Bài giảng Kiến trúc máy tính (Phần 2) - Chương 3: Hàm và tổ chức chương trình - Nguyễn Văn Huy

Một chương trình viết trong C là một dãy các hàm trong đó có
một hàm chính là hàm main().
Hàm là một đoạn chương trình độc lập, giải quyết một công việc
hoàn chỉnh và có thể được sử dụng nhiều lần trong chương trình.
 Hàm chia các bài toán lớn thành các công việc nhỏ hơn giúp cho
việc thực hiện một công việc lặp lại nào đó một cách nhanh chóng mà
không cần viết lại mã lệnh chương trình.
 Thứ tự hàm trong chương trình là bất kỳ, song chương trình luôn
thực hiện bắt đầu từ hàm main().
3.1. Mở đầu 
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật2
 Cú pháp tổng quát để định nghĩa hàm như sau:
- Kiểu_trả_về sẽ chỉ ra kiểu của kết quả cần trả về của
hàm. Nếu hàm không cần trả về kết quả thì kiểu_trả_về sẽ là
void.
- Tên_hàm được đặt tên theo quy tắc định danh.
3.2. Định nghĩa hàm
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật3
Kiểu_trả_về tên_hàm (kiểu và danh_sách_tham_số)
{
/* thân hàm */
Các_câu_lệnh ;
return giá_trị ;
}
 - Danh_sách_tham_số: Tham số của hàm là phương tiện
để truyền dữ liệu cần thiết từ bên ngoài vào trong hàm và từ
trong hàm ra bên ngoài. Nếu có nhiều tham số thì chúng phải
cách nhau bởi dấu phẩy và phải khai báo riêng biệt nhau.
 - Câu lệnh return dùng để kết thúc việc thực hiện của một
hàm (nếu hàm có giá trị trả về), trả kết quả và chuyển quyền
điều khiển về nơi gọi hàm. Giá trị kết quả này phải có kiểu phù
hợp với kiểu_trả_về đã được khai báo ở dòng tiêu đề. Cú pháp
tổng quát của lệnh return:
 Lưu ý: C không cho phép các hàm lồng nhau, nghĩa là
phần định nghĩa của hàm này phải độc lập hoàn toàn với hàm
khác.
3.2. Định nghĩa hàm
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật4
return biểu_thức;
 ĐỊNH NGHĨA HÀM DÙNG LỆNH: #define
 Trong một số trường hợp, định nghĩa hàm dùng lệnh
#define sẽ đơn giản hơn. Cú pháp:
 VÍ DỤ:
#define SUM(x, y) (x + y) //Tổng của hai số
#define SQR(x) (x*x) // Bình phương của một số
#define MAX(x, y) (x > y) ? x : y //Tìm số lớn nhất của 2 số
3.2. Định nghĩa hàm
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật5
#define Tên_hàm(Các_tham_số) Biểu_thức_Giá_trị
3.3. Khai báo nguyên mẫu hàm
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật6
 Một khai báo nguyên mẫu hàm sẽ cung cấp cho trình
biên dịch mô tả về một hàm sẽ được định nghĩa ở một vị trí
nào đó trong chương trình.
 Cú pháp tổng quát của một khai báo nguyên mẫu hàm:
Kiểu_trả_về tên_hàm (kiểu và danh_sách_tham_số);
3.4. Gọi hàm
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật7
 Cú pháp gọi hàm:
 Cặp dấu ngoặc () bắt buộc phải có cho dù hàm có đối số
hay là không.
 Trong danh_sách_đối_số không đưa ra kiểu dữ liệu của
đối số. Nếu hàm cần truyền nhiều đối số thì chúng phải tách
nhau bởi dấu phẩy.
Tên_hàm (danh_sách_đối_số) ;
Ví dụ 1: Hàm không có giá trị trả về
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật8
Kết quả khi chạy chương trình :
-----------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Ví dụ 2: Hàm có giá trị trả về
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật9
Kết quả khi chạy chương trình :
---------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------
3.5. Phạm vi của biến
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật10
Phạm vi của biến: là những vùng trong chương trình mà
biến có thể được sử dụng.
Thời gian sống của biến: là khoảng thời gian biến tồn tại
trong bộ nhớ. Mỗi biến sau khi khai báo sẽ được cấp phát một
vùng nhớ để lưu trữ nó. Đến một thời điểm nào đó, vùng nhớ
này sẽ bị thu hồi lại để lưu trữ biến khác.
Biến sử dụng gồm hai loại là:
- Biến toàn cục : khai báo bên ngoài tất cả các hàm và tác
dụng trong toàn bộ chương trình.
- Biến cục bộ : được khai báo trong thân hàm hoặc khối
lệnh và chỉ tác dụng trong phạm vi khai báo.
