Bài này cung cấp các khái niệm cơ bản như khái niệm về lập trình, khái niệm về ngôn ngữ lập trình, phân loại ngôn ngữ lập trình, khái niệm về thuật toán, cách trình bày thuật toán. Đặc biệt, cung cấp cho người học làm quen với việc thực hiện từng bước để giải một bài toán rất chặt chẽ, logic dưới dạng chạy từng bước của thuật toán đề ra. Điều này tạo cho người mới học lập trình phong cách tư duy logic từng bước rất chặt chẽ trong việc giải quyết các bài toán trên máy tính. Trong bài cũng yêu cầu người học, bằng những hiểu biết của mình, tự đưa ra các thuật toán để giải quyết một số bài toán đơn giản thông thường.
Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người BÀI 2: GIỚI THIỆU VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C/C++ Mục đích: Bài giới thiệu vấn đề ngơn ngữ lập trình C/C++ Bắt đầu từ khái niệm đơn giản tập ký hiệu, tên/từ khóa, câu lệnh, khối lệnh quy tắc viết lệnh, viết chương trình Một khái niệm quan trọng xun suốt q trình mơn học biến nhớ, cách khai báo vấn đề sử dụng Trọng tâm kiểu liệu, phép toán cách viết biểu thức Các quy tắc viết lệnh nhập, lệnh in liệu số lệnh đơn giản trình bày Trong bài, vấn đề có ví dụ minh họa cách viết lệnh, trường hợp sử dụng tập nhằm nêu bật vai trị vấn đề lập trình C/C++ 2.1 Các thành phần ngơn ngữ lập trình Chúng ta thấy ngôn ngữ tự nhiên tiếng Anh hay tiếng Việt cấu tạo từ phần tử nhỏ nhất, bảng chữ dấu Bằng quy tắc, cú pháp ngữ nghĩa để ghép chúng lại với tạo nên từ, sau ghép từ với tạo nên câu, đoạn văn cuối tạo nên văn Ngơn ngữ lập trình vậy, cấu tạo từ phần tử gọi bảng ký hiệu Một chương trình phần mềm hình thành từ ký hiệu cách áp dụng quy tắc ngơn ngữ lập trình áp dụng dựa quy trình thiết kế cho chương trình Sau khái niệm ngơn ngữ lập trình nói chung quy tắc áp dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ Cơ sở lập trình – Bài Trang Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người 2.1.1 Bảng ký hiệu Như đề cập trên, bảng ký hiệu gồm phần tử ngơn ngữ lập trình Hầu hết ngôn ngữ sử dụng bảng ký hiệu chữ cái, chữ số dấu ngôn ngữ tự nhiên (tiếng Anh) Điều làm đơn giản người lập trình áp dụng để viết chương trình Cụ thể với ngơn ngữ C/C++, bảng ký hiệu sử dụng bao gồm: - Nhóm chữ cái: chữ in hoa A,B,C, ,Z chữ in thường a,b,c, ,z - Nhóm chữ số: 0,1,2, ,9 - Nhóm dấu: +,-,*,/,>,, =, cho kết 5) cho kết d) Phép gán biểu thức Phép gán thực tính tốn chuyển liệu vào biến nhớ chương trình, cách thức sau: vế_trái = vế_phải ; Máy thực tính tốn vế phải đưa kết vào vế trái, vế trái ln ln biến nhớ Vế phải giá trị hằng, biến nhớ biểu thức (tức gồm phép toán liệu để tính tốn) Một biểu thức sử dụng thêm cặp dấu mở đóng ngoặc nhằm đặt ưu tiên thực cao từ Cơ sở lập trình – Bài Trang Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người Ví dụ: a = 5; b = + 3; x = 17.0/2; y = (2.5+4*2)/(2+4/(1.5-3)); e) Các phép tốn thao tác bít Các phép tốn tác động lên bít hai tốn hạng để thực theo bảng kết sau: Ví dụ: & cho kết | cho kết ^ cho kết Minh họa hình vẽ dạng bít sau: PT 5&3 5|3 5^3 1 1 1 1 1 0 KQ 0 1 1 0 f) Các phép tốn mở rộng Ngồi phép tốn trên, ngơn ngữ C cung cấp số phép toán mở rộng giúp cho người lập trình viết chương trình thuận tiện nhanh hơn, bao gồm: - Các phép tăng 1, giảm : ++ -Cơ sở lập trình – Bài Trang 10 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người g) Phép chuyển đổi kiểu liệu Phép chuyển đổi kiểu liệu việc chuyển liệu từ kiểu sang kiểu khác, chuyển bị liệu Cú pháp để chuyển sau: (tên_kiểu_mới) dữ_liệu_cần_chuyển_kiểu Ví dụ: a = 1/2; cho kết tốn hạng số nguyên