoàn tất nhiệm vụ, hàm có thể trả về một giá trị nào đó cho tên hàm Ví dụ

hàm square trả về giá trị là bình phương của đối số truyền vào Kiểu trả về của hàm quyết

định kiểu của giá trị được trả về Nó có thể là bất cứ kiểu built-in nào (như char, in,

long, double, … ) hoặc các kiểu người dùng định nghĩa như Rectangle hayStudent mà ta

đã xây dựng ở những bài trước Hàm cũng có thể trả về giá trị là một con trỏ hoặc một tham chiếu Phần này mình sẽ tập trung vào những vấn đề cần lưu ý khi trả về một con trỏ

hay hoặc một tham chiếu cho tên hàm

Trả về một con trỏ (returning a pointer)

Khi nào ta dùng hàm để trả về con trỏ? Có rất nhiều trường hợp bạn trả lại con trỏ cho lời gọi hàm Nhắc lại, xâu ký tự là một con trỏ hằng Bây giờ mình sẽ viết một chương trình

convert một xâu ký tự thành chữ hoa Trong chương trình có hàm to_upper nhận vào một

xâu ký tự ASCII-8 bit, đổi hết các ký tự thành ký tự hoa, rồi trả về xâu viết hoa:

C++ Code:

#include <iostream>

// hàm đổi sang chữ hoa

char* to_upper(char* str){

int length=strlen(str);

for(int i= ; i<length; i++){ // duyệt hết xâu

if(str[i]>=97 && str[i]<=122){ // nếu là chữ thường

str[i]- 32; // đổi thành chữ hoa

s2=new char[strlen(s1)]; // cấp phát bộ nhớ động cho con trỏ s2

s2=strcpy(s2,to_upper(s1)); // copy kết quả đổi xâu s1 thành chữ hoa cho

Hey, baby ! you are crazy

HEY, BABY ! YOU ARE CRARY

Trang 35

Đây là một ví dụ về việc trả về con trỏ cho hàm, tránh nhầm lẫn hàm trả về con trỏ với con trỏ hàm (function pointer) Bởi vì con trỏ hàm là một vấn đề tương đối phức tạp nên

mình sẽ viết riêng một bài

Trả về tham chiếu (returning a reference)

Hàm trả về tham chiếu tức là giá trị của hàm trả về là một tham chiếu đến một biến nào đó Hàm trả về tham chiếu có dạng:

C++ Code:

<kiểu_trả_về> tên_hàm>(danh_sách_tham_số){

// thân hàm

return var; // trả về tham chiếu đến biến var

}

Như đã phân tích trong bài trên (7a) mục so sánh ưu nhược điểm giữa truyền theo tham

chiếu và tham trị, thì dùng tham chiếu có lợi hơn về mặt hiệu suất (performance) vì nó cho phép thao tác trực tiếp trên các biến Nói chung, trong mọi trường hợp dùng tham chiếu sẽ

có lợi hơn tham trị, nếu cần đảm bảo an toàn cho dữ liệu thì dùng tham chiếu hằng Vì vậy, chỗ nào có thể dùng được tham chiếu thì nên dùng Nhưng lưu ý rằng nếu không cẩn thận sẽ

rất dễ mắc lỗi, đó là hiện tượng “tham chiếu treo” (dangling reference), nghĩa là tham

chiếu tới một đối tượng "không tồn tại", và gây là một lỗi logic Chúng ta không thể dự đoán được hành vi của chương trình Xét chương trình sau:

Trích dẫn:

[Warning] reference to local variable `sqr' returned

Rõ ràng thằng compiler cũng nhận ra điều gì đó “không ổn” Tại sao nó lại “không ổn”? Để ý

hàm dangling_square ta thấy biến sqr được khai báo trong hàm, do đó nó là một biến cục

bộ (local variable) Nó chỉ “sống” khi hàm dangling_square thực thi Khi hàm kết thúc nó cũng “die” theo hàm luôn Ở chương trình trên của ta, trước khi chết nó kịp return một cái

tham chiếu Trong hàm main câu lệnh:

Trang 36

C++ Code:

int y=dangling_square(x);

sẽ gán giá trị của dangling_square(x) cho y, nhưng giá trị này là một tham chiếu tới một

thằng đã "chết", vì vậy ta hoàn toàn không thể dự đoán được hành vi của chương trình

Khi nào ta có thể sử dụng tham chiếu mà không sợ bị dính tham chiếu treo? Câu trả

lời là tất cả những trường hợp mà biến trả về vẫn “sống” sau khi hàm kết thúc Ví dụ các

biến trả về có phạm vi rộng hơn phạm vi của hàm (như các biến toàn cục), hàm thành

viên trả về tham chiếu tới các thành phần dữ liệu Tuy nhiên chẳng ai làm điều này cả bởi vì

nó phá vỡ tính bảo mật của dữ liệu Thông qua tham chiếu này dữ liệu có thể bị sửa đổi,

điều này giống như “đục một cái lỗ qua bức tường private” vậy.

