Lập trình hướng đối tượng - Chương 2: Các mở rộng của C++

1 CHƯƠNG 2 CÁC MỞ RỘNG CỦA C++ LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG Nguyễn Hữu Thể Object-oriented programming 2 Nội dung  Lịch sử ngôn ngữ C  Lịch sử ngôn ngữ C++  Lựa chọn ngôn ngữ C++  Các từ khóa mới của C++  Cách ghi chú thích  Dòng nhập/xuất chuẩn  Cách chuyển đổi kiểu dữ liệu  Cách chuyển đổi kiểu dữ liệu  Vị trí khai báo biến  Kiểu struct  Toán tử định phạm vi  Toán tử new và delete  Hàm inline  Phép tham chiếu Object-oriented programming 3 1. Lịch sử ngôn ngữ C  Tiến hóa từ hai ngôn ngữ lậptrình  BCPL và B: Các ngôn ngữ “phi kiểu”  Dennis Ritchie (Bell Laboratories, AT&T)  Ngôn ngữ phát triển hệ điều hành UNIX  Không phụ thuộc phần cứng  Tính khả chuyển  1989: ANSI chuẩn hóa (ANSI-C)  1990: Công bố chuẩn ANSI và ISO  ANSI/ISO 9899: 1990 Object-oriented programming 4 2. Lịch sử ngôn ngữ C++  Mở rộng, tiến hóa từ C  Bjarne Stroustrup (Bell Laboratories)  Đầu những năm 1980: “C with classes”  1984: Tên C++  1987: “The C++ Programming Language” 1st Edition  1997: “The C++ Programming Language” 3rd Edition  Chuẩn hóa quốc tế: ANSI/ISO 1996  Bổ sung các đặc tính hỗ trợ:  Lập trình hướng đối tượng  Lập trình tổng quát  Lập trình toán học,...  Ngôn ngữ “lai” Object-oriented programming 5 Lựa chọn ngôn ngữ C++  Đáp ứng các yêu cầu:  Gần gũi với phần cứng  Hiệu suất cao  Tương đối thân thiện với người lập trình  Chuẩn hóa quốc tế (tương lai vững chắc)  Thế mạnh tuyệt đối của ANSI-C:  Phổ biến cho hầu hết các nền vi xử lý, vi điều khiển, DSP  Phổ biến cho “mỗi người lập trình” trên thế giới  Thế mạnh tuyệt đối của ANSI/ISO C++:  Lập trình hướng đối tượng  Lập trình tổng quát (template)  Lập trình toán học (dữ liệu trừu tượng và nạp chồng toán tử) Object-oriented programming 6 3. Các mở rộng của C++  Các từ khóa mới của C++  Cách ghi chú thích  Dòng nhập/xuất chuẩn  Cách chuyển đổi kiểu dữ liệu  Vị trí khai báo biến  Các biến const  Struct, union và enum  Toán tử định phạm vi (scope resolution operator)  Toán tử new và delete  Hàm inline  Các giá trị tham số mặc định  Phép tham chiếu  Phép đa năng hóa (Overloading) Object-oriented programming 7 Các từ khóa mới của C++  Một số từ khóa (keyword) mới đã được đưa vào C++ ngoài các từ khóa có trong C. Object-oriented programming 8 Cách ghi chú thích  C++ chấp nhận hai kiểu chú thích.  C là /**/  C++ là //  VD: /*Chương trình in các số từ 0 đến 9.*/ #include int main() { int i; for(i = 0; i < 10 ; ++ i) // 0 - 9 cout<<i<<"\n"; // In ra 0 - 9 return 0; } Object-oriented programming 9 Dòng nhập/xuất chuẩn  Trong C: printf() và scanf().  Trong C++: cout và cin.  Ví dụ: Nhập vào hai số. Tính tổng và hiệu của hai số. #include int main(){ int X, Y; cout<< "Nhap vao mot so X:"; cin>>X; cout<< "Nhap vao mot so Y:"; cin>>Y; cout<<"Tong cua chung:"<<X+Y<<"\n"; cout<<"Hieu cua chung:"<<X-Y<<"\n"; return 0; } Object-oriented programming 10 Cách chuyển đổi kiểu dữ liệu  Hình thức chuyển đổi kiểu trong C tương đối tối nghĩa  C++ có cách chuyển đổi kiểu giống như một lệnh gọi hàm. #include int main(){ int X = 200; long Y = (long) X; //Chuyển đổi kiểu theo cách của C long Z = long(X); // Chuyển đổi kiểu theo cách của C++ cout<< "X = "<<X<<"\n"; cout<< "Y = "<<Y<<"\n"; cout<< "Z = "<<Z<<"\n"; return 0; } Object-oriented programming 11 Vị trí khai báo biến  Trong C:  Tất cả các khai báo toàn cục phải đặt trước tất cả các hàm  Các khai báo cục bộ phải đặt trước tất cả các lệnh.  Ngược lại trong C++:  Cho phép khai báo linh hoạt bất kỳ vị trí nào  Có thể xen kẽ khai báo dữ liệu với các câu lệnh thực hiện. Object-oriented programming 12 Chương trình xen kẻ khai báo biến với lệnh ở dòng 4 đến dòng 12. 18: case ‘-’: 19: cout<<"Ket qua:"<<X-Y<<"\n"; 20: break; 21: case ‘*’: 22: cout<<"Ket qua:"<<long(X)*Y<<"\n"; 23: break; 24: case ‘/’: 25: if (Y) 26: cout<<"Ket qua:"<<float(X)/Y<<"\n"; 27: else 28: cout<<"Khong the chia duoc!" <<"\n"; 29: break; 30: default : 31: cout<<"Khong hieu toan tu nay!"<<"\n"; 32: } 33: return 0; 34: } 1: #include 2: int main() 3: { 4: int X; 5: cout<< "Nhap vao so thu nhat:"; 6: cin>>X; 7: int Y; 8: cout<< "Nhap vao so thu hai:"; 9: cin>>Y; 10: char Op; 11: cout<<"Nhap vao toan tu (+-*/):"; 12: cin>>Op; 13: switch(Op) 14: { 15: case ‘+’: 16: cout<<"Ket qua:"<<X+Y<<"\n"; 17: break; Object-oriented programming 13 Kiểu struct  Trong C++: tