Connect & Share !

Một chương trình thường không chỉ bao gồm các lệnh tuần tự nối tiếp nhau. Trong quá trình chạy nó có thể rẽ nhánh hay lặp lại một đoạn mã nào đó. Để làm điều này chúng ta sử dụng các cấu trúc điều khiển.

Cùng với việc giới thiệu các cấu trúc điều khiển chúng ta cũng sẽ phải biết tới một khái niệm mới: khối lệnh, đó là một nhóm các lệnh được ngăn cách bởi dấu chấm phẩy (;) nhưng được gộp trong một khối giới hạn bởi một cặp ngoặc nhọn: { và }.

Hầu hết các cấu trúc điều khiển mà chúng ta sẽ xem xét trong chương này cho phép sử dụng một lệnh đơn hay một khối lệnh làm tham số, tuỳ thuộc vào chúng ta có đặt nó trong cặp ngoặc nhọn hay không.

Cấu trúc này được dùng khi một lệnh hay một khối lệnh chỉ được thực hiện khi một điều kiện nào đó thoả mãn. Dạng của nó như sau:

if (condition) statement

trong đó condition là biểu thức sẽ được tính toán. Nếu điều kiện đó là true, statement được thực hiện. Nếu không statement bị bỏ qua (không thực hiện) và chương trình tiếp tục thực hiện lệnh tiếp sau cấu trúc điều kiện.

Ví dụ, đoạn mã sau đây sẽ viết x is 100 chỉ khi biến x chứa giá trị 100:

if (x == 100)
cout << "x is 100";

Nếu chúng ta muốn có hơn một lệnh được thực hiện trong trường hợp condition là true chúng ta có thể chỉ định một khối lệnh bằng cách sử dụng một cặp ngoặc nhọn { }:

if (x == 100)
{
cout << "x is ";
cout << x;
}

Chúng ta cũng có thể chỉ định điều gì sẽ xảy ra nếu điều kiện không được thoả mãn bằng cách sử dụng từ khoá else. Nó được sử dụng cùng với if như sau:

if (condition) statement1 else statement2

Ví dụ:

if (x == 100)
cout << "x is 100";
else
cout << "x is not 100";

Cấu trúc if + else có thể được móc nối để kiểm tra nhiều giá trị. Ví dụ sau đây sẽ kiểm tra xem giá trị chứa trong biến x là dương, âm hay bằng 0.

if (x > 0)
cout << "x is positive";
else if (x < 0)
cout << "x is negative";
else
cout << "x is 0";

Mục đích của các vòng lặp là lặp lại một thao tác với một số lần nhất định hoặc trong khi một điều kiện nào đó còn thoả mãn.

Dạng của nó như sau:

while (expression) statement

và chức năng của nó đơn giản chỉ là lặp lại statement khi điều kiện expression còn thoả mãn.

Ví dụ, chúng ta sẽ viết một chương trình đếm ngược sử dụng vào lặp while:

Khi chương trình chạy người sử dụng được yêu cầu nhập vào một số để đếm ngược. Sau đó, khi vòng lặp while bắt đầu nếu số mà người dùng nhập vào thoả mãn điều kiện điều kiệnn>0 khối lệnh sẽ được thực hiện một số lần không xác định chừng nào điều kiện (n>0) còn được thoả mãn.

Chúng ta cần phải nhớ rằng vòng lặp phải kết thúc ở một điểm nào đó, vì vậy bên trong vòng lặp chúng ta phải cung cấp một phương thức nào đó để buộc condition trở thành sai nếu không thì nó sẽ lặp lại mãi mãi. Trong ví dụ trên vòng lặp phải có lệnh --n; để làm chocondition trở thành sai sau một số lần lặp.

Dạng thức:

do statement while (condition);

Chức năng của nó là hoàn toàn giống vòng lặp while chỉ trừ có một điều là điều kiện điều khiển vòng lặp được tính toán sau khistatement được thực hiện, vì vậy statement sẽ được thực hiện ít nhất một lần ngay cả khi condition không bao giờ được thoả mãn. Ví dụ, chương trình dưới đây sẽ viết ra bất kỳ số nào mà bạn nhập vào cho đến khi bạn nhập số 0.

Vòng lặp do-while thường được dùng khi điều kiện để kết thúc vòng lặp nằm trong vòng lặp, như trong ví dụ trên, số mà người dùng nhập vào là điều kiện kiểm tra để kết thúc vòng lặp. Nếu bạn không nhập số 0 trong ví dụ trên thì vòng lặp sẽ không bao giờ chấm dứt.

Dạng thức:

for (initialization; condition; increase) statement;

và chức năng chính của nó là lặp lại statement chừng nào condition còn mang giá trị đúng, như trong vòng lặp while. Nhưng thêm vào đó, for cung cấp chỗ dành cho lệnh khởi tạo và lệnh tăng. Vì vậy vòng lặp này được thiết kế đặc biệt lặp lại một hành động với một số lần xác định.