5 Đối số mặc định (default arguments)

Cái này mình đã nói qua trong bài nói về constructor, bây giờ mình sẽ nói rõ hơn Khi khai báo một hàm ta có thể chỉ định những giá trị mặc định cho các tham số Nếu như khi gọi hàm, những đối số tương ứng với những vị trí này bị khuyết (không được truyền) thì những

giá trị mặc định sẽ được thay thế vào đó Do đó chúng được gọi là đối mặc định (default arguments) Xét chương trình sau:

C++ Code:

#include <iostream>

int default_arg(int , int 1, int 2); // nguyên mẫu hàm với hai đối mặc định

int default_arg(int a, int b, int c){ // định nghĩa hàm

return a* *c;

};

int main(){

// truyền đủ đối, các giá trị mặc dịnh không được dùng

cout << default_arg(2, 3, 4) << endl;

// khuyết đối ở vị trí thứ 3, giá trị mặc định c=2 được dùng

cout << default_arg(2, 3) << endl;

// khuyết đối ở vị trí thứ 2 và thư 3, giá trị mặc định b=1, c=2 được dùng cout << default_arg(2) << endl;

C++ Code:

Trang 37

cout << default_arg(2, 3) << endl;

chỉ truyền vào hai đối là 2 và 3, trong khi hàm yêu cầu ba đối, vì vậy vị trí thứ 3 là vị trí

khuyết, và được sử dụng mặc định c=2.

6 Quá tải hàm (function overloading)

C++ cho phép nhiều hàm trùng tên nhau trong cùng một phạm vi, miễn là danh sách tham

số của chúng khác nhau (khác về số lượng tham số hoặc nếu cùng số lượng thì các tham số ở những vị trí tương ứng phải khác kiểu) Khả năng này được gọi là “quá tải hàm” (function overloading) Giả sử một hàm có tênoverloaded_func được quá tải

thành tầm chục cái hàm cùng tên thì khi bắt gặp lời gọi hàm overloaded_func, compiler sẽ

xem xét qua chục hàm này để tìm ra hàm phù hợp nhất dựa vào việc so sánh các đối số truyền vào với danh sách tham số ở header hàm (về số lượng cũng như kiểu ở các vị trí tương ứng) Ví dụ như chương trình sau:

C++ Code:

#include <iostream>

// khai báo ba hàm cùng tên

int min(int, int);

int min(int, int, int);

double min(double, double);

// hàm tính min 2 số nguyên

int min(int a, int b){

cout << "Call function 1: int min(int a, int b)" << endl;

int min(int a, int b, int c){

cout << "Call function 2: int min(int a, int b, int c)" << endl;

// hàm tính min hai số double

double min(double a, double b){

cout << "Call function 3: double min(double a, double b)" << endl;

Trang 38

Khi quá tải hàm có tham số mặc định thì cần phải hết sức chú ý bởi vì rất dễ dẫn đến sự

nhập nhằng Ví dụ ta có hàm min được quá tải thành hai hàm như sau:

C++ Code:

int min(int a, int b);

int min(int a, int b, int c= );

nếu bắt gặp câu lệnh

C++ Code:

x min(4, 6);

thì compiler không biết phải gọi hàm nào vì xét cả hai hàm đều hòan toàn hợp lệ Nếu gọi

hàm thứ nhất, min sẽ được truyền đủ 2 đối số và kết quả z=4 Còn nếu gọi hàm thứ hai, đối

thứ 3 bị khuyết và được mặc định là 0, kết quả z=0 Điều này gây ra lỗi biên dịch

Trang 39

07-03-2011, 09:00 PM

first_pace

Thành viên chính thức

Ngày gia nhập: 02 2011 Nơi ở: Hà Nội

Bài viết: 67

Hàm trong C++

BÀI 7c FUNCTIONS (PART 3)

-7 Hàm nội tuyến (inline function)

Khi tổ chức chương trình thành các hàm chương trình sẽ sáng sủa hơn, thuận tiện hơn cho debug và bảo trì Tuy nhiên trong lúc thực thi ta phải “gọi hàm” Việc gọi hàm tốn những chi

phí về không gian và thời gian nhất định Vì vậy C++ cung cấp khái niệm hàm nội

tuyến (inline) để giảm bớt chi phí gọi hàm, đặc biệt là với những hàm có kích thước nhỏ

Để khai báo một hàm là nội tuyến, ta chỉ cần đặt từ khóa inline phía trước kiểu trả về của

hàm Ví dụ

C++ Code:

inline int sqr(int x); // khai báo hàm sqr là inline

Khai báo một hàm inline gợi ý cho compiler sinh mã của hàm vào những nơi tương ứng mà

nó được gọi Điều này giúp tránh những lời gọi hàm, nhưng ngược lại nó làm tăng kích thước chương trình vì mỗi nơi có lời gọi hàm sẽ được chèn vào một bản copy mã đã được dịch của

hàm Compiler có thể lờ đi những yêu cầu inline nếu nhận thấy kích thước hàm quá lớn, có

chứa các cấu trúc lặp hoặc đệ quy

7 Phạm vi (scope)

Phạm vi của một đối tượng quyết định hai điểm: thứ nhất, nó quy định những đoạn code nào

có thể tác động được lên đối tượng, thứ hai, nó quy định thời gian tồn tại của đối tượng

(lifetime) Trong C++, nếu phân loại theo phạm vi thì sẽ có 3 loại biến: cục bộ, tham số hình thức, và biến toàn cục.

a Biến cục bộ (local variables)

Biến cục bộ là những biến được khai báo bên trong một khối lệnh Một khối lệnh (code block) là một nhóm các câu lệnh được nhóm lại bên trong cặp ngoặc móc {} Ví dụ:

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	323,12 KB