Bài giảng Kỹ thuật lập trình - Chương 13: Dữ liệu kiểu con trỏ (Cơ bản) - Đặng Bình Phương

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật lập trình - Chương 13: Dữ liệu kiểu con trỏ (Cơ bản) - Đặng Bình Phương

1. Bộ môn Công nghệ phần mềm Khoa Công nghệ thông tin Trường Đại học Khoa học Tự nhiên KỸ THUẬT LẬP TRÌNH ThS. Đặng Bình Phương dbphuong@fit.hcmus.edu.vn DỮ LIỆU KIỂU CON TRỎ (CƠ BẢN) 1
2. & VC BB Nội dung 1 Khái niệm và cách sử dụng 2 Các cách truyền đối số cho hàm 3 Con trỏ và mảng một chiều 4 Con trỏ và cấu trúc Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 2
3. & VC BB Kiến trúc máy tính ❖Bộ nhớ máy tính ▪ Bộ nhớ RAM chứa rất nhiều ô nhớ, mỗi ô nhớ có kích thước 1 byte. ▪ RAM dùng để chứa một phần hệ điều hành, các lệnh chương trình, các dữ liệu ▪ Mỗi ô nhớ có địa chỉ duy nhất và địa chỉ này được đánh số từ 0 trở đi. ▪ Ví dụ • RAM 512MB được đánh địa chỉ từ 0 đến 229 – 1 • RAM 2GB được đánh địa chỉ từ 0 đến 231 – 1 Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 3
4. & VC BB Khai báo biến trong C ❖Quy trình xử lý của trình biên dịch ▪ Dành riêng một vùng nhớ với địa chỉ duy nhất để lưu biến đó. ▪ Liên kết địa chỉ ô nhớ đó với tên biến. ▪ Khi gọi tên biến, nó sẽ truy xuất tự động đến ô nhớ đã liên kết với tên biến. ❖Ví dụ: int a = 0x1234; // Giả sử địa chỉ 0x0B 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 34 12 00 00 a Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 4
5. & VC BB Khái niệm con trỏ ❖Khái niệm ▪ Địa chỉ của biến là một con số. ▪ Ta có thể tạo biến khác để lưu địa chỉ của biến này ➔ Con trỏ. 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 34 12 00 00 0B 00 00 00 a pa Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 5
6. & VC BB Khai báo con trỏ ❖Khai báo ▪ Giống như mọi biến khác, biến con trỏ muốn sử dụng cũng cần phải được khai báo * ; ❖Ví dụ char *ch1, *ch2; int *p1, p2; ▪ ch1 và ch2 là biến con trỏ, trỏ tới vùng nhớ kiểu char (1 byte). ▪ p1 là biến con trỏ, trỏ tới vùng nhớ kiểu int (4 bytes) còn p2 là biến kiểu int bình thường. Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 6
7. & VC BB Khai báo con trỏ ❖Sử dụng từ khóa typedef typedef * ; ; ❖Ví dụ typedef int *pint; int *p1; pint p2, p3; ❖Lưu ý khi khai báo kiểu dữ liệu mới ▪ Giảm bối rối khi mới tiếp xúc với con trỏ. ▪ Nhưng dễ nhầm lẫn với biến thường. Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 7
8. & VC BB Con trỏ NULL ❖Khái niệm ▪ Con trỏ NULL là con trỏ không trỏ và đâu cả. ▪ Khác với con trỏ chưa được khởi tạo. int n; int *p1 = &n; int *p2; // unreferenced local variable int *p3 = NULL; NULL Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 8
9. & VC BB Khởi tạo kiểu con trỏ ❖Khởi tạo ▪ Khi mới khai báo, biến con trỏ được đặt ở địa chỉ nào đó (không biết trước). ➔ chứa giá trị không xác định ➔ trỏ đến vùng nhớ không biết trước. ▪ Đặt địa chỉ của biến vào con trỏ (toán tử &) = & ; ❖Ví dụ int a, b; int *pa = &a, *pb; pb = &b; Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 9
10. & VC BB Sử dụng con trỏ ❖Truy xuất đến ô nhớ mà con trỏ trỏ đến ▪ Con trỏ chứa một số nguyên chỉ địa chỉ. ▪ Vùng nhớ mà nó trỏ đến, sử dụng toán tử *. ❖Ví dụ int a = 5, *pa = &a; printf(“%d\n”, pa); // Giá trị biến pa printf(“%d\n”, *pa); // Giá trị vùng nhớ pa trỏ đến printf(“%d\n”, &pa); // Địa chỉ biến pa 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 05 00 00 00 0B 00 00 00 10 a pa Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản)
11. & VC BB Kích thước của con trỏ ❖Kích thước của con trỏ char *p1; int *p2; float *p3; double *p4; ▪ Con trỏ chỉ lưu địa chỉ nên kích thước của mọi con trỏ là như nhau: • Môi trường MD-DOS (16 bit): 2 bytes (64KB) • Môi trường Windows (32 bit): 4 bytes (4GB) Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 11
12. & VC BB Các cách truyền đối số ❖Truyền giá trị (tham trị) #include void hoanvi(int x, int y); void main() { int a = 3; b = 6; hoanvi(a, b); printf(“a = %d, b = %d”, a, b); } void hoanvi(int x, int y) { int t = x; x = y; y = t; } Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 12
