Bài giảng Lập trình cơ bản - Bài 8: Mảng, con trỏ và xâu ký tự

Nội dung text: Bài giảng Lập trình cơ bản - Bài 8: Mảng, con trỏ và xâu ký tự

1. KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM Bài 8: Mảng, con trỏ và xâu ký tự Bài giảng LẬP TRÌNH CƠ BẢN
2. Tài liệu tham khảo  Kỹ thuật lập trình C: cơ sở và nâng cao, Phạm Văn Ất, Nhà xuất bản KHKT – Chương 6  The C programming language 2nd Edition, Brian Kernighan and Dennis Ritchie, Prentice Hall Software Series – Chương 4 2 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
3. Mục tiêu của bài học  Các phần tử của mảng và các chỉ số  Khai báo mảng  Cách quản lý mảng trong C  Cách khởi tạo mảng  Tìm hiểu chuỗi / mảng ký tự  Tìm hiểu mảng hai chiều  Cách khởi tạo mảng hai chiều 3 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
4. Mục tiêu bài học § Tìm hiểu về con trỏ và khi nào thì sử dụng con trỏ § Cách sử dụng biến con trỏ và các toán tử con trỏ § Gán giá trị cho con trỏ § Phép toán trên con trỏ § So sánh con trỏ § Con trỏ và mảng một chiều § Con trỏ và mảng nhiều chiều § Tìm hiểu cách cấp phát bộ nhớ 4 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
5. Mục tiêu bài học § Giải thích biến và hằng chuỗi. § Giải thích con trỏ đến chuỗi. § Thực hiện các thao tác nhập/xuất chuỗi. § Giải thích các hàm thao tác chuỗi. § Giải thích cách thức truyền mảng vào hàm. § Mô tả cách thức sử dụng chuỗi như các đối số của hàm. 5 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
6. Các phần tử và chỉ số của mảng  Mỗi phần tử được xác định bằng một số thứ tự (còn gọi là chỉ số) duy nhất trong mảng  Số chiều của mảng được xác định bằng số các chỉ số cần thiết để định danh duy nhất từng phần tử  Chỉ số là một số nguyên dương trong [ ] đặt ngay sau tên mảng  Chỉ số của mảng (trong C) được bắt đầu là 0  Mảng player với 11 phần tử : player[0], player[1], player[2], . player[10] 6 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
7. Khai báo mảng  Các đặc tính riêng của mảng cần được định nghĩa. Lớp lưu trữ Kiểu dữ liệu của các phần tử Tên mảng đại diện cho vị trí phần tử đầu tiên Kích thước mảng một hằng số 7 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
8. Khai báo mảng (tt.) Khai báo mảng giống như cách khai báo biến. Chỉ khác là tên mảng được theo sau bởi một hoặc nhiều biểu thức đặt trong cặp dấu ngoặc vuông [], để xác định kích thước của mảng. int player[11]; 8 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
9. Các qui tắc  Các phần tử của mảng có cùng kiểu dữ liệu  Mỗi phần tử của mảng có thể được sử dụng như một biến riêng lẻ  Kiểu dữ liệu của mảng có thể là int, char, float hoặc double 9 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
10. Quản lý mảng trong C  Trong ngôn ngữ C, mảng được “đối xử” không giống hoàn toàn với biến  Hai mảng có cùng kiểu và cùng kích thước cũng không được xem là tương đương nhau  Không thể gán trực tiếp một mảng cho một mảng khác.  Không thể gán trị cho toàn bộ mảng, mà phải gán trị cho từng phần tử của mảng 10 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
11. Quản lý mảng trong C (tt) /*Input values are accepted from the user into the array ary[10]*/ #include void main(){ int ary[10]; int i, total, high,n; printf(“Nhap so ptu cua mang <10\n”); Scanf(“%d”,&n); for(i=0; i<n; i++) { printf(“\n Enter value: %d : ”, i+1); scanf(“%d”,&ary[i]); } 11 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
12. Quản lý mảng trong C (tt) /* Displays highest of the entered values */ high = ary[0]; for(i=1; i high) high = ary[i]; } printf(“\nHighest value entered was %d”, high); /* prints average of values entered for ary[10] */ for(i=0,total=0; i<10; i++) total = total + ary[i]; printf(“\nThe average of the elements of ary is%d”,total/i); } 12 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
13. Khởi tạo mảng n Mỗi phần tử của một mảng auto cần được khởi tạo riêng rẽ. n Trong ví dụ sau các phần tử của mảng được gán giá trị bằng cách sử dụng vòng lặp for #include void main() { char alpha[26]; int i, j; for(i=65,j=0; i<91; i++,j++) { alpha[j] = i; printf(“The character now assigned is%c\n”,alpha[j]); } getchar(); } 13 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
14. Khởi tạo mảng (tt) n Trong trường hợp mảng extern và static, các phần tử được tự động khởi tạo với giá trị 0 14 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
15. Chuỗi/Mảng ký tự  Chuỗi có thể được định nghĩa như là một mảng kiểu ký tự, được kết thúc bằng ký tự null  Mỗi ký tự trong chuỗi chiếm một byte và ký tự cuối cùng của chuỗi là “\0” (null)  Ví dụ: 15 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
16. Chuỗi/Mảng ký tự (ví dụ) #include void main(){ char ary[5]; int i; printf(“\n Enter string : “); scanf(“%s”,ary); printf(“\n The string is %s \n\n”,ary); for (i=0; i<5; i++) printf(“\t%d”, ary[i]); } 16 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
17. Chuỗi/Mảng ký tự (tt) Chạy chương trình: Enter string: Nếu dữ liệu nhập là “appl”, output của chương trình là: The string is appl 97 112 112 108 0 17 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
18. Các hàm xử lý chuỗi  Các hàm xử lý chuỗi được tìm thấy trong thư viện chuẩn 18 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
19. Mảng hai chiều  Mảng đa chiều đơn giản nhất và thường được dùng nhất là mảng hai chiều  Mảng hai chiều có thể xem như là một mảng với mỗi phần tử là mảng một chiều  Về logic, một mảng hai chiều trông giống như một bảng lịch trình xe lửa, gồm các dòng và các cột  Khai báo mảng hai chiều: int temp[4][3]; 19 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
20. Khởi tạo mảng đa chiều int ary[3][4] ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; Kết quả của phép gán trên như sau: 20 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
21. Khởi tạo mảng đa chiều (tt) int ary[3][4] ={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,3}}; Kết quả của phép gán trên như sau: 21 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
22. Khởi tạo mảng đa chiều (tt) Một mảng chuỗi hai chiều được khai báo theo cách sau: char str_ary[25][80]; 22 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
23. Ví dụ /* Chương trình nhập các số vào một mảng hai chiều. */ for(row = 0; row { void main() for(col = 0; col < 3; col++) { { printf(“\nThe Number at [%d][%d] is %d”, int arr[2][3]; row, col, arr[row][col]); int row, col; } } } for(row = 0; row < 2; row++) { for(col = 0; col < 3; col++) { printf(“\nEnter a Number at [%d][%d]: ”, row, col); scanf(“%d”, &arr[row][col]); } } 23 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
24. Mảng hai chiều - Ví dụ #include #include void main (){ int i, n = 0; int item; char x[10][12]; char temp[12]; clrscr(); printf(“Enter each string on a separate line\n\n”); printf(“Type ‘END’ when over \n\n”); /* read in the list of strings */ do { printf(“String %d : ”, n+1); scanf(“%s”, x[n]); } while (strcmp(x[n++], “END”)); /*reorder the list of strings */ còn tiếp . 24 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
25. Mảng hai chiều - Ví dụ (tt.) n = n – 1; for(item=0; item 0){ /*interchange two stings */ strcpy (temp, x[item]); strcpy (x[item], x[i]); strcpy (x[i], temp); } }} /* Display the arranged list of strings */ printf(“Recorded list of strings : \n”); for(i = 0; i < n ; ++i) { printf("\nString %d is %s", i+1, x[i]); } } 25 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
26. Con trỏ là gì? § Con trỏ là một biến, nó chứa địa chỉ ô nhớ của một biến khác § Nếu một biến chứa địa chỉ của một biến khác, thì biến này được gọi là con trỏ trỏ đến biến thứ hai § Con trỏ cung cấp phương thức truy xuất gián tiếp đến giá trị của một phần tử dữ liệu § Các con trỏ có thể trỏ đến các biến có kiểu dữ liệu cơ bản như int, char, double, hay dữ liệu tập hợp như mảng hoặc cấu trúc. 26 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