Cách thức hoạt động của nó như sau:

1. Initialization được thực hiện. Nói chung nó đặt một giá khi ban đầu cho biến điều khiển. Lệnh này được thực hiện chỉ một lần.
2. Condition được kiểm tra, nếu nó là đúng vòng lặp tiếp tục còn nếu không vòng lặp kết thúc và statement được bỏ qua.
3. Statement được thực hiện. Nó có thể là một lệnh đơn hoặc là một khối lệnh được bao trong một cặp ngoặc nhọn.
4. Cuối cùng, increase được thực hiện để tăng biến điều khiển và vòng lặp quay trở lại bước 2.

Sau đây là một ví dụ đếm ngược sử dụng vòng for

Phần khởi tạo và lệnh tăng không bắt buộc phải có. Chúng có thể được bỏ qua nhưng vẫn phải có dấu chấm phẩy ngăn cách giữa các phần. Vì vậy, chúng ta có thể viết for (;n<10;)hoặc for (;n<10;n++).

Bằng cách sử dụng dấu phẩy, chúng ta có thể dùng nhiều lệnh trong bất kỳ trường nào trong vòng for, như là trong phần khởi tạo. Ví dụ chúng ta có thể khởi tạo một lúc nhiều biến trong vòng lặp:

for ( n=0, i=100 ; n!=i ; n++, i-- )

Vòng lặp này sẽ thực hiện 50 lần nếu như n và i không bị thay đổi trong thân vòng lặp:

Các hàm có thể gọi chính nó. Điều này có thể có ích với một số tác vụ như là một số phương pháp sắp xếp hay tính giai thừa của một số. Ví dụ, để tính giai thừa của một số (n), công thức toán học của nó như sau:

n! = n * (n-1) * (n-2) * (n-3) ... * 1

và một hàm đệ quy để tính toán sẽ như sau:

Chú ý trong hàm factorial chúng ta có thể lệnh gọi chính nó nhưng chỉ khi tham số lớn hơn1, nếu không thì hàm sẽ thực hiện một vòng lặp vô hạn vì sau khi đến 0 nó sẽ tiếp tục nhân cả những số âm.

Hàm này có một hạn chế là kiểu dữ liệu mà nó dùng (long) không cho phép tính giai thừa quá12!.

Cho đến giờ chúng ta hoàn toàn phải định nghĩa hàm trước lệnh gọi đầu tiên đến nó, mà thường là trong main, vì vậy hàm main luôn phải nằm cuối chương trình. Nếu bạn thử lặp lại một vài ví dụ về hàm trước đây nhưng thử đặt hàm main trước bất kì một hàm được gọi từ nó, bạn gần như chắc chắn sẽ nhận được thông báo lỗi. Nguyên nhân là một hàm phải được khai báo trước khi nó được gọi như những gì chúng ta đã làm trong tất cả các ví dụ.

Nhưng có một cách khác để tránh phải viết tất cả mã chương trình trước khi chúng có thể được dùng trong main hay bất kì một hàm nào khác. Đó chính là khai báo mẫu cho hàm. Cách này bao gồm việc khai báo hàm một cách ngắn gọn nhưng đủ để cho trình dịch có thể biết các tham số và kiểu dữ liệu trả về của hàm.

Dạng của nó như sau:

type name ( argument_type1, argument_type2, ...);

Đây chính là phần đầu của định nghĩa hàm, ngoại trừ:

Ví dụ:

Ví dụ này rõ ràng không phải là một ví dụ về sự hiệu quả. Tôi chắc chắn rằng các bạn có thể nhận được kết quả như trên chỉ với một nửa số dòng lệnh. Tuy nhiên nó giúp cho chúng ta thấy được việc khai báo mẫu các hàm là như thế nào. Hơn nữa, trong ví dụ này việc khai báo mẫu ít nhất một hàm là bắt buộc.

Đầu tiên chúng ta thấy khai báo mẫu của hai hàm odd và even:

void odd (int a);
void even (int a);

cho phép hai hàm này có thể được sử dụng trước khi chúng được định nghĩa hoàn chỉnh. Tuy nhiên lý do đặc biệt giải thích tại sao chương trình này lại cần ít nhất một hàm phải được khi báo mẫu là trong odd có một lời gọi đến even và trong even có một lời gọi đếnodd. Vì vậy nếu không có hàm nào được khai báo trước thì lỗi chắc chắn sẽ xảy ra.

Rất nhiều lập trình viên kinh nghiệm khuyên rằng tất cảcác hàm nên được khai báo mẫu. Đó cũng là lời khuyên của tôi, nhất là trong trường hợp có nhiều hàm hoặc chúng rất dài, khi đó việc khai báo tất cả các hàm ở cùng một chỗ cho phép chúng ta biết phải gọi các hàm như thế nào, vì vậy tiết kiệm được thời gian.