13. & VC BB Truyền giá trị (tham trị) int x int y 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F 20 21 22 23 24 25 05 00 00 00 06 00 00 00 int t = x; hoanvi int x int y x = y; y = t; 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 05 00 00 00 06 00 00 00 int a = 3 int b = 6 Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 13
14. & VC BB Các cách truyền đối số ❖Truyền địa chỉ (con trỏ) #include void hoanvi(int *x, int *y); void main() { int a = 3; b = 6; hoanvi(&a, &b); printf(“a = %d, b = %d”, a, b); } void hoanvi(int *x, int *y) { int t = *x; *x = *y; *y = t; } Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 14
15. & VC BB Truyền địa chỉ (con trỏ) int *x int *y 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F 20 21 22 23 24 25 0B 00 00 00 0F 00 00 00 int t = *x; hoanvi int *x int *y *x = *y; *y = t; 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 05 00 00 00 06 00 00 00 int a = 3 int b = 6 Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 15
16. & VC BB Các cách truyền đối số ❖Truyền tham chiếu (C++) #include void hoanvi(int &x, int &y); void main() { int a = 3; b = 6; hoanvi(a, b); printf(“a = %d, b = %d”, a, b); } void hoanvi(int &x, int &y) { int t = x; x = y; y = t; } Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 16
17. & VC BB Truyền tham chiếu (C++) int t = x; hoanvi int &x int &y x = y; y = t; 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 05 00 00 00 06 00 00 00 int a = 3 int b = 6 Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 17
18. & VC BB Một số lưu ý ❖Một số lưu ý ▪ Con trỏ là khái niệm quan trọng và khó nhất trong C. Mức độ thành thạo C được đánh giá qua mức độ sử dụng con trỏ. ▪ Nắm rõ quy tắc sau, ví dụ int a, *pa = &a; • *pa và a đều chỉ nội dung của biến a. • pa và &a đều chỉ địa chỉ của biến a. ▪ Không nên sử dụng con trỏ khi chưa được khởi tạo. Kết quả sẽ không lường trước được. int *pa; *pa = 1904; // !!! Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 18
19. & VC BB Con trỏ và mảng một chiều ❖Mảng một chiều int array[3]; ▪ Tên mảng array là một hằng con trỏ ➔ không thể thay đổi giá trị của hằng này. ▪ Giá trị của array là địa chỉ phần tử đầu tiên của mảng ➔array == &array[0] 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 array Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 19
20. & VC BB Con trỏ và mảng một chiều ❖Con trỏ đến mảng một chiều int array[3], *parray; parray = array; // Cách 1 parray = &array[0]; // Cách 2 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F 0B 00 00 00 parray 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 array Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 20
21. & VC BB Phép toán số học trên con trỏ ❖Phép cộng (tăng) ▪ + n  + n * sizeof( ) ▪ Có thể sử dụng toán tử gộp += hoặc ++ p = array +2 +1 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 int array[3]; Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 21
22. & VC BB Phép toán số học trên con trỏ ❖Phép trừ (giảm) ▪ – n  – n * sizeof( ) ▪ Có thể sử dụng toán tử gộp –= hoặc – – p = &array[2] –2 –1 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 int array[3]; Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 22
23. & VC BB Phép toán số học trên con trỏ ❖Phép toán tính khoảng cách giữa 2 con trỏ ▪ *p1, *p2; ▪ p1 – p2 cho ta khoảng cách (theo số phần tử) giữa hai con trỏ (cùng kiểu) p1 = array p2 = &array[2] p1 – p2= (0B – 13)/sizeof(int) = –2 p2 – p1= (13 – 0B)/sizeof(int) = +2 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 int array[3]; Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 23
24. & VC BB Phép toán số học trên con trỏ ❖Các phép toán khác ▪ Phép so sánh: So sánh địa chỉ giữa hai con trỏ (thứ tự ô nhớ) • == != • > >= • < <= ▪ Không thể thực hiện các phép toán: * / % Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 24
25. & VC BB Con trỏ và mảng một chiều ❖Truy xuất đến phần tử thứ n của mảng ▪ int array[3], n = 2, *p = array; ▪ ➔ array[n] == p[n] == *(p + n) * ( p + 2 ) 0A 0B 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 16 17 int array[3]; Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 25