27. Con trỏ được sử dụng để làm gì? Các tình huống con trỏ có thể được sử dụng: § Để trả về nhiều hơn một giá trị từ một hàm § Để truyền mảng và chuỗi từ một hàm đến một hàm khác thuận tiện hơn § Để làm việc với các phần tử của mảng thay vì truy xuất trực tiếp vào các phần tử này § Để cấp phát bộ nhớ và truy xuất bộ nhớ (Cấp phát bộ nhớ trực tiếp) 27 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
28. Biến con trỏ §Khai báo con trỏ: chỉ ra một kiểu cơ sở và một tên biến được đặt trước bởi dấu * Cú pháp khai báo tổng quát: type *name; Ví dụ: int *var2; 28 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
29. Các toán tử con trỏ § Hai toán tử đặc biệt được sử dụng với con trỏ: & và * § & là toán tử một ngôi và nó trả về địa chỉ ô nhớ của toán hạng var2 = &var1; §Toán tử * là phần bổ xung của toán tử &. Đây là toán tử một ngôi và nó trả về giá trị chứa trong vùng nhớ được trỏ đến bởi biến con trỏ temp = *var2; 29 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
30. Gán trị đối với con trỏ § Các giá trị có thể được gán cho con trỏ thông qua toán tử &. ptr_var = &var; § Ở đây địa chỉ của var được lưu vào biến ptr_var. § Cũng có thể gán giá trị cho con trỏ thông qua một biến con trỏ khác trỏ có cùng kiểu. ptr_var = &var; ptr_var2 = ptr_var; 30 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
31. Gán trị đối với con trỏ (tt) § Có thể gán giá trị cho các biến thông qua con trỏ *ptr_var = 10; § Câu lệnh trên gán giá trị 10 cho biến var nếu ptr_var đang trỏ đến var 31 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
32. Phép toán con trỏ § Chỉ có thể thực hiện phép toán cộng và trừ trên con trỏ int var, * ptr_var; ptr_var = & var; var = 500; ptr_var ++; § Giả sử biến var được lưu trữ tại địa chỉ 1000 § ptr_var lưu giá trị 1000. Vì số nguyên có kích thước là 2 bytes, nên sau biểu thức “ptr_var++;” ptr_var sẽ có giá trị là 1002 mà không là 1001 32 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
33. Phép toán con trỏ (tt) 33 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
34. Phép toán con trỏ (tt) § Mỗi lần con trỏ được tăng trị, nó trỏ đến ô nhớ của phần tử kế tiếp § Mỗi lần con trỏ được giảm trị, nó trỏ đến ô nhớ của phần tử đứng trước nó § Tất cả con trỏ sẽ tăng hoặc giảm trị theo kích thước của kiểu dữ liệu mà chúng đang trỏ đến 34 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
35. So sánh con trỏ § Hai con trỏ có thể được so sánh trong một biểu thức quan hệ nếu chúng trỏ đến các biến có cùng kiểu dữ liệu § Giả sử ptr_a và ptr_b là hai biến con trỏ trỏ đến các phần tử dữ liệu a và b. Trong trường hợp này, các phép so sánh sau là có thể: 35 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
36. So sánh con trỏ (tt) 36 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
37. Con trỏ và mảng một chiều § Địa chỉ của một phần tử mảng có thể được biểu diễn theo hai cách: § Sử dụng ký hiệu & trước một phần tử mảng. § Sử dụng một biểu thức trong đó chỉ số của phần tử được cộng vào tên của mảng. 37 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
38. Con trỏ và mảng một chiều-Ví dụ #include void main(){ static int ary[10] ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; int i; for (i= 0;i<10;i++){ printf(“\ni=%d,ary[i]=%d,*(ary+i)=%d“, i,ary[i],*(ary + i)); printf(“&ary[i]=%X,ary+i=%X”,&ary[i], ary+i); /*%X gives unsigned hexadecimal*/ } } 38 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
39. Con trỏ và mảng một chiều-ví dụ tt 39 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
40. Con trỏ và mảng đa chiều § Mảng hai chiều có thể được định nghĩa như là một con trỏ trỏ tới một nhóm các mảng một chiều liên tiếp nhau § Khai báo một mảng hai chiều có thể như sau: data_type (*ptr_var) [expr 2]; thay vì data_type (*ptr_var) [expr1] [expr 2]; 40 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