a = (float)1/2; cho kết qủa 0.5 số chuyển thành số thực Nếu kiểu liệu có miền giá trị lớn kiểu liệu cũ việc chuyển khơng liệu, ví dụ từ số nguyên (int) sang số thực (float) Nếu chuyển từ số thực sang số nguyên bị phần thập phân sau dấu phẩy Ví dụ: a = (int)35.687; cho kết a 35 Đối với phép gán (=), số trường hợp máy tự động chuyển đổi kiểu từ liệu vế phải phép gán kiểu phù hợp với biến nhớ vế trái Do đó, phải cẩn thận để khơng bị liệu cách nguy hiểm khó kiểm sốt sau chương trình lớn Chẳng hạn, phép gán sau: int a = 1.5/2; Rõ ràng, kết vế phải 0.75 gán vào biến “a” vế trái kiểu nguyên (int) tự động ép kiểu số nguyên với giá trị Vậy biến “a” thay 0.75 Cơ sở lập trình – Bài Trang 12 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người 2.2 Quy tắc mã hóa (coding) chương trình 2.2.1 Câu lệnh khối lệnh Để yêu cầu máy tính thực thao tác phải viết lệnh tương ứng, cách sử dụng tên chuẩn từ khóa kết hợp với biểu thức Trong C/C++, kết thúc câu lệnh phải có dấu chấm phẩy (;) Ví dụ: a = 5*3/2.5-4; //sẽ u cầu máy tính tốn vế phải đưa kết sang vế trái a clrscr(); //sẽ u cầu máy xóa hình printf(“Hello, how are you?”); //sẽ yêu cầu máy lên hình dòng chữ cặp dấu nháy kép Một câu lệnh viết dịng, dịng viết nhiều câu lệnh Thông thường câu lệnh chưa đủ để thực chức hay thao tác yêu cầu, phải viết nhiều câu lệnh tạo thành khối lệnh Khối lệnh phải viết vào cặp dấu ngoặc nhọn { } Ví dụ: { a = 5*2-3; b = a/2.5+1; printf(“ %d ”, a+b ); } Khối lệnh lồng nhau, tức khối lệnh có khối lệnh bên Cơ sở lập trình – Bài Trang 13 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người Ví dụ: { a = 5*7; b = a/4.5-2; { c = a+b; printf(“ %d ”,c); } printf(“ %d ”,b); } 2.2.2 Cấu trúc thành phần chương trình C/C++ Để viết chương trình ngôn ngữ C/C++ sử dụng cấu trúc chung sau: 1- khai báo thư viện cần dùng 2- định nghĩa giá trị 3- định nghĩa kiểu liệu 4- định nghĩa chương trình (hàm) 5- khai báo biến nhớ tồn cục 6- viết chương trình Giải thích: - Phần dùng để nạp thư viện cần sử dụng chương trình viết sau: #include #include Ở nạp thư viện , chương trình lớn địi hỏi phải sử dụng thêm thư viện khác Danh sách ý nghĩa số thư viện sau: Cơ sở lập trình – Bài Trang 14 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người Tên thư viện Ý nghĩa Chứa lệnh nhập xuất liệu Các lệnh hỗ trợ xử lý hình, bàn phím Các lớp & đối tượng xử lý nhập xuất liệu Xử lý hỗ trợ nhập xuất liệu đối tượng Các tiện ích hỗ trợ xử lý Các xử lý tính tốn số học Các xử lý xâu ký tự Các hỗ trợ xử lý thời gian - Phần dùng để định nghĩa giá trị hằng, cách thức viết trình bày (sử dụng #define) - Phần 3, 4, trình bày chương - Phần để viết chương trình chính, chương trình có chương trình điều khiển hoạt động tồn chương trình Chương trình viết sau: void main() { … viết lệnh yêu cầu máy thực … } Ở void kiểu liệu không xác định sử dụng chương trình Tuy nhiên bỏ qua từ khóa void máy mặc định kiểu int, viết int thay cho void Khi cuối chương trình phải có lệnh “return 0” Trong số mơi trường, trình biên dịch u cầu chương trình “main” phải có kiểu “int” Trong cấu trúc yêu cầu tối thiểu phần phần phải có chương trình, chương trình đơn giản viết sau: Cơ sở lập trình – Bài Trang 15 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người #include #include void main() { … khai báo biến nhớ đầu chương trình … … viết lệnh vào … } Chú ý: Các biến nhớ cần phải khai báo trước sử dụng Trong phạm vi (khối lệnh) biến phép khai báo lần Quy tắc khai báo biến đề cập phần Có thể định nghĩa nhiều biến nhớ kiểu liệu lệnh khai báo, biến nhớ phải cách