3.6. Hàm đệ quy
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật11
 Hàm đệ quy là hàm mà từ một điểm trong thân của nó có thể
gọi tên hàm của chính nó.
 Khi hàm gọi đệ quy chính nó thì mỗi lần gọi, máy sẽ tạo ra
một tập biến cục bộ mới hoàn toàn độc lập với tập biến cục bộ
đã được tạo ra từ các lần gọi trước đó.
 Số lần gọi đệ quy phải có giới hạn, tức là việc gọi đệ quy phải
có điểm dừng.
Xây dựng hàm đệ quy
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật12
Hàm đệ quy thường được viết theo dạng sau:
if (trường_hợp_cơ_sở)
{ /*giải quyết bài toán và trả về kết quả*/
}
else /*trường_hợp_tổng_quát */
{
//gọi đệ quy tới hàm với đối số truyền vào có giá trị khác 
}
- Phần không đệ quy: bao gồm các trường hợp cơ sở có thể
giải quyết trực tiếp, mà không cần đến bài toán con nào cả. Phần
này sẽ quyết định tính dừng của thuật toán.
- Phần đệ quy: đây là trường hợp tổng quát. Bài toán được quy
về một bài toán cùng dạng nhưng nhỏ hơn và có giá trị tham số
thay đổi
Ví dụ: Hàm đệ quy tính n!
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật13
Kết quả chạy chương trình:
-------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------
3.7. Một số hàm chuẩn trong C
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật14
Tên hàm Khai báo Ý nghĩa
rand() stdlib.h Cho 1 giá trị ngẫu nhiên từ 0 đến 32767
random(x) stdlib.h Cho 1 giá trị ngẫu nhiên từ 0 đến x
pow(x,y) math.h Tính x mũ y
sqrt(x) math.h Tính căn bậc 2 của x
sin(x), cos(x), 
tan(x)
math.h Tính sin, cosin, tang của góc x có số đo x radian
abs(a) stdlid.h Cho giá trị tuyệt đối của số nguyên a
labs(a) stdlid.h Cho giá trị tuyệt đối của số nguyên dài a
exp(x) math.h Tính e mũ x
log(x) math.h Tính logarit cơ số e của x
log10(x) math.h Tính logarit cơ số 10 của x
ceil(x) math.h Phần nguyên nhỏ nhất không nhỏ hơn x
floor(x) math.h Phần nguyên lớn nhất không lớn hơn x
3.7. Một số hàm chuẩn trong C
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật15
Tên hàm Khai báo Ý nghĩa
atof(str) stdlib.h Chuyển chuỗi str sang giá trị số thực
atoi(str) stdlib.h Chuyển chuỗi str sang số nguyên
itoa(x,str,y) stdlib.h Chuyển số nguyên x sang chuỗi str theo cơ số y
tolower(x) ctype.h Đổi chữ hoa sang chữ thường
toupper(x) ctype.h Đổi chữ thường sang chữ hoa
strcat(a,b) string.h Thêm chuỗi b vào sau chuỗi a
strcpy(a,b) string.h Sao chép chuỗi b vào a
strlwr(s) string.h Chuyển chuỗi s sang chữ thường
strupr(s) string.h Chuyễn chuỗi s sang chữ hoa
strlen(s) math.h Trả về độ dài chuỗi s
Bài tập luyện tập
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật16
Bài 1: Viết hàm kiểm tra một số có phải số chính phương hay
không ? hàm trả về giá trị là 1 nếu số được kiểm tra là số chính
phương, ngược lại hàm trả về giá trị 0. Từ đó liệt kê các số chính
phương trong khoảng (m;n).
Bài 2: Viết hàm kiểm tra một số có phải số nguyên tố hay không ?
hàm trả về giá trị là 1 nếu số được kiểm tra là số nguyên tố, ngược
lại hàm trả về giá trị 0.Từ đó liệt kê các số nguyên tố trong khoảng
(m;n).
Bài 3: Viết chương trình trong đó chứa một hàm để tính giai thừa
của một số tự nhiên. Trong hàm main() in ra màn hình hệ số của
số hạng thứ k trong khai triển nhị thức Newton : (a+b)100 ?
Bài tập luyện tập
Khoa CNTT - Bài giảng THĐC - Khối ngành kỹ thuật17
Bài 4: Viết chương trình xuất ra màn hình các hệ số của các số
hạng khi khai triển nhị thức Newton của (1+x)n với n nguyên
dương nhập từ bàn phím.
Bài 5: Viết hàm đệ quy tính các biểu thức sau :
a) S = 1+2+3++n
b) P = x*x*x**x (n lần số x)
c) Q = 5+10+15++5*n
Bài 6: Tính giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của 4 số ?
Bài 7: Xuất ra màn hình tam giác Pascal với chiều cao n.
Bài 8: Viết hàm in ra số dạng máy tính bỏ túi với các tham số hàm
từ 0 đến 9.