Hướng dẫn lập trình pascal

Hướng dẫn lập trình Pascal - Từ cơ bản tới nâng caoPascal là 1 trong những ngôn ngữ lập trình cấp cao sớm xuất hiện và phần nào thể hiện được ưu điểm của nó trong việc ứng dụng để giải

Hướng dẫn lập trình Pascal - Từ cơ bản tới nâng cao

Pascal là 1 trong những ngôn ngữ lập trình cấp cao sớm xuất hiện và phần nào thể hiện được

ưu điểm của nó trong việc ứng dụng để giải quyết các bài toán trên máy tính Thêm nữa Pascal cũng được đưa vào nhiều trường học để giảng dạy lập trình do tính gần gũi và khoa học trong

cú pháp của nó.

Ở bài đầu này chúng ta sẽ làm quen với công cụ để lập trình Pascal và làm 1 bài lập trình nhỏ

Công cụ sử dụng ở đây là Turbo Pascal 7.0 các bạn có thể tải về theo link ở dưới, cài đặt sau đó

vào thư mục TurboPascal-7.0\BIN chạy file (click đúp) TPX có hình chữ MS DOS viết cách điệu (thực ra ở đây có 3 file TPX thì 2 file là có thể xài được chỉ có 1 file là cái icon là nhấn vào ra cái ảnh nhỏ thôi )

- Thoát khỏi Turbo Pascal Alt + X

Hoặc có thể sử dụng Menu ở trên chỉ cần bạn biết chút tiếng Anh

Chương trình đầu tiên:

Với Program là từ khóa còn Hello là tên chương trình

var bien: kieu_bien

Khai báo tất cả biến dùng trong chương trình // Phần này sau sẽ nói rõ hơn

Phần 2: Thân chương trình

Nằm trong cụm “begin … end.”

Chú ý sau end phải có dấu “.”

Sau mỗi lệnh phải có dấu “;” // Phần này sau sẽ nói rõ hơn

Với ví dụ trên nhấn F9 nếu báo không có lỗi thì nhấn Ctrl+F9 màn hình đen ngòm sẽ hiện ra với dòng chữ Chao mung cac ban den voi chuong trinh cua tui

Thế bạn nghĩ công nghệ mới cần tiếp cận ra sao, đi tắt đón đầu, copy sao chép rồi chế lại Không cócái cơ bản bạn sẽ chẳng thể làm gì được, Pascal sẽ tạo nền tảng cho bạn, một người mới lập trình liệu có hiểu ngay bản chất được cái lệnh i=i+1; hay khi nhìn i:=1+1; người ta dễ nhớ đây là phép gán hơn

Tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu thêm 1 ví dụ nhỏ nữa:

Nhập vào 1 số và in ra bình phương của nó:

ta chạy chương trình tức không ảnh hưởng tới nội dung chương trình chúng ta muốn thực thi Sau

khi các bạn đã code được như trên chúng ta lại nhấn F9 nếu báo không có lỗi thì nhấn

Ctrl+F9 khi có yêu cầu nhập thì hãy gõ 1 số thực vào và nhấn Enter để xem kết quả.

Vào ra dữ liệu:

Dữ liệu vào tức là cái mà ta đưa vào với mục đích để thu được 1 kết quả mong muốn, nói cho dễ

hiểu nó là thóc ta đưa vào máy để thu được gạo ấy Dữ liệu vào có thể được nhập từ bàn phím, từ 1 file trong máy tính …

Dữ liệu ra là những gì ta mong muốn thu được như ở trên thì đó là gạo

Vào ra dữ liệu trong Pascal

Đưa ra dữ liệu:

write(‘x1, x2…’);{hiện ra xâu x1, x2…}

writeln(‘x1, x2…’);{đuôi ln thể hiện ghi ra xong sẽ xuống dòng}

write(x1,x2 );{ghi ra giá trị các biến x1, x2}

write(x1:m);{viết ra giá trị của số nguyên x1 vào m chỗ tính từ bên phải}

write(x1:m:n);{viết ra giá trị của số thực x1 vào m chỗ tính từ bên phải và có n chữ số ở phần thập phân}

