Kỹ thuật lập trình - Chương 3: Hàm và thư viện

l,...
— Hàm truy nhập thuộc tính: Có thể chọn là ₫ộng từ hoặc danh từ kết
hợp kiểu ₫ối tượng chủ thể, ví dụ length, size, numberOfColums, 
getMatrixElem, putShapeColor
— Trong C++ nhiều hàm có thể giống tên (nạp chồng tên hàm), có thể
chọn tên ngắn, ví dụ sort, print, display, add, putColor, getColor => 
nguyên tắc ₫a hình/₫a xạ theo quan ₫iểm hướng ₫ối tượng
— Trong C++ còn có thể ₫ịnh nghĩa hàm toán tử ₫ể có thể sử dụng các
ký hiệu toán tử ₫ịnh nghĩa sẵn như *, /, +, - thay cho lời gọi hàm.
36
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
ƒ Chọn tham số ₫ầu vào (=> tham biến)
— Đặc tả ý nghĩa: Thể hiện rõ vai trò tham số
— Đặt tên: Ngắn gọn, tự mô tả
— Chọn kiểu: Kiểu nhỏ nhất mà ₫ủ biểu diễn
— Chọn cách truyền tham số: cân nhắc giữa truyền giá trị hay truyền
₫ịa chỉ/tham chiếu vào kiểu hằng
ƒ Chọn tham số ₫ầu ra (=> tham biến truyền qua ₫ịa chỉ/qua 
tham chiếu hoặc sử dụng giá trị trả về)
— Đặc tả ý nghĩa, ₫ặt tên, chọn kiểu tương tự như tham số ₫ầu vào
ƒ Định nghĩa bổ sung các kiểu dữ liệu mới như cần thiết
ƒ Mô tả rõ tiền trạng (pre-condition): ₫iều kiện biên cho các tham
số ₫ầu vào và các ₫iều kiện ngoại cảnh cho việc gọi hàm
ƒ Mô tả rõ hậu trạng (post-condition): tác ₫ộng của việc sử dụng
hàm tới ngoại cảnh, các thao tác bắt buộc sau này,...
ƒ Thiết kế thân hàm dựa vào các chức năng ₫ã phân tích, sử dụng
lưu ₫ồ thuật toán với các cấu trúc ₫iều kiện/rẽ nhánh (kể cả
vòng lặp) => có thể phân chia thành các hàm con nếu cần
37
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
Ví dụminh họa: Tìm số nguyên tố
Bài toán: Xây dựng hàm tìm N số nguyên tố ₫ầu tiên!
ƒ Phân tích: 
— Dữ kiện: N - số số nguyên tố ₫ầu tiên cần tìm
— Kết quả: Một dãy N số nguyên tố ₫ầu tiên
— Các chức năng cần thực hiện: 
z Nhập dữ liệu? KHÔNG!
z Kiểm tra dữ kiện vào (N)? Có/không (Nếu kiểm tra mà N nhỏ
hơn 0 thì hàm làm gì?)
z Cho biết k số nguyên tố ₫ầu tiên, xác ₫ịnh số nguyên tố tiếp
theo
z Lưu trữ kết quả mỗi lần tìm ra vào một cấu trúc dữ liệu phù
hợp (dãy số cần tìm)
z In kết quả ra màn hình? KHÔNG!
38
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
ƒ Đặt tên hàm: findPrimeSequence
ƒ Tham số vào: 1
— Ý nghĩa: số các số nguyên tố cần tìm
— Tên: N
— Kiểu: số nguyên ₫ủ lớn (int/long)
— Truyền tham số: qua giá trị
ƒ Tham số ra: 1
— Ý nghĩa: dãy N số nguyên tố ₫ầu tiên tính từ 1
— Giá trị trả về hay tham biến? Tham biến!
— Tên: primes
— Kiểu: mảng số nguyên (của int/long)
— Truyền tham số: qua ₫ịa chỉ (int* hoặc long*)
ƒ Tiền trạng: 
— Tham số N phải là số không âm (có nên chọn kiểu unsigned?)
– primes phải mang ₫ịa chỉ của mảng số nguyên có ít nhất N 
phần tử
ƒ Hậu trạng: không có gì ₫ặc biệt
39
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
ƒ Khai báo hàm: 
void findPrimeSequence(int N, int* primes);
Start
N>0
primes[0]=1
k=1
k<N
primes[k]=findNextPrime
++k
Stop
false
true
true
false
ƒ Thiết kế thân hàm
— Lưu ₫ồ thuật toán như
hình vẽ
— Phân chia, bổ sung một
hàm mới: findNextPrime
ƒ Lặp lại qui trình thiết kế
hàm cho findNextPrime
(Bài tập về nhà!)
40
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
3.5 Thư viện chuẩn ANSI-C
ƒ Thư viện vào/ra (nhập/xuất) 
ƒ Xử lý ký tự và chuỗi ký tự , 
ƒ Thư viện hàm toán , 
ƒ Thời gian, ngày tháng , 
ƒ Cấp phát bộ nhớ ₫ộng 
ƒ Các hàm ký tự rộng ,
ƒ Các hàm khác , ...
41
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
3.6 Làm việc với tệp tin trong C++
#include 
#include 
ƒ Khai báo một biến:
ifstream fin; // input
ofstream fout; // output
fstream fio; // input and output
ƒ Mở/tạo một tệp tin:
fin.open("file1.txt");
fout.open("file2.dat");
fio.open("file3.inf");
ƒ Kết hợp khai báo biến và mở/tạo một tệp tin
ifstream fin("file1.txt"); // input
ofstream fout("file2.inf");// output
fstream fio("file3.dat"); // input and output
42
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
ƒ Ghi dữ liệu ra tệp tin
— Tương tự như sử dụng cout
— Tệp tin có thể chứa dữ liệu kiểu hỗn hợp, ví dụ:
fout << "Nguyen Van A" << endl;
fout << 21 << endl << false;
ƒ Đọc dữ liệu từ một tệp tin
— Tương tự như sử dụng cin
char name[32];
int age, married;
fin.getline(name,32);
fin >> age >> married;
ƒ Đóng một tệp tin:
— Tự ₫ộng khi kết thúc phạm vi { }, 
— Hoặc gọi hàm thành viên close():
fin.close();
fout.close();
fio.close();
43
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
Ví dụ: làm việc với tệp tin
#include 
#include 
void main() {
{
ofstream fout("file1.dat");// output
fout << "Nguyen Van A" << endl << 21 << endl << false;
}
{
ifstream fin("file1.dat"); // input
char name[32];
int age;
int married;
fin.getline(name,32);
fin >> age >> married;
cout << "Name:\t" << name << endl;
cout << "Age:\t" << age << endl;
cout << "Married:" << (married ? "Yes" : "No");
}
char c;
cin >> c;
}
44
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
3.7 Nạp chồng tên hàm trong C++
ƒ Trong C++ có thể xây dựng nhiều hàm có cùng tên, ví
dụ:
int max(int a, int b);
double max(double a, double b);
double max(double a, double b, double c);
double max(double *seq, int n);
ƒ Mục ₫ích của nạp chồng tên hàm là:
— Đơn giản hóa cho người xây dựng hàm trong việc chọn tên
(thay vì maxInt, maxDouble, maxDouble3, 
maxDoubleSequence,...)
— Đơn giản hóa cho người sử dụng hàm, chỉ cần nhớ 1 tên quen
thuộc thay cho nhiều tên phức tạp
45
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
Ví dụ: ₫ịnh nghĩa các hàm max()
int max(int a, int b) { // (1)
return (a > b)? a : b; 
}
double max(double a, double b) { // (2)
return (a > b)? a : b; 
}
double max(double a, double b, double c); { // (3)
if (a < b) a = b;
if (a < c) a = c;
return a; 
}
double max(double *seq, int n) { // (4)
int i = 0, kq = seq[0];
while (i < n) {
if (kq < seq[i])kq = seq[i];
++i;
}
return kq;
}
46
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
Ví dụ: sử dụng các hàm max()
int max(int a, int b); // (1)
double max(double a, double b); // (2)
double max(double a, double b, double c); // (3)
double max(double *seq, int n); // (4)
void main() {
int k = max(5,7); // call (1)
double d = max(5.0,7.0);// call (2)
double a[] = {1,2,3,4,5,6};
d = max(d, a[1], a[2]); // call (3)
d = max(a, 5); // call (4)
d = max(5,7); // ?
d = max(d, 5); // ?
}
 Đẩy trách nhiệm kiểm tra và tìm hàm phù hợp cho
compiler!
