KỸ THUẬT LẬP TRÌNH (p5) pptx

0 K K Ỹ Ỹ THU THU Ậ Ậ T L T L Ậ Ậ P TRÌNH P TRÌNH KỸ THUẬT PHÁT TRIỂN CHƯƠNG TRÌNH NỘI DUNG  Hàm và Thủ tục  Phát triển chương trình bằng phương pháp tinh chỉnh dần từng bước.  Định nghĩa và sử dụng hàm trong ngôn ngữ C  Hàm/thủ tục đệ quy 1 H H À À M V M V À À TH TH Ủ Ủ T T Ụ Ụ C C  Thủ tục (Procedures) và Hàm (functions) thể hiện hai dạng của chương tình con (subprograms)  Cho phép lặp đi lặp lại một đoạn code hoặc một tính toán nhất định.  Hàm/thủ tục có thể được gọi từ nhiều chỗ khác nhau trong chương trình. – Bằng cách thay thế một dãy các chỉ thị bởi một lệnh duy nhất (lệnh gọi hàm/thủ tục) sẽ giúp mã nguồn dễ đọc và dễ duyệt lỗi hơn.  Hàm có kết quả trả về còn thủ tục thì không. 2  Đối số và Tham biến (Arguments and Parameters)  Ví dụ { Cộng num1 và num2 rồi ghi kết quả vào biến sum} Procedure Adder(num1 : real; num2 : real; var sum : real); begin sum := num1 + num2; end;  Phạm vi của các biến: • biến cục bộ trong chương trình con • biến toàn cục 3 Vài điểm quan trọng về đối và tham biến của chương trình con:  Số lượng đối số hay tham số thực sự (arguments) nhất thiết phải bằng số tham biến (parameters)  Thứ tự là quan trọng. Đối số đầu tiên tương ứng với tham biến đầu tiên, đối số thứ k tương ứng với tham biến thứ k, …  Kiểu dữ liệu của mỗi đối số phải tương thích với kiểu dữ liệu của tham biến tương ứng.  Tên không quan trọng. Tên của đối số không nhất thiết phải giống với tên tham biến tương ứng của nó.  Phân biệt hai cách truyền dữ liệu cho hàm/thủ tục: truyền theo tham chiếu ( by reference ) hay truyền theo trị (by value) 4  Truyền theo tham chiếu: vị trí trong bộ nhớ (địa chỉ) của đối số được truyền cho chương trình con, cho phép chương trình con truy nhập tới biến thực sự và thay đổi nội dung của nó.  Truyền theo trị: giá trị của đối số được truyền cho chương trình con, cho phép chương trình con truy nhập đến “bản sao” của biến. Truyền theo trị bảo toàn nội dung của biến ban đầu. 5  Ưu điểm của các hàm/thủ tục • Chia tách và kiểm soát (“Chia để trị”) – Khả năng quản lý chương trình và phát triển • Khả năng sử dụng lại các hàm/thủ tục – Sử dụng các hàm/thủ tục đã có sẵn, chạy ổn định để xây dựng các khối chương trình mới – Tính trừu tượng: che dấu các chi tiết bên trong hàm – Tránh phải lặp lại một đoạn chương trình (code) 6 C C á á c bư c bư ớ ớ c th c th ự ự c hi c hi ệ ệ n ph n ph á á t tri t tri ể ể n chương tr n chương tr ì ì nh nh  Hiểu rõ yêu cầu bài toán: có thể diễn đạt lại bài toán bằng ngôn ngữ đặc tả, các kí hiệu toán học hay các công thức. • Mục tiêu chung của chương trình là gì? • Chương trình cần dữ liệu vào là gì? • Dữ liệu ra của chương trình là gì? sẽ như thế nào? kết xuất ra đâu? (màn hình, máy in, đĩa?) • Công thức tính hay cách xử lý thế nào để có kết quả (dữ liệu) ra? • Dữ liệu vào và ra nên ở định dạng nào? 7 C C á á c bư c bư ớ ớ c th c th ự ự c hi c hi ệ ệ n ph n ph á á t tri t tri ể ể n chương tr n chương tr ì ì nh nh  Hình thành ý tưởng về cách giải bài toán • Chương trình có thể được phân tách thành các quá trình rời rạc (các mô đun) như thế nào? • Chương trình chính sẽ sử dụng các mô đun này như thế nào? Các mô đun giao tiếp với nhau như thế nào? • Những mô đun này có cần tách thành các phần chức năng nhỏ hơn? 8  Thiết kế thuật toán bằng phương pháp tinh chỉnh dần từng bước.  Cài đặt chương trình theo thuật toán • Viết chương trình chính (việc viết các mô đun như thế nào sẽ hoàn thiện sau. Thay vào đó, có thể tạm đưa ra những lệnh giả định để chương trình có thể họat động. Điều này cho phép thử nghiệm tính logic của chương trình chính). • Cuối cùng, viết các mô đun. Kiểm nghiệm và duyệt lỗi từng mô đun thật kỹ rồi trước khi đưa vào chương trình chính. Nếu mô đun được phân tách thành nhiều tiến trình nhỏ hơn thì phải viết mã (code) cho các tiến trình này trước, thử nghiệm và duyệt lỗi cẩn thận rồi mới ghép lại thành mô đun. 9 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Chiến lược thiết kế từ trên xuống (top - down) • Thiết kế giải thuật từ tổng thể đến chi tiết • Module hoá bài toán – Chia bài toán (module chính) thành các module con cho đến khi mỗi module con là một bài toán đã biết cách giải quyết • “Chia để trị” – Chia (Divide): Chia bài toán lớn, thành nhiều bài toán nhỏ – Trị (Conquer): Sử dụng thuật toán đệ quy để giải từng bài toán nhỏ – Kết hợp (Combine): Tạo