Vào dữ liệu (từ bàn phím):

read(x1,x2, ); {nhập giá trị cho biến x1, x2…}

readln(x1,x2, );{nhập giá trị cho biến x1, x2… sau đó bạn phải nhấn Enter để chương trình tiếp tục, thực chất ở đây là cách để tạm dừng chương trình sau khi người dùng nhập đầu vào cho chươngtrình để họ có thời gian đưa xem xét và đưa ra thao tác tiếp theo}

Tiếp theo chúng ta sẽ làm quen với các phép toán và hàm trong Pascal: Ở đây ta giới thiệu về cách

ký hiệu các phép toán trong Pascal thế nào vì ngôn ngữ lập trình cần phải tuân thủ theo 1 quy định chung nào đó để cho máy có thể đọc và hiểu chúng ta muốn làm gì

1 Các phép toán

+ Cộng

- Trừ

* Nhân

/ Chia cho kết quả là số thực

DIV Chia lấy phần nguyên Ví dụ (2 div 3) =1

MOD Chia lấy phần dư Ví dụ (4 mod 3) =3

SIN(x) sin (x) : lấy sin của x

COS (x) cos (x) : lấy cos của x

ARCTAN (x) arctang (x)

LN (x) ln x : lấy logarit nepe của trị x (e ( 2.71828)

EXP (x) e^x

TRUNC (x) lấy phần nguyên lớn nhất không vượt quá trị số x

ROUND (x) làm tròn giá trị của x, lấy số nguyên gần x nhất

if A then B else C: nếu A đúng thì thực hiện B còn A sai thì thực hiện C

- biểu thức hoặc biến chọn: phải kiểu integer hoặc ký tự (không được là real)

- biểu thức hoặc biến chọn có nhiều giá trị mà vẫn cùng thực hiện 1 lệnh thì:

case (biểu thức hoặc biến chọn) of

giatri1,giatri2,giatri3…,giatrin: lệnh;

end; Ví dụ: Xếp loại theo điểm:

0,1,2,3,4: Yếu

0,1,2,3,4: write(‘Hoc luc yeu’);

5,6:write(‘Hoc luc trung binh’);

7,8:write(‘Hoc luc kha’);

9,10:write(‘Hoc luc gioi’);

end;

readln;

end

Tiếp tục chúng ta làm quen với các vòng lặp và trước hết là vòng lặp for

Tại sao lại cần vòng lặp: khi có các thao tác được thực hiện giống nhau với 1 loạt các phần tử như

số, ký tự ta sử dụng vòng lặpLặp for:

for…to…do: lặp từ … tới … làm nhiệm vụ…

Sử dụng khi biết số vòng lặp tức số lượng phần tử lặp

Cấu trúc: FOR <bien_dem>:=<gia_tri_dau> TO <gia_tri_cuoi> DO <Các câu lệnh>;

(sử dụng khi biến đếm tăng dần, còn khi biến đếm giảm dần dùng downto thay cho do)

Ví dụ: Tính tổng n số nguyên đầu tiên:

writeln(‘So trau dung’,td:2);

writeln(‘So trau nam’,tn:2);

write(‘So trau gia’,100-td-tn);

WHILE <dieu_kien> DO <các câu lệnh>;

Khi dieu_kien là đúng thì vòng lặp thực hiện tiếp

Nếu dieu_kien sai thì vòng lặp dừng lại

Ví dụ 1:

