Bài giảng Ngôn ngữ lập trình C - Chương 4: Hàm - Nguyễn Thị Hiền

Ngôn ngữ lập trình C Chương 4 – Hàm  Giới thiệu  Khai báo prototype  Viết nội dung của hàm  Tham số trong lời gọi hàm  Hàm đệ quy Giới thiệu  Một chương trình viết trong ngôn ngữ C là một dãy các hàm, trong đó phải có một hàm chính (hàm main() ).  Hàm chia các bài toán lớn thành các công việc nhỏ hơn, giúp thực hiện những công việc lặp lại nào đó một cách nhanh chóng mà không phải viết lại đoạn chương trình.  Thứ tự các hàm viết trong chương trình là bất kỳ, song chương trình bao giờ cũng bắt đầu thực hiện từ hàm main().  Hàm có thể xem là một đơn vị độc lập của chương trình. Các hàm có vai trò ngang nhau, vì vậy không cho phép xây dựng một hàm bên trong các hàm khác. Quy tắc xây dựng hàm  Cú pháp: Trong đó  : kiểu bất kỳ của C (char, int, long, float,). Nếu không có kiểu trả về thì là void.  : theo quy tắc đặt tên định danh.  : tham số hình thức đầu vào giống khai báo biến, cách nhau bằng dấu ,. Nếu không có đối, dung void để khai báo đối.  : trả về cho hàm qua lệnh return. ([danh sách tham số]) { [return ;] } Khai báo prototype  Khi biên dịch 1 chương trình C:  Biên dịch theo thứ tự từ trên xuống dưới  Trường hợp 1 hàm bị gọi trước vị trí hàm được định nghĩa? => Phải khai báo prototype (nguyên mẫu) của hàm trước khi sử dụng hàm  Cú pháp khai báo prototype: ([Danh sách các tham số]) 5 Khai báo prototype  Ví dụ: 6 #include double power(float,int); // Khai báo prototype hàm main() { float x=12.3; int n=3; printf(“lũy thừa bậc %d của %f là %f”,power(x,n)); } double power(float base, int exp) {//Định nghĩa hàm . } Quy tắc hoạt động của hàm  Lời gọi hàm có dạng: Tên_hàm ([Danh sách đối số]);  Chú ý: Số đối số = số tham số hình thức  Quy trình thực hiện khi gọi hàm:  Cấp phát vùng nhớ cho các biến cục bộ và các tham số hình thức  Gán giá trị của đối số cho các tham số hình thức.  Thực hiện các câu lệnh trong thân hàm  Khi gặp câu lệnh return hoặc dấu } cuối cùng của thân hàm thì máy sẽ xoá các biến cục bộ, các tham số hình thức và ra khỏi hàm.  Nếu trở về từ một câu lệnh return có chứa biểu thức thì giá trị của biểu thức được gán cho hàm. Giá trị của hàm sẽ được sử dụng trong các biểu thức chứa nó. Tham số của hàm  Tham số (function parameter):  Như là 1 biến được khai báo trong khai báo hàm hoặc khai báo prototype  Có phạm vi hoạt động trong hàm mà chúng được khai báo  Là biến tự động, được cấp phát bộ nhớ khi hàm được gọi và bị xóa khi ra khỏi hàm  Có phạm vi hoạt động tạm thời, do đó, có thể đặt tên trùng với các đại lượng ngoài hàm Đối số của hàm  Đối số (argument):  Là giá trị được truyền vào hàm (khi gọi hàm) tại vị trí của tham số  Khi một hàm được gọi, tất cả tham số (parameter) của hàm đều được tạo như là một biến, và giá trị của đối số (argument) được copy vào trong tham số.  Việc copy giá trị của đối số vào tham số được gọi là truyền tham số (parameter passing) Truyền tham số cho hàm  Có 2 cách truyền tham số cho hàm:  Truyền theo tham trị (by value)  Truyền theo tham biến hay tham trỏ (by variable/pointer) Truyền tham số cho hàm Truyền giá trị Truyền đối số cho hàm ở dạng giá trị. Có thể truyền hằng, biến, biểu thức nhưng hàm chỉ sẽ nhận giá trị. Được sử dụng khi không có nhu cầu thay đổi giá trị của tham số sau khi thực hiện hàm. void TruyenGiaTri(int x) { x++; } Truyền tham số cho hàm Truyền Địa chỉ (Call by Address) Truyền đối số cho hàm ở dạng địa chỉ (con trỏ). Không được