26. & VC BB Con trỏ và mảng một chiều ❖Ví dụ nhập mảng void main() { int a[10], n = 10, *pa; pa = a; // hoặc pa = &a[0]; for (int i = 0; i<n; i++) scanf(“%d”, &a[i]); scanf(“%d”, &pa[i]); scanf(“%d”, a + i); scanf(“%d”, pa + i); scanf(“%d”, a++); scanf(“%d”, pa++); } ➔ &a[i]  (a + i)  (pa + i)  &pa[i] Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 26
27. & VC BB Con trỏ và mảng một chiều ❖Ví dụ xuất mảng void main() { int a[10], n = 10, *pa; pa = a; // hoặc pa = &a[0]; for (int i = 0; i<n; i++) printf(“%d”, a[i]); printf(“%d”, pa[i]); printf(“%d”, *(a + i)); printf(“%d”, *(pa + i)); printf(“%d”, *(a++)); printf(“%d”, *(pa++)); } ➔ a[i]  *(a + i)  *(pa + i)  pa[i] Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 27
28. & VC BB Truyền mảng 1 chiều cho hàm ❖Chú ý! ▪ Mảng một chiều truyền cho hàm là địa chỉ của phần tử đầu tiên chứ không phải toàn mảng. xuất int a[3] int n int a[] int *a 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 int array[3]; Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 28
29. & VC BB Đối số mảng truyền cho hàm ❖Ví dụ void xuat(int a[10], int n) { for (int i = 0; i<n; i++) printf(“%d”, *(a++)); // OK } void main() { int a[10], n = 10; for (int i = 0; i<n; i++) printf(“%d”, *(a++)); // Lỗi } ➔ Đối số mảng truyền cho hàm không phải hằng con trỏ. Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 29
30. & VC BB Con trỏ và mảng một chiều ❖Lưu ý ▪ Không thực hiện các phép toán *, /, %. ▪ Tăng/giảm con trỏ n đơn vị có nghĩa là tăng/giảm giá trị của nó n*sizeof( ) (bytes) ▪ Không thể tăng/giảm biến mảng (con trỏ hằng). Hãy gán một con trỏ đến địa chỉ đầu của mảng và tăng/giảm con trỏ đó. ▪ Đối số mảng một chiều truyền cho hàm là địa chỉ phần tử đầu tiên của mảng. Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 30
31. & VC BB Con trỏ và cấu trúc ❖Truy xuất bằng 2 cách -> (* ). ❖Ví dụ typedef struct { int tu, mau; } PHANSO; PHANSO ps1, *ps2 = &ps1; // ps2 là con trỏ ps1.tu = 1; ps1.mau = 2; ps2->tu = 1; ps2->mau = 2;  (*ps2).tu = 1; (*ps2).mau = 2; Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 31
32. & VC BB Bài tập ❖Bài 1: Cho đoạn chương trình sau: float pay; float *ptr_pay; pay=2313.54; ptr_pay = &pay; ➔ Hãy cho biết giá trị của: a. pay b. *ptr_pay c. *pay d. &pay Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 32
33. & VC BB Bài tập ❖Bài 2: Tìm lỗi #include #include void main() { int *x, y = 2; *x = y; *x += y++; printf("%d %d", *x, y); getch(); } Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 33
34. & VC BB Bài tập ❖Bài 3: Cho đoạn chương trình sau: int *pint; float f; char c; double *pd; ➔ Hãy chọn phát biểu sai cú pháp: a. f = *pint; b. c = *pd; c. *pint = *pd; d. pd = f; Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 34
35. & VC BB Bài tập ❖Bài 4: Toán tử nào dùng để xác định địa chỉ của một biến? ➔ ❖Bài 5: Toán tử nào dùng để xác định giá trị của biến do con trỏ trỏ đến? ➔ ❖Bài 6: Phép lấy giá trị gián tiếp là gì? ➔ Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 35
36. & VC BB Bài tập ❖Bài 7: Các phần tử trong mảng được sắp xếp trong bộ nhớ như thế nào? ➔ ❖Bài 8: Cho mảng một chiều data. Trình bày 2 cách lấy địa chỉ phần tử đầu tiên của mảng này. ➔ Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 36
37. & VC BB Bài tập ❖Bài 9: Trình bày 6 loại phép toán có thể thực hiện trên con trỏ? ➔ 1. ➔ 2. ➔ 3. ➔ 4. ➔ 5. ➔ 6. Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 37
38. & VC BB Bài tập ❖Bài 10: Cho con trỏ p1 trỏ đến phần tử thứ 3 còn con trỏ p2 trỏ đến phần tử thứ 4 của mảng int thì p2 – p1 = ? ➔ ❖Bài 11: Giống như câu trên nhưng đối với mảng float? ➔ Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 38
39. & VC BB Bài tập ❖Bài 12: Trình bày khai báo con trỏ pchar trỏ đến kiểu char. ➔ ❖Bài 13: Cho biến cost kiểu int. Khai báo và khởi tạo con trỏ pcost trỏ đến biến này. ➔ ❖Bài 14: Gán giá trị 100 cho biến cost sử dụng hai cách trực tiếp và gián tiếp. ➔ Trực tiếp: ➔ Gián tiếp: Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 39
40. & VC BB Bài tập ❖Bài 15: In giá trị của con trỏ và giá trị của biến mà nó trỏ tới. ➔ ➔ ❖Bài 16: Sử dụng con trỏ để làm lại các bài tập về mảng một chiều. ▪ Nhập/Xuất mảng ▪ Tìm phần tử thỏa yêu cầu ▪ Tính tổng/đếm các phần tử thỏa yêu cầu ▪ Sắp xếp tăng/giảm Dữ liệu kiểu con trỏ (cơ bản) 40