Tính S=1+1/2=1/3+1/4+…

Dừng khi 2-S<0.01

Từ bài này sẽ không đưa code đầy đủ mà chỉ viết code cho phần chính chương trình, các bạn

tự thêm các phần như mở đầu Program… , khai báo var và phần kết thúc readln;end vào nhé

if i>sqrt(n) then write(‘So nguyen to’)

else write(‘Khong la so nguyen to’);

readln;

end

Còn với while thì sao, có ít nhất là 1 tiêu chí đặt ra để bạn có thể vào vòng lặp này, nó có thể

coi như là mức sàn, mức tối thiểu để bạn đi tiếp trên con đường của mình Cũng nhờ đó mà bạn thấy được chút ít về các người bạn đồng hành của mình, ít ra thì họ cũng đạt được cái điều kiện tối thiểu nào đó Với while có thể số lượng là không định trước được, người ta cứ lần lượt xếp hàng để được kiểm tra xem có đạt cái điều kiện tối thiểu không và ai đạt tức thì họ được đi tiếp và những người sau họ cũng phải dừng lại theo họ

Repeat until thì sao, tương tự như for bạn sẽ xuất phát mà không có 1 tiêu chí gì ngăn cản

cả, cứ đi đi mãi, và số lượng bạn đồng hành cũng có thể là khó đoán trước được Nhưng cái hàng

dài có thể là vô tận này có thể bị chặn đứng ngay lập tức nếu nó gặp điều kiện trong until cũng vì thế mà người ta không rõ khi nào thì ta bị loại và có khi là đi hết tới cuối con đường mới biết được

thì ra mình vẫn thiếu 1 cái gì đó để có thể đi tiếp.

Máy tính có thể khô khan nhưng khi lồng các hoạt động của máy tính vào cuộc đời thì nó cũng mang nhiều ý nghĩa…

Chúng ta tiếp tục chuyển sang tìm hiểu về mảng Đầu tiên là mảng 1 chiều:

Mảng được hiểu đơn giản là tập các phần tử giống nhau về kiểu (loại) để hiểu rõ hơn chúng ta sẽ đi vào các nội dung liên quan tới thao tác về mảng

Khai báo: ten_mang:array[chi_so] of kieu_phan_tu

Ví dụ:

Mảng n phần tử thực

a:array[1 n] of real;

chi_so có thể biểu diễn 2 cách

+ Dạng dữ liệu miền con chi_so_dau chi_so_cuoi

Như ở ví dụ trên chi_so_dau là 1 và chi_so_cuoi là n

Thuật toán (tức ý tưởng để giải quyết bài toán)

1 Nhập vào các phần tử của mảng a1,a2,…,an

2 max:=a1 So sánh max với các phần tử còn lại, nếu a[i]>max thì gán max:=a[i]

if (max<a[i]) then max:=a[i];

write(‘Gia tri lon nhat cua mang la ‘, max:5:3);

for i:=1 to n-1 do {đi qua lần lượt từng phần tử của dãy}

writeln(‘Trung binh cong cua cac phan tu duong la ‘,s/j:2:4);

Tiếp tục các bài về mảng ta chuyển sang mảng 2 chiều hay còn được gọi là ma trận:

a[i,j]: phần tử của mảng tại hàng i cột j

Các xử lý với mảng 2 chiều không khác so với mảng 1 chiều chỉ lưu ý việc chỉ số của các phần tử bây giờ gồm hàng và cột

Thuật toán đệ quy trong Pascal

Định nghĩa: một đối tượng gọi là đệ quy nếu nó bao gồm chính nó hoặc nó được định nghĩa bởi chính nó

Thủ tục đệ quy: một thủ tục gọi là đệ quy nếu trong quá trình thực hiện nó phải gọi đến chính nó nhưng với kích thước nhỏ hơn của tham số

Cấu trúc của thủ tục đệ quy: gồm 2 phần

-Phần neo: trong đó chứa các tác động của hàm hoặc thủ tục với một giá trị cụ thể ban đầu của thamsố

-Phần hạ bậc: trong đó tác động cần thực hiện cho giá trị hiện thời của tham số được định nghĩa bằng các tác động đã được định nghĩa trước đó

Ưu điểm của đệ quy:

- Đệ quy mạnh ở chỗ có thể định ngahĩ một tập rất lớn các tác động bởi một số hữu hạn các mệnh đề

