Bài giảng Ngôn ngữ lập trình C/C++ - Phạm Hồng Thái - Chương 2: Kiểu dữ liệu, biểu thức và câu lệnh

…)
Các phép toán số học.
Các phép toán quan hệ, logic.
Các phép gán.
Nếu có nhiều cặp ngoặc lồng nhau thì cặp trong cùng (sâu nhất) được tính trước. Các phép toán trong cùng một lớp có độ ưu tiên theo thứ tự: lớp nhân (*, /, &&), lớp cộng (+, -, ||). Nếu các phép toán có cùng thứ tự ưu tiên thì chương trình sẽ thực hiện từ trái sang phải. Các phép gán có độ ưu tiên cuối cùng và được thực hiện từ phải sang trái. Ví dụ. theo mức ưu tiên đã qui định, biểu thức tính x trong ví dụ trên sẽ được tính như x = 3 + (4 * 2) + 7 = 18.
Phần lớn các trường hợp muốn tính toán theo một trật tự nào đó ta nên sử dụng cụ thể các dấu ngoặc (vì các biểu thức trong dấu ngoặc được tính trước). Ví dụ:
Để tính D = b2 - 4ac ta viết delta = b * b - 4 * a * c ;
Để tính nghiệm phương trình bậc 2: x = viết : x = -b + sqrt(delta) / 2*a; là sai vì theo mức độ ưu tiên x sẽ được tính như -b + ((sqrt(delta)/2) * a) (thứ tự tính sẽ là phép toán 1 ngôi đổi dấu -b, đến phép chia, phép nhân và cuối cùng là phép cộng). Để tính chính xác cần phải viết (-b + sqrt(delta)) / (2*a).
Cho a = 1, b = 2, c = 3. Biểu thức a += b += c cho giá trị c = 3, b = 5, a = 6. Thứ tự tính sẽ là từ phải sang trái, tức câu lệnh trên tương đương với các câu lệnh sau:
a = 1 ; b = 2 ; c = 3 ;
b = b + c ;	// b = 5
a = a + b ;	// a = 6
Để rõ ràng, tốt nhất nên viết biểu thức cần tính trước trong các dấu ngoặc.
Phép chuyển đổi kiểu
Khi tính toán một biểu thức phần lớn các phép toán đều yêu cầu các toán hạng phải cùng kiểu. Ví dụ để phép gán thực hiện được thì giá trị của biểu thức phải có cùng kiểu với biến. Trong trường hợp kiểu của giá trị biểu thức khác với kiểu của phép gán thì hoặc là chương trình sẽ tự động chuyển kiểu giá trị biểu thức về thành kiểu của biến được gán (nếu được) hoặc sẽ báo lỗi. Do vậy khi cần thiết NSD phải sử dụng các câu lệnh để chuyển kiểu của biểu thức cho phù hợp với kiểu của biến.
Chuyển kiểu tự động: về mặt nguyên tắc, khi cần thiết các kiểu có giá trị thấp sẽ được chương trình tự động chuyển lên kiểu cao hơn cho phù hợp với phép toán. Cụ thể phép chuyển kiểu có thể được thực hiện theo sơ đồ như sau:
char « int ® long int ® float ® double
Ví dụ:
int i = 3;
float f ;
f = i + 2;
trong ví dụ trên i có kiểu nguyên và vì vậy i+2 cũng có kiểu nguyên trong khi f có kiểu thực. Tuy vậy phép toán gán này là hợp lệ vì chương trình sẽ tự động chuyển kiểu cuả i+2 (bằng 5) sang kiểu thực (bằng 5.0) rồi mới gán cho f.
Ép kiểu: trong chuyển kiểu tự động, chương trình chuyển các kiểu từ thấp đến cao, tuy nhiên chiều ngược lại không thể thực hiện được vì nó có thể gây mất dữ liệu. Do đó nếu cần thiết NSD phải ra lệnh cho chương trình. Ví dụ:
int i;
float f = 3 ;	// tự động chuyển 3 thành 3.0 và gán cho f
i = f + 2 ;	// sai vì mặc dù f + 2 = 5 nhưng không gán được cho i 
Trong ví dụ trên để câu lệnh i = f+2 thực hiện được ta phải ép kiểu của biểu thức f+2 về thành kiểu nguyên. Cú pháp tổng quát như sau:
(tên_kiểu)biểu_thức	// cú pháp cũ trong C
hoặc: 
tên_kiểu(biểu_thức) 	// cú pháp mới trong C++
trong đó tên_kiểu là kiểu cần được chuyển sang. Như vậy câu lệnh trên phải được viết lại:
i = int(f + 2) ;
khi đó f+2 (bằng 5.0) được chuyển thành 5 và gán cho i.