ra lời giải cho bài toán cuối cùng bằng cách sử dụng thông tin từ kết quả giải các bài toán nhỏ. 10 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Stepwise refinement  Tinh thần: module hoá bài toán, thiết kế kiểu top-down • Bước 0. Trình bày ý chính của giải thuật bằng ngôn ngữ tự nhiên. ? Làm cái gì? • Bước 1 trở đi: Chi tiết hoá dần những ý trong giải thuật, sử dụng nhiều ngôn ngữ giả code (giả mã − pseudo code) hơn. Kết quả cuối cùng của quá trình tinh chỉnh là chương trình viết trên ngôn ngữ lập trình đã chọn trước với cấu trúc dữ liệu dạng lưu trữ, cài đặt cụ thể. ? Làm như thế nào? 11 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Bài toán: Tìm các số có 2 chữ số mà khi đảo trật tự của hai số đósẽ được một số nguyên tố cùng nhau với số đã cho.  Bước 0: 12 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Bước 1. • Dữ liệu vào: • Dữ liệu ra: • Ý tưởng thuật toán: – Tìm các số từ 10 đến 99 thoả mãn yêu cầu và ghi vào mảng S và n là số lượng các số tìm được. – Hiển thị kết quả từ mảng S. 13 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Bước 2.  Function Tim • Vào: • Ra: mảng S và n • Biến nguyên n lưu số lượng các số tìm được 1. n := 0; 2. Với mỗi số x trong [10 99], Kiểm tra xem x có số đảo là nguyên tố cùng nhau hay không, nếu đúng thì đưa x vào mảng S và n := n + 1; 14 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Bước 3. Hàm tìm số đảo • Function Sodao – Vào: x là số nguyên dương – Ra: Số đảo của x – Ý tưởng: Từ x, lần lượt lấy các chữ số từ bên phải của x để tạo số y từ trái sang phải. 1. Khởi đầu y:=0 2. Với x> 0, lặp quá trình lấy chữ số hàng đơn vị của x bổ sung vào bên phải y Tính y := y * 10 + (x mod 10) rồi x := x div 10 3. Trả về số đảo là y 15 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Bước 4. Kiểm tra xem x và số đảo của nó có nguyên tố cùng nhau hay không  Function NTCN • Vào: x là số nguyên dương • Ra: True, nếu x và số đảo nguyên tố cùng nhau False, nếu ngược lại. • Ý tưởng: x là nguyên tố cùng nhau với số đảo của x khi và chỉ khi UCLN (x, Sodao(x)) = 1. if UCLN (x, Sodao(x)) = 1 then Return True else Return False; 16 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Bước 5. Tìm UCLN của hai số nguyên dương: Thuật toán Euclid • Function UCLN • Vào: m, n nguyên (m >= n>= 0) • Ra: UCLN là ước chung lớn nhất của m,n • Biến r là số nguyên dương 1. Nếu m>n thì chuyển sang bước 2, ngược lại, hoán chuyển giá trị của m và n. 2. Nếu n bằng 0 thì trả về UCLN = m và kết thúc thuật toán Ngược lại, chuyển sang bước 4. 3. Tính r là phần dư của phép chia m cho n. 4. Gán giá trị của n cho m và của r cho n. Quay lại bước 2. 17 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C  Bước 6. • Hàm tìm UCLN Function UCLN(a,b: integer) : integer; Var r: integer; Begin If m < n then Begin r := m; m := n; n := r; end; While n > 0 do Begin r := m MOD n; m := n; n := r; end; UCLN := m; End; 18 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C • Function Sodao(x: integer): integer; Var y: integer; Begin y := 0; while x > 0 do begin y := 10*y + (x MOD 10); x := x DIV 10; end; Sodao := y; End; 19 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C • Function NTCN (x: integer): Boolean; Begin If UCLN(x, Sodao(x)) = 1 then NTCN := True Else NTCN := false; End; 20 PHƯƠNG PH PHƯƠNG PH Á Á P TINH CH P TINH CH Ỉ Ỉ NH T NH T Ừ Ừ NG BƯ NG BƯ Ớ Ớ C C • Function Tim(Var s: array[1 80] of integer):integer; Var x, n: integer; Begin n := 0; for x := 10 to 99 do if NTCN(x) then begin n := n + 1; s[d] := x; end; Tim := n; end; 21  Bước 7. Cài đặt chương trình theo thuật toán (Bài tập!) 22 B B à à i t i t ậ ậ p p  Phát triển chương trình thực hiện các thao tác trên phân số: • Nhập vào phân số • Hiển thị phân số • Cộng, trừ hai phân số • Nhân, chia hai phân số . 0 K K Ỹ Ỹ THU THU Ậ Ậ T L T L Ậ Ậ P TRÌNH P TRÌNH KỸ THUẬT PHÁT TRIỂN CHƯƠNG TRÌNH NỘI DUNG  Hàm và Thủ tục  Phát triển chương trình bằng phương pháp tinh chỉnh dần từng bước. . chương trình con, cho phép chương trình con truy nhập tới biến thực sự và thay đổi nội dung của nó.  Truyền theo trị: giá trị của đối số được truyền cho chương trình con, cho phép chương trình. các phần chức năng nhỏ hơn? 8  Thiết kế thuật toán bằng phương pháp tinh chỉnh dần từng bước.  Cài đặt chương trình theo thuật toán • Viết chương trình chính (việc viết các mô đun như thế