- Chương trình trong sáng, dễ hiểu, nêu bật lên được bản chất của vấn đề

Ví dụ về bài toán Fibonacci

1 THUẬT TOÁN KIỂM TRA SỐ NGUYÊN TỐ:

Thuật toán của ta dựa trên ý tưởng:

+Nếu n >1 không chia hết cho số nguyên nào trong tất cả các số từ 2 đến sqr(n) thì n là số nguyên

tố Do đó ta sẽ kiểm tra tất cả các số nguyên từ 2 đến trunc(sqrt(n)), nếu n không chia hết cho số nào trong đó thì n là số nguyên tố

+Nếu thấy biểu thức trunc(sqrt(n)) khó viết thì ta có thể kiểm tra từ 2 đến (n div 2)

Hàm kiểm tra nguyên tố nhận vào một số nguyên n và trả lại kết quả là true (đúng) nếu n là nguyên

tố và trả lại false (sai) nếu n không là số nguyên tố

2 THUẬT TOÁN TÍNH TỔNG CÁC CHỮ SỐ CỦA MỘT SỐ NGUYÊN:

Ý tưởng là ta chia số đó cho 10 lấy dư (mod) thì được chữ số hàng đơn vị, và lấy số đó div 10 thì sẽ được phần còn lại Do đó sẽ chia liên tục cho đến khi không chia được nữa (số đó bằng 0), mỗi lần chia thì được một chữ số và ta cộng dồn chữ số đó vào tổng.Hàm tính tổng chữ số nhận vào 1 số nguyên n và trả lại kết quả là tổng các chữ số của nó:

3 THUẬT TOÁN EUCLIDE TÍNH Ước Chung Lớn Nhất (UCLN):

Ý tưởng của thuật toán Euclide là UCLN của 2 số a,b cũng là UCLN của 2 số b và a mod b, vậy ta

sẽ đổi a là b, b là a mod b cho đến khi b bằng 0 Khi đó UCLN là a Hàm UCLN nhận vào 2 số nguyên a,b và trả lại kết quả là UCLN của 2 số đó

4 THUẬT TOÁN TÍNH TỔNG CÁC ƯỚC SỐ CỦA MỘT SỐ NGUYÊN:

Để tính tổng các ước số của số n, ta cho i chạy từ 1 đến n div 2, nếu n chia hết cho số nào thì ta cộng số đó vào tổng.(Chú ý cách tính này chưa xét n cũng là ước số của n)

Code:

function tongus(n : integer): integer;

var i,s : integer;

– Tính giá trị của đa thức nhập vào tại các căn bậc (2N-1) của đơn vị.

– Nhân hai giá trị tìm được tại mỗi điểm.

– Nội suy để tìm kết quả bằng cách tính giá trị cảu đa thức xác định chỉ bởi các số được tính tại các căn bậc (2N-1) của đơn vị.

Mô phỏng trên có thể chuyển trực tiếp sang thành một chương trình trong đó sử dụng một thủ tục đểtính giá trị của đa thức bậc N-1 tại các căn bậc N của đơn vị Tuy nhiên, các phép toán này thực hiện trên số phức mà trong Pascal lại không có xây dựng kiểu số phức Do đó, ta cần có một thủ tục

để xác định kiểu số phức cũng như các phép toán trên các số này Với giả định là kiểu số phức ta đã

có, ta có chương trình tính giá trị sau:

begin t:= r[i]; r[i]:= r[outN+1]; r[outN+1-i]:= t; end;

for i:=0 to outN do r[i]:=r[i]/(outN+1);

Trong chương trình này, ta giả sử biến toàn cục outN là 2N-1 và q, p, r là các mảng số phức đánh từ