Dưới đây ta sẽ xét một số ví dụ về lợi ích của việc ép kiểu.
Phép ép kiểu từ một số thực về số nguyên sẽ cắt bỏ tất cả phần thập phân của số thực, chỉ để lại phần nguyên. Như vậy để tính phần nguyên của một số thực x ta chỉ cần ép kiểu của x về thành kiểu nguyên, có nghĩa int(x) là phần nguyên của số thực x bất kỳ. Ví dụ để kiểm tra một số nguyên n có phải là số chính phương, ta cần tính căn bậc hai của n. Nếu căn bậc hai x của n là số nguyên thì n là số chính phương, tức nếu int(x) = x thì x nguyên và n là chính phương, ví dụ: 
int n = 10 ;
float x = sqrt(n) ;	// hàm sqrt(n) trả lại căn bậc hai của số n
if (int(x) == x) cout << "n chính phương" ; 
else cout << "n không chính phương" ; 
Để biết mã ASCII của một kí tự ta chỉ cần chuyển kí tự đó sang kiểu nguyên.
char c ;
cin >> c ;
cout << "Mã của kí tự vừa nhập là " << int(c) ; 
Ghi chú: Xét ví dụ sau:
int i = 3 , j = 5 ;
float x ;
x = i / j * 10;	// x = 6 ?
cout << x ;
trong ví dụ này mặc dù x được khai báo là thực nhưng kết quả in ra sẽ là 0 thay vì 6 như mong muốn. Lý do là vì phép chia giữa 2 số nguyên i và j sẽ cho lại số nguyên, tức i/j = 3/5 = 0. Từ đó x = 0*10 = 0. Để phép chia ra kết quả thực ta cần phải ép kiểu hoặc i hoặc j hoặc cả 2 thành số thực, khi đó phép chia sẽ cho kết quả thực và x được tính đúng giá trị. Cụ thể câu lệnh x = i/j*10 được đổi thành: 
x = float(i) / j * 10 ;	 	// đúng 
x = i / float(j) * 10	;	// đúng 
x = float(i) / float(j) * 10 ;	// đúng
x = float(i/j) * 10 ;	// sai
Phép ép kiểu: x = float(i/j) * 10 ; vẫn cho kết quả sai vì trong dấu ngoặc phép chia i/j vẫn là phép chia nguyên, kết quả x vẫn là 0. 
Câu lệnh và khối lệnh
Một câu lệnh trong C++ được thiết lập từ các từ khoá và các biểu thức … và luôn luôn được kết thúc bằng dấu chấm phẩy. Các ví dụ vào/ra hoặc các phép gán tạo thành những câu lệnh đơn giản như:
cin >> x >> y ;
x = 3 + x ; y = (x = sqrt(x)) + 1 ; 
cout << x ;
cout << y ;
Các câu lệnh được phép viết trên cùng một hoặc nhiều dòng. Một số câu lệnh được gọi là lệnh có cấu trúc, tức bên trong nó lại chứa dãy lệnh khác. Dãy lệnh này phải được bao giữa cặp dấu ngoặc {} và được gọi là khối lệnh. Ví dụ tất cả các lệnh trong một hàm (như hàm main()) luôn luôn là một khối lệnh. Một đặc điểm của khối lệnh là các biến được khai báo trong khối lệnh nào thì chỉ có tác dụng trong khối lệnh đó. Chi tiết hơn về các đặc điểm của lệnh và khối lệnh sẽ được trình bày trong các chương tiếp theo của giáo trình.
THƯ VIỆN CÁC HÀM TOÁN HỌC
Trong phần này chúng tôi tóm tắt một số các hàm toán học hay dùng. Các hàm này đều được khai báo trong file nguyên mẫu math.h.
Các hàm số học
abs(x), labs(x), fabs(x) : trả lại giá trị tuyệt đối của một số nguyên, số nguyên dài và số thực.
pow(x, y) : hàm mũ, trả lại giá trị x lũy thừa y (xy).
exp(x) : hàm mũ, trả lại giá trị e mũ x (ex).
log(x), log10(x) : trả lại lôgarit cơ số e và lôgarit thập phân của x (lnx, logx) .
sqrt(x) : trả lại căn bậc 2 của x.
atof(s_number) : trả lại số thực ứng với số viết dưới dạng xâu kí tự s_number.
Các hàm lượng giác
sin(x), cos(x), tan(x) : trả lại các giá trị sinx, cosx, tgx.
bài tẬp
Viết câu lệnh khai báo biến để lưu các giá trị sau:
Tuổi của một người	- Số lượng cây trong thành phố
Độ dài cạnh một tam giác	- Khoảng cách giữa các hành tinh
Một chữ số	- Nghiệm x của phương trình bậc 1	
Một chữ cái	- Biệt thức D của phương trình bậc 2
Viết câu lệnh nhập vào 4 giá trị lần lượt là số thực, nguyên, nguyên dài và kí tự. In ra màn hình các giá trị này để kiểm tra.
Viết câu lệnh in ra màn hình các dòng sau (không kể các số thứ tự và dấu: ở đầu mỗi dòng)
1:	Bộ Giáo dục và Đào tạo	Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
2:
3:	Sở Giáo dục Hà Nội	Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Chú ý: khoảng trống giữa chữ Đào tạo và Cộng hoà (dòng 1) là 2 tab. Dòng 2: để trống.
Viết chương trình nhập vào một kí tự. In ra kí tự đó và mã ascii của nó.
Viết chương trình nhập vào hai số thực. In ra hai số thực đó với 2 số lẻ và cách nhau 5 cột.
Nhập, chạy và giải thích kết quả đạt được của đoạn chương trình sau:
#include 
void main() 
{
	char c1 = 200; unsigned char c2 = 200 ;
	cout << "c1 = " << c1 << ", c2 = " << c2 << "\n" ;
cout << "c1+100 = " << c1+100 << ", c2+100 = " << c2+100 ;
}
Nhập a, b, c. In ra màn hình dòng chữ phương trình có dạng ax^2 + bx + c = 0, trong đó các giá trị a, b, c chỉ in 2 số lẻ (ví dụ với a = 5.141, b = -2, c = 0.8 in ra 5.14 x^2 -2.00 x + 0.80).
Viết chương trình tính và in ra giá trị các biểu thức sau với 2 số lẻ:
	b. 
Nhập a, b, c là các số thực. In ra giá trị của các biểu thức sau với 3 số lẻ:
a2 - 2b + ab/c	c. 3a - b3 - 2
	d. 
In ra tổng, tích, hiệu và thương của 2 số được nhập vào từ bàn phím.
In ra trung bình cộng, trung bình nhân của 3 số được nhập vào từ bàn phím.
Viết chương trình nhập cạnh, bán kính và in ra diện tích, chu vi của các hình: vuông, chữ nhật, tròn. 
Nhập a, b, c là độ dài 3 cạnh của tam giác (chú ý đảm bảo tổng 2 cạnh phải lớn hơn cạnh còn lại). Tính chu vi, diện tích, độ dài 3 đường cao, 3 đường trung tuyến, 3 đường phân giác, bán kính đường tròn nội tiếp, ngoại tiếp lần lượt theo các công thức sau:
C = 2p = a + b + c ;	S = ;
 ;	ma = ; 	ga = ;
 ;	 ;
Tính diện tích và thể tích của hình cầu bán kính R theo công thức:
S = 4pR2 ;	V = RS/3 
Nhập vào 4 chữ số. In ra tổng của 4 chữ số này và chữ số hàng chục, hàng đơn vị của tổng (ví dụ 4 chữ số 3, 1, 8, 5 có tổng là 17 và chữ số hàng chục là 1 và hàng đơn vị là 7, cần in ra 17, 1, 7).
Nhập vào một số nguyên (có 4 chữ số). In ra tổng của 4 chữ số này và chữ số đầu, chữ số cuối (ví dụ số 3185 có tổng các chữ số là 17, đầu và cuối là 3 và 5, kết quả in ra là: 17, 3, 5).
Hãy nhập 2 số a và b. Viết chương trình đổi giá trị của a và b theo 2 cách: 
dùng biến phụ t: t = a; a = b; b = t;
không dùng biến phụ: a = a + b; b = a - b; a = a - b; 
In kết quả ra màn hình để kiểm tra.
Viết chương trình đoán số của người chơi đang nghĩ, bằng cách yêu cầu người chơi nghĩ một số, sau đó thực hiện một loạt các tính toán trên số đã nghĩ rồi cho biết kết quả. Máy sẽ in ra số mà người chơi đã nghĩ. (ví dụ yêu cầu người chơi lấy số đã nghĩ nhân đôi, trừ 4, bình phương, chia 2 và trừ 7 rồi cho biết kết quả, máy sẽ in ra số người chơi đã nghĩ).
Một sinh viên gồm có các thông tin: họ tên, tuổi, điểm toán (hệ số 2), điểm tin (hệ số 1). Hãy nhập các thông tin trên cho 2 sinh viên. In ra bảng điểm gồm các chi tiết nêu trên và điểm trung bình của mỗi sinh viên.
Một nhân viên gồm có các thông tin: họ tên, hệ số lương, phần trăm phụ cấp (theo lưong) và phần trăm phải đóng BHXH. Hãy nhập các thông tin trên cho 2 nhân viên. In ra bảng lương gồm các chi tiết nêu trên và tổng số tiền cuối cùng mỗi nhân viên được nhận.