dấu phẩy Ví dụ: int a, b, c; //khai báo biến số nguyên float x, y, z; //khai báo biến số thực Có thể sử dụng toán tử gán khai báo biến nhớ để gán liệu ban đầu cho biến nhớ theo cách sau: int float a=5, b=8, c=0; x=1.5, y=576; Chú ý: Khi cần thích cho dịng lệnh, C/C++ thích dịng cách dùng cặp dấu “//” nhiều dòng cặp dấu “/*” “*/” Ví dụ: int a; float b; // thích dịng /* thích viết nhiều dịng */ Cơ sở lập trình – Bài Trang 16 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người 2.2.3 Quy trình thực chương trình máy Để lập trình máy tính ngơn ngữ đó, phải sử dụng mơi trường lập trình (IDE - Integrated Development Enviroment) Nó phần mềm cung cấp chức cho việc lập trình Sau bước để viết chương trình chạy thử máy tính: Bước 1) Khởi động phần mềm mơi trường lập trình (IDE) Bước2) Tạo tệp chương trình nguồn (có thể dự án) Bước 3) Biên soạn mã lệnh (code) cho chương trình, gọi chương trình nguồn (source) Bước 4) Kiểm tra lỗi biên dịch chương trình Bước 5) Chạy thử chương trình Đối với C/C++, tệp tin chứa nội dung chương trình nguồn phải có phần mở rộng *.C *.CPP Hiện thường sử dụng mở rộng *.CPP (viết tắt C Plus Plus / C++) Khi thực chương trình máy tính tự động vào thực lệnh chương trình (“main”) Q trình thực từ xuống từ trái sang phải Ví dụ: có chương trình sau #include #include void { main() A1; A2; B1; A3; B2; B3; C1; } Máy thực lệnh theo thứ tự: A1, A2, B1, A3, B2, B3, C1 Cơ sở lập trình – Bài Trang 17 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người Hình vẽ sau minh họa trình lập trình, kiểm tra lỗi, biên dịch chạy thử chương trình máy tính *.CPP Lập trình *.EXE Biên dịch Chạy thử Chương Chương trình trình nguồn mã máy Lỗi biên dịch (cú pháp) Lỗi chạy thử, kết sai 2.3 Một số lệnh mang tính 2.3.1 Lệnh nhập/xuất liệu Nhập/xuất liệu thao tác lập trình, chúng ln cần thiết chương trình nhằm cung cấp tương tác người dùng với máy tính chạy chương trình Có thể minh họa cấu trúc nhập/xuất liệu chương trình đơn giản: Chương trình Xử lý liệu Xuất kết Nhập liệu Các biến nhớ chứa liệu Trong C/C++ cung cấp hai chế độ nhập/xuất liệu, thứ dựa chế vào/ra liệu chuẩn (standard input/output) thứ hai dựa chế dịng vào/ra (input/output stream) Cả hai chế độ dùng kết hợp thông thường Cơ sở lập trình – Bài Trang 18 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người sử dụng tách biệt, tức chương trình dùng hai chế độ cho việc nhập/xuất liệu Sau bảng giới thiệu sơ lệnh nhập/xuất liệu theo hai chế Nhập/xuất theo chế độ chuẩn, thư viện Nhập/xuất theo chế độ dòng, thư viện printf( “F” , D ); Hiện liệu cout> B; Nhập liệu cin.get( X , n ); Nhập xâu ký tự ); gets( X ); Nhập xâu ký tự fflush(stdin); Xóa đệm bàn cin.ignore(); Bỏ trơi qua ký phím tự dịng nhập cin.ignore(256,\n); Bỏ qua ký tự gặp dấu xuống dòng Trong đó, - “F” định dạng liệu nhập/xuất bao gồm : + “%d” nhập/xuất số nguyên, “%f” nhập/xuất số thực, “%s” nhập/xuất xâu ký tự, “%c” nhập/xuất ký tự, “%x” nhập xuất số hexa - D liệu cần hiển thị hằng, biến biểu thức - B biến nhớ chứa liệu nhập (dấu & trước biến nhớ để lấy địa biến) - X xâu ký tự, với độ dài tối đa chứa n Trong hai chế độ này, làm việc với chế độ văn hình chia thành ô theo hàng cột để hiển thị ký tự, chiều ngang có cột đánh số thứ tự từ chiều dọc có hàng đánh số thứ tự từ 0, minh họa hình vẽ sau Cơ sở lập trình – Bài Trang 19 Trung tâm Đào tạo E-Learning Cơ hội học tập cho người cột thứ j hàng thứ i j,i Mỗi hình có tọa độ cột thứ hàng thứ mấy, ô ký tự Trên hình văn có trỏ hình nhấp nháy để xác định tạo độ ô thời Ví dụ: printf( “ %d ” , 65 ); cout