0 tới 2N-1 Hai đa thức được nhân q.p có cấp N-1 và các hệ số thêm vào để được mảng 2N-1 phần

tử là các số không Thủ tục eval thay các hệ số đã cho như là biến thứ nhất của đa thức bởi các giá trị cảu đa thức tính tại các căn của đơn vị Biến thứ hai xác định bậc của đa thức bà biến thứ ba sẽ

mô tả dưới đây Chương trình trên tính tích của p.q và để kết quả ở mảng r

Tuy nhiên, chương trình đệ quy có các mảng có thể gây khó khăn khi cài đặt Ngoài ra, còn một bài toán thông thường là quản lý vùng chứa bằng cách dùng lại nó một cách thông minh Điều ta cần ở đây là có một thủ tục đệ quy đưa vào một mảng N+1 hệ số và cho ra N+1 giá trị trong cùng một mảng Tuy nhiên, quá trình đệ quy lại bao gồm việc xử lý hai mảng rời nhau: các hệ số lẻ và chẵn

Sự xáo trộn lý tưởng là cái mà ta cần Ta có thể đưa các hệ số lẻ vào trong một mảng con (nửa đầu)

và các hệ số chẵn vào một mảng con (nửa sau) bằng cách thực hiện sự “không xáo trộn lý tưởng” của dữ liệu nhập

Dĩ nhiên các giá trị căn số phức cũng cần cài đặt Ta có:

wiN = cos(2∏j/(N+1) + isin(2∏j/(N+1))

Sử dụng các hàm lượng giác quy ước ta có thể tính dễ dàng giá trị wNj Trong chương trình dưới đây, mảng w được giả định là chứa các căn bậc (outN+1) của đơn vị

for i:= 0 to N div 2 do

begin j:= k+2*i; t[i]:= p[j]; t[t+1+N div 2]: = p[j] +1;

for i:= 0 to N div 2 do

begin t:= w[i*j]*p[k+(N div 2)+ 1 +i];

t[i]:= p[k+i]+t; t[i+ N div 2) +1]:= p[k+i]*t

Để nhận được các căn vị cần thiết, chương trình chọn từ mảng tại một khoảng các định bởi biến i

Ví dụ, nếu outN=15, các căn bậc 4 của đơ nvị tìm thấy trong w[0], w[4], w[8], w[12] Điều này làmgiảm bớt số tính toán các căn của đơn vị sử dụng

*** Hai đa thức cấp N có thể được nhân 2NlgN + 0(N) phép nhân phức

Sự áp dụng phương pháp ở thuật toán trên rộng hơn nhiều so với phép toán nhân hai đa thức mà chúng ta trình bày ở trên; và thuật toán này đã được sử dụng mạnh và khảo sát trong nhiều lĩnh vực khác nhau Tuy nhiên, các nguyên tắc chính trong các áp dụng cũng tương tự như trong việc nhân

đa thức được xem xét ở đây Phương pháp này là một ví dụ cổ điển về phương pháp “chia-để – trị”

Các thuật toán sắp xếp – Pascal

1 Bubble Sort ( Sắp xếp nổi bọt )

Ý tưởng: Giả sử có mảng có n phần tử Chúng ta sẽ tiến hành duyệt từ cuối lên đầu,so sánh 2 phần

tử kề nhau, nếu chúng bị ngược thứ tự thì đổi vị trí, việc duyệt này bắt đầu từ cặp phần tử thứ n-1 và

n Tiếp theo là so sánh cặp phần tử thứ n-2 và n-1,… cho đến khi so sánh và đổi chỗ cặp phần tử thứnhất và thứ hai Sau bước này phần tử nhỏ nhất đã được nổi lên vi trí trên cùng (nó giống như hình ảnh của các “bọt” khí nhẹ hơn được nổi lên trên) Tiếp theo tiến hành với các phần tử từ thứ 2 đến thứ n

Các bước tiến hành như sau:

Bước 1: i=1

Bước 2: Tìm phần tử a[min] nhỏ nhất trong dãy hiện hành từ a[i] đến a[n]

Bước 3: Hoán vị a[min] và a[i]