Hàm là một khối lệnh được thực hiện khi nó được gọi từ một điểm khác của chương trình. Dạng thức của nó như sau:

type name ( argument1, argument2, ...) statement

trong đó:

type là kiểu dữ liệu được trả về của hàm

name là tên gọi của hàm

arguments là các tham số (có nhiều bao nhiêu cũng được tuỳ theo nhu cầu). Một tham số bao gồm tên kiểu dữ liệu sau đó là tên của tham số giống như khi khai báo biến (ví dụ int x) và đóng vai trò bên trong hàm như bất kỳ biến nào khác. Chúng dùng để truyền tham số cho hàm khi nó được gọi. Các tham số khác nhau được ngăn cách bởi các dấu phẩy.

statement là thân của hàm. Nó có thể là một lệnh đơn hay một khối lệnh.

Dưới đây là ví dụ đầu tiên về hàm:

Để có thể hiểu được đoạn mã này, trước hết hãy nhớ lại những điều đã nói ở bài đầu tiên: một chương trình C++ luôn bắt đầu thực hiện từ hàm main. Vì vậy chúng ta bắt đầu từ đây.

Chúng ta có thể thấy hàm main bắt đầu bằng việc khai báo biến z kiểu int. Ngay sau đó là một lời gọi tới hàm addition. Nếu để ý chúng ta sẽ thấy sự tương tự giữa cấu trúc của lời gọi hàm với khai báo của hàm:

Các tham số có vai trò thật rõ ràng. Bên trong hàm main chúng ta gọi hàm addition và truyền hai giá trị: 5 và 3 tương ứng với hai tham số int a và int b được khai báo cho hàmaddition.

Vào thời điểm hàm được gọi từ main, quyền điều khiển được chuyển sang cho hàm addition. Giá trị của c hai tham số (5 và 3) được copy sang hai biến cục bộ int a và int b bên trong hàm.

Dòng lệnh sau:

kết thúc hàm addition, và trả lại quyền điều khiển cho hàm nào đã gọi nó (main) và tiếp tục chương trình ở cái điểm mà nó bị ngắt bởi lời gọi đến addition. Nhưng thêm vào đó, giá trị được dùng với lệnh return (r) chính là giá trị được trả về của hàm.

Giá trị trả về bởi một hàm chính là giá trị của hàm khi nó được tính toán. Vì vậy biến z sẽ có có giá trị được trả về bởi addition (5, 3), đó là 8.

Đây là một ví dụ khác về hàm:

Trong trường hợp này chúng ta tạo ra hàm subtraction. Chức năng của hàm này là lấy hiệu của hai tham số rồi trả về kết quả.

Tuy nhiên, nếu phân tích hàm main các bạn sẽ thấy chương trình đã vài lần gọi đến hàm subtraction. Tôi đã sử dụng vài cách gọi khác nhau để các bạn thấy các cách khác nhau mà một hàm có thể được gọi.

Để có hiểu cặn kẽ ví dụ này bạn cần nhớ rằng một lời gọi đến một hàm có thể hoàn toàn được thay thế bởi giá trị của nó. Ví dụ trong lệnh gọi hàm đầu tiên:

Nếu chúng ta thay lời gọi hàm bằng giá trị của nó (đó là 5), chúng ta sẽ có:

Tương tự như vậy

cũng cho kết quả giống như hai dòng lệnh trên nhưng trong trường hợp này chúng ta gọi hàm subtraction trực tiếp như là một tham số của cout. Chúng ta cũng có thể viết:

vì 5 là kết quả của subtraction (7,2).

Còn với lệnh

Điều mới mẻ duy nhất ở đây là các tham số của subtraction là các biến thay vì các hằng. Điều này là hoàn toàn hợp lệ. Trong trường hợp này giá trị được truyền cho hàm subtraction là giá trị của x and y.

Trường hợp thứ tư cũng hoàn toàn tương tự. Thay vì viết:

chúng ta có thể viết:

cũng hoàn toàn cho kết quả tương đương. Chú ý rằng dấu chấm phẩy được đặt ở cuối biểu thức chứ không cần thiết phải đặt ngay sau lời gọi hàm.

// passing parameters by reference #include void duplicate (int& a, int& b, int& c) { a*=2; b*=2; c*=2; } int main () { int x=1, y=3, z=7; duplicate (x, y, z); cout << "x=" << x << ", y=" << y << ", z=" << z; return 0; }

x=2, y=6, z=14

// more than one returning value #include void prevnext (int x, int& prev, int& next) { prev = x-1; next = x+1; } int main () { int x=100, y, z; prevnext (x, y, z); cout << "Previous=" << y << ", Next=" << z; return 0; }

Previous=99, Next=101