41. Con trỏ và chuỗi #include #include void main (){ char a, str[81], *ptr; printf(“\nEnter a sentence:”); gets(str); printf(“\nEnter character to search for:”); a = getche(); ptr = strchr(str,a); /* return pointer to char*/ printf( “\nString starts at address: %u”,str); printf(“\nFirst occurrence of the character is at address: %u ”,ptr); printf(“\n Position of first occurrence(starting from 0)is: % d”, ptr_str); } 41 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
42. Con trỏ và chuỗi (tt) 42 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
43. Cấp phát bộ nhớ Hàm malloc() là một trong các hàm được sử dụng thường xuyên nhất để thực hiện việc cấp phát bộ nhớ từ vùng nhớ còn tự do. Tham số của hàm malloc() là một số nguyên xác định số bytes cần cấp phát. 43 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
44. Cấp phát bộ nhớ (tt) Mảng, con trỏ và xâu ký tự
45. Hàm free() Hàm free() được sử dụng để giải phóng bộ nhớ khi nó không cần dùng nữa. Cú pháp: void free(void*ptr); Hàm này giải phóng không gian được trỏ bởi ptr, để dùng cho tương lai. ptr phải được dùng trước đó với lời gọi hàm malloc(), calloc(), hoặc realloc(). 45 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
46. Hàm free() - tt #include #include /*required for the malloc and free functions*/ int main(){ int number; int *ptr; int i; printf("How many ints would you like store? "); scanf("%d", &number); ptr = (int *) malloc (number*sizeof(int)); /*allocate memory */ if(ptr!=NULL) { for(i=0 ; i<number ; i++){ *(ptr+i) = i; } Còn tiếp 46 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
47. Hàm free() - tt for(i=number ; i>0 ; i ) { printf("%d\n",*(ptr+(i-1))); /* print out in reverse order */ } free(ptr); /* free allocated memory */ return 0; } else { printf("\nMemory allocation failed - not enough memory.\n"); return 1; } } 47 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
48. Hàm calloc() calloc tương tự như malloc, nhưng điểm khác biệt chính là mặc nhiên giá trị 0 được lưu vào không gian bộ nhớ vừa cấp phát calloc yêu cầu hai tham số § Tham số thứ nhất là số lượng các biến cần cấp phát bộ nhớ § Tham số thứ hai là kích thước của mỗi biến Cú pháp: void *calloc( size_t num, size_t size ); 48 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
49. Hàm calloc() - tt #include #include int main() { float *calloc1, *calloc2; int i; calloc1 = (float *)calloc(3,sizeof(float)); calloc2 = (float *)calloc(3, sizeof(float)); if(calloc1!=NULL && calloc2!=NULL){ for(i=0 ; i<3 ; i++){ printf("calloc1[%d] holds %05.5f ",i, calloc1[i]); printf("\ncalloc2[%d] holds %05.5f", i,*(calloc2+i)); } Còn tiếp 49 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
50. Hàm calloc() - tt free(calloc1); free(calloc2); return 0; } else{ printf("Not enough memory\n"); return 1; } } 50 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
51. Hàm realloc() Có thể cấp phát lại cho một vùng đã được cấp (thêm/bớt số bytes) bằng cách sử dụng hàm realloc, mà không làm mất dữ liệu. realloc nhận hai tham số § Tham số thứ nhất là con trỏ tham chiếu đến bộ nhớ § Tham số thứ hai là tổng số byte muốn cấp phát § Cú pháp: void *realloc( void *ptr, size_t size ); 51 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
52. Hàm realloc() - tt #include #include int main(){ int *ptr; int i; ptr = (int *)calloc(5, sizeof(int *)); if(ptr!=NULL) { *ptr = 1; *(ptr+1) = 2; ptr[2] = 4; ptr[3] = 8; ptr[4] = 16; ptr = (int *)realloc(ptr, 7*sizeof(int)); if(ptr!=NULL){ printf("Now allocating more memory \n"); ptr[5] = 32; /* now it's legal! */ ptr[6] = 64; 52 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
53. Hàm realloc() - tt for(i=0;i<7;i++) { printf("ptr[%d] holds %d\n", i, ptr[i]); } realloc(ptr,0); /* same as free(ptr); - just fancier! */ return 0; } else { printf("Not enough memory-realloc failed.\n"); return 1; } } else { printf("Not enough memory-calloc failed.\n"); return 1; } } 53 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
54. Các Biến Chuỗi § Chuỗi là mảng ký tự kết thúc bởi ký tự null (‘\0’). § Có thể gán các hằng chuỗi cho các biến chuỗi. § Hằng chuỗi là một chuỗi các ký tự nằm trong dấu nháy kép. § Ký tự null ‘\0’ được tự động thêm vào biểu diễn bên trong của chuỗi. § Khi khai báo một biến chuỗi, hãy dành thêm một phần tử trống cho ký tự kết thúc. 54 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
55. Khai Báo Biến Chuỗi § Khai báo một biến chuỗi tiêu biểu: char str[10]; § str là một biến mảng ký tự có thể lưu giữ tối đa 10 ký tự bao gồm cả ký tự kết thúc. 55 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
56. Các thao tác Nhập/Xuất chuỗi § Sử dụng các hàm trong thư viện nhập/xuất chuẩn stdio.h để thực hiện các thao tác nhập/xuất chuỗi. § Hàm gets() là cách đơn giản nhất để nhập vào một chuỗi thông qua thiết bị nhập chuẩn. § Các ký tự được nhập vào cho đến khi ấn phím Enter § Hàm gets() thay thế ký tự sang dòng mới ‘\n’ bằng ký tự ‘\0’ § Cú pháp: gets(str); 56 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
57. Các thao tác Nhập/Xuất chuỗi - tt § Hàm puts() được dùng để hiển thị một chuỗi trên thiết bị xuất chuẩn. § Cú pháp : puts(str); § Các hàm scanf() và printf() được sử dụng để nhập và hiển thị các kiểu dữ liệu hỗn hợp trong cùng một câu lệnh. § Cú pháp để nhập chuỗi: scanf(“%s”, str); § Cú pháp để hiển thị chuỗi: printf(“%s”, str); 57 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
58. Các hàm về chuỗi Các hàm xử lý chuỗi nằm trong tập tin string.h. Một số thao tác được thực hiện bởi các hàm này là: • Ghép chuỗi • So sánh chuỗi • Xác định vị trị một ký tự trong chuỗi • Sao chép một chuỗi sang chuỗi khác • Tính chiều dài chuỗi 58 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
59. Hàm strcat() § Nối hai giá trị chuỗi vào một chuỗi. § Cú pháp: strcat(str1, str2); § Nối str2 vào cuối chuỗi str1 § Trả về str1 59 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
60. Hàm strcmp() § So sánh hai chuỗi và trả về một giá trị số nguyên dựa trên kết quả của sự so sánh. § Cú pháp: strcmp(str1, str2); § Hàm trả về một giá trị: • Nhỏ hơn 0, nếu str1 str2 60 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
61. Hàm strchr() § Xác định vị trí xuất hiện của một ký tự trong một chuỗi. § Cú pháp: strchr(str, chr); § Hàm trả về : • con trỏ trỏ đến vị trí tìm được đầu tiên của ký tự (trỏ bởi chr) trong chuỗi str. • NULL nếu chr không có trong chuỗi 61 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
62. Hàm strcpy() § Sao chép giá trị trong một chuỗi vào một chuỗi khác. § Cú pháp: strcpy(str1, str2); § Giá trị của str2 được chép vào str1 § Hàm trả về str1 62 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
63. Hàm strlen() § Xác định chiều dài của chuỗi. § Cú pháp: strlen(str); § Hàm trả về một giá trị nguyên là độ dài của str. 63 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
64. Tóm tắt nội dung  Mảng một chiều và nhiều chiều  Con trỏ và địa chỉ  Các phép toán với con trỏ  Liên hệ giữa con trỏ và mảng  Xâu ký tự và một số hàm làm việc với xâu ký tự 64 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
65. Thảo luận  phép gán con trỏ, truy xuất giá trị qua con trỏ, số học địa chỉ.  truy xuất vượt chỉ số và cách xử lý trong C. 65 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
66. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP  Bài 14: Nhập 2 mảng A(n,m), B(m,n) phần tử kiểu số thực, tính và in mảng C=A*B  Bài 15: Nhập 2 mảng A(n,m), B(m,n) phần tử kiểu số thực, kiểm tra A có là hoán vị của B hay không  Bài 16: Nhập A(n,n) với n không giới hạn trước, kiểm tra A có là ma trận đơn vị không?  Bài 17: Xây dụng ma trận A(n,m), sao cho các phần tử có giá trị theo dạng xoắn ốc (n, m không giới hạn trước)  Bài 18: Nhập xâu họ tên (không quá 40 kí tự), chuẩn hoá xâu đó (kí tự đầu từ viết hoa, các kí tự khác viết thường, các từ cách nhau 1 dấu cách)  Bài 19: Nhập 3 xâu s1, s2, s3 (không quá 40 kí tự), thay xâu s2 bằng s3 trong s1  Bài 20: Nhập xâu kí tự. Đưa xâu đó về dạng chuẩn  Bài 21: Nhập xâu kí tự và tìm từ dài nhất trong xâu. 66 Mảng, con trỏ và xâu ký tự
67. HỎI VÀ ĐÁP Máy tính điện tử và xử lý thông tin