Bước 4: Nếu i<=n-1 thì i=i+1; Lặp lại bước 2

Ngược lại: Dừng n-1 phần tử đã nằm đúng vị trí

Bài toán Cặp Ghép

Cho N sinh viên( N<=12 ) và N vấn đề cần nghiên cứu Mỗi sinh viên sẽ hứng thú với 1 số vấn

đề, và khi sinh viên được giao vấn đề họ thích thì họ sẽ làm việc hiệu quả hơn rất nhiều Ngài giáo sư đáng kính của chúng ta muốn biết có bao nhiêu cách ghép sao cho mỗi sinh viên sẽ giải quyết 1 vấn đề mà họ thích.

Giáo sư sẽ cung cấp cho chúng ta 1 ma trận A kích thước NxN trong file PROBLEM.TXT với + A[i,j]=1 khi sinh viên i thích vấn đề j.

+ A[i,j]=0 khi sinh viên i không thích vấn đề j.

Yêu cầu: Bạn hãy viết 1 chương trình tính số ghép thoả mãn yêu cầu của giáo sư và gửi file kết quả SOLVE.TXT cho giáo sư.

Dù N<=12 nhưng N! vẫn là 1 giá trị “khủng khiếp”

Sau đây tôi xin đề xuất cách giải với thuật toán QHĐ trạng thái Xin nói qua về QHĐ trạng thái.QHĐ trạng thái là QHĐ trên các trạng thái, các trang thái thường được biều diễn bằng 1 dãy bít hoặc tính trước

Ví dụ 1: Bài 1 thi QG năm 2006 bảng B ( tôi không nói lại đề ) : Ta dùng QHĐ trạng thái với 8 trạng thái cho mỗi dòng : (0,0),(0,1),(0,2),(0,3),(0,4),(1,3),(1,4),(2,4) với ý nghĩa (i,j) là chọn ô i và

ô j, giá trị 0 là không chọn ô nào

Ví dụ 2: Bài viết “chia sẻ 1 thuật toán hay” của bạn Nguyễn Hiển Bạn đã dùng 1 dãy bít với ý nghĩa là bít thứ i bằng 1 nếu công việc đó được chọn, bằng 0 nếu công việc đó không được chọn.Trở lại bài toán của chúng ta Ta biết: 1 cách ghép cặp là cách ghép 1 sinh viên và 1 vấn đề Giả sử

ta có 1 cách ghép cặp (x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn) Bây giờ ta bỏ đi 1 cặp (x1,y1) Cặp ghép còn lại là(x2,y2),(x3,y3),…,(xn,yn) vẫn là 1 cặp ghép, ta có bài toán với kích thước nhỏ hơn Như vậy các bạn đã thấy rõ bản chất QHĐ của bài toán này Để tìm số cách ghép của N sinh viên, ta phải tìm số cách ghép của N-1 sinh viên

Ta định nghĩa 1 dãy bít X thay cho các trạng thái của các vấn đề X[i]=1 nếu vấn đề i được chọn X[i]=0 nếu vấn đề i không được chọn Độ dài dãy bít tối đa là 12 nên ta thay 1 dãy bít X bằng 1 giá trị TX

Vì cặp ghép là đầy đủ nên số sinh viên ghép với 1 trạng thái X là số giá trị 1 trong X Ta cố định cácsinh viên này và duỵêt qua tất cả các trạng thái X Gọi D[TX] là số cách ghép cặp 1 trạng thái X với

sl sinh viên đầu tiên, sl là số bít 1 của trạng thái X Ta có công thức QHĐ:

D[TX] := D[TX]+D[TX xor (1 shl i)] với i thoả mãn X[i]=1 và có sinh viên sl thích vấn đề i

TX xor (1 shl i) có ý nghĩa là thay giá trị bít thứ i thành 0, ta đã giảm số vấn đề được chọn đi 1.Sau đây là chương trình:

{ Sử dụng Free Pascal }

Code:

Constmax =1 shl 12;