truyền giá trị cho tham số này. Được sử dụng khi có nhu cầu thay đổi giá trị của tham số sau khi thực hiện hàm. void TruyenDiaChi(int *x) { (*x)++; } Truyền tham số cho hàm  Truyền mảng vào hàm:  Chỉ có địa chỉ của mảng được truyền vào (tên mảng không kèm theo chỉ số là địa chỉ của mảng)  Ví dụ: int a[20], n = 10; Input_array(a, n); /*Input_array(int a[], int n) là hàm nhập giá trị các phần tử mảng từ bàn phím*/ Truyền tham số cho hàm Lưu ý khi truyền tham số Trong một hàm, các tham số có thể truyền theo nhiều cách. void HonHop(int x, int *y) { x++; (*y)++; } Truyền tham số cho hàm Lưu ý khi truyền đối số Sử dụng tham chiếu là một cách để trả về giá trị cho chương trình. int TinhTong(int x, int y) { return x + y; } void TinhTong(int x, int y, int *tong) { *tong = x + y; } void TinhTongHieu(int x, int y, int *tong, int *hieu) { *tong = x + y; *hieu = x – y; } Truyền tham số cho hàm Một số lưu ý khi gọi hàm { Các hàm được khai báo ở đây } void main() { int n = 9; XuatTong(1, 2); XuatTong(1, n); TinhTong(1, 2); int tong = TinhTong(1, 2); TruyenGiaTri(1); TruyenGiaTri(n); TruyenDiaChi(1); TruyenDiaChi(&n); } Hàm đệ quy  Định nghĩa:  Hàm đệ quy là hàm cho phép gọi đến chính nó trong thân của hàm.  Khi hàm gọi đệ qui đến chính nó, thì mỗi lần gọi máy sẽ tạo ra một tập và <các tham số nhận theo giá trị> mới hoàn toàn độc lập với tập và đã được tạo ra trong các lần gọi trước. 17 Hàm đệ quy  Các bài toán có thể sử dụng hàm đệ quy: Thường áp dụng cho các bài toán phụ thuộc tham số có 2 đặc điểm sau:  Bài toán dễ dàng giải quyết trong một số trường hợp riêng ứng với các giá trị đặc biệt của tham số. Người ta thường gọi là trường hợp suy biến.  Trong trường hợp tổng quát, bài toán có thể qui về một bài toán cùng dạng nhưng giá trị tham số thì bị thay đổi. Sau một số hữu hạn bước biến đổi đệ qui nó sẽ dẫn tới trường hợp suy biến. Hàm đệ quy  Cách xây dựng hàm đệ quy: if (trường hợp suy biến){ Thực hiện cách giải bài toán khi suy biến } else { /* Trường hợp tổng quát */ Gọi đệ qui tới hàm đang viết với các giá trị khác của tham số } Hàm đệ quy  Ví dụ: Tính n! #include "stdio.h“ #include "ctype.h“ long gtdq(int n) { if (n==0 || n==1) return 1; else return(n*gtdq(n-1)); } main() { char kt; int n; do{ printf("Nhap vao mot so: "); scanf("%d",&n); printf("\n n!=%ld",gtdq(n)); printf("\nCo tinh tiep? (c/k)"); kt=getche(); } while (toupper(kt)=='C'); } Giải thích hoạt động của hàm đệ qui: • Lần đầu tiên được gọi, máy sẽ lấy giá trị của đối số lần đầu tiên cho hàm giai thừa, số đó là n, sẽ tính biểu thức: n*gtdq(n-1); (*) • Trong biểu thức trên không tính trực tiếp được, các thông tin cũ được đưa vào Stack, máy gọi lại hàm giai thừa tính với đối số n-1, như vậy sẽ tính biểu thức: (n-1)*gtdq(n-2); • Tương tự cho đến khi đến 2. Khi đó sẽ thực hiện: 2*gtdq(1) ; (**) • Khi đến 1 sẽ thực hiện: return 1; (***) • Đến đây, máy sẽ lấy trong Stack để tính, như vậy sẽ tính cho biểu thức: 2*gtdq(1) đây là kết quả của (**) • Tương tự như vậy cho đến khi trong Stack rỗng, ta có n!. • Chú ý: • Khi dùng hàm đệ qui, máy tính sẽ dùng nhiều bộ nhớ trên ngăn xếp và có thể dẫn đến tràn ngăn xếp. Vì vậy khi gặp một bài toán mà có thể có cách giải bằng vòng lặp (không dùng đệ qui) thì ta nên dùng cách này. Hàm đệ quy  Một số ví dụ:  Tính tổng 1 + 2 + + n  Tính số Fibonaci  Tìm USCLN của 2 số nguyên.  Chuyển số nguyên n từ cơ số 10 sang cơ số 2.  Tìm kiếm nhị phân trên mảng đã sắp xếp.  Đảo ngược mảng