47
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
Một số qui tắc về nạp chồng tên hàm
ƒ Các hàm cùng tên ₫ược ₫ịnh nghĩa cùng trong
một file/ trong một thư viện hoặc sử dụng trong
cùng một chương trình phải khác nhau ít nhất về:
— Số lượng các tham số, hoặc
— Kiểu của ít nhất một tham số (int khác short, const int
khác int, int khác int&, ...)
 Không thể chỉ khác nhau ở kiểu trả về
ƒ Tại sao vậy? 
— Compiler cần có cơ sở ₫ể quyết ₫ịnh gọi hàm nào
— Dựa vào cú pháp trong lời gọi (số lượng và kiểu các tham số
thực tế) compiler sẽ chọn hàm có cú pháp phù hợp nhất
— Khi cần compiler có thể tự ₫ộng chuyển ₫ổi kiểu theo chiều
hướng hợp lý nhất (vd short=>int, int => double)
48
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
3.8 Hàm inline trong C++
ƒ Vấn ₫ề: Hàm tiện dụng, nhưng nhiều khi hiệu suất không cao, 
₫ặc biệt khi mã thực thi hàm ngắn
— Các thủ tục như nhớ lại trạng thái chương trình, cấp phát bộ nhớ
ngăn xếp, sao chép tham số, sao chép giá trị trả về, khôi phục trạng
thái chương trìnhmất nhiều thời gian
— Nếu mã thực thi hàm ngắn thì sự tiện dụng không bõ so với sự
lãng phí thời gian
ƒ Giải pháp trong C: Sử dụng macro, ví dụ
#define max(a,b) a>b?a:b
— Vấn ₫ề: Macro do tiền xử lý chạy (preprocessor), không có kiểm tra
kiểu, không có phân biệt ngữ cảnh => gây ra các hiệu ứng phụ
không mong muốn
Ví dụ dòng lệnh l=max(k*5-2,l);
sẽ ₫ược thay thế bằng l=k*5-2>k?k*5-2:l; // OOPS!
— Những cách giải quyết như thêm dấu ngoặc chỉ làm mã khó ₫ọc, 
không khắc phục triệt ₫ể các nhược ₫iểm
49
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
Giải pháp hàm inline trong C++
ƒ Điều duy nhất cần làm là thêm từ khóa inline vào
₫ầu dòng khai báo và ₫ịnh nghĩa hàm
inline int max(int a, int b) {
return (a > b)? a : b; 
}
ƒ Hàm inline khác gì hàm bình thường:
— "Hàm inline" thực chất không phải là một hàm!
— Khi gọi hàm thì lời gọi hàm ₫ược thay thế một cách thông
minh bởi mã nguồn ₫ịnh nghĩa hàm, không thực hiện
các thủ tục gọi hàm
Ví dụ:
l=max(k*5-2,l);
Được thay thế bằng các dòng lệnh kiểu như:
int x=k*5-2; // biến tạm trung gian
l=(x>l)?x:l; // OK
50
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
Khi nào nên dùng hàm inline
ƒ Ưu ₫iểm của hàm inline:
— Tiện dụng như hàm bình thường
— Hiệu suất như viết thẳng mã, không gọi hàm
— Tin cậy, an toàn hơn nhiều so với sử dụng Macro
ƒ Nhược ₫iểm của hàm inline:
— Nếu gọi hàm nhiều lần trong chương trình, mã chương trình
có thể lớn lên nhiều (mã thực hiện hàm xuất hiện nhiều lần
trong chương trình)
— Mã ₫ịnh nghĩa hàm phải ₫ể mở => ₫ưa trong header file
ƒ Lựa chọn xây dựng và sử dụng hàm inline khi:
— Mã ₫ịnh nghĩa hàm nhỏ (một vài dòng lệnh, không chứa
vòng lặp)
— Yêu cầu về tốc ₫ộ ₫ặt ra trước dung lượng bộ nhớ
51
©
2
0
0
4
,
H
O
À
N
G
M
I
N
H
S
Ơ
N
Chương 3: Hàm và thư viện
Bài tập về nhà
ƒ Xây dựng hàm tìm N số nguyên tố ₫ầu tiên
— Hoàn thiện thiết kế hàm
— Định nghĩa hàm
ƒ Viết chương trình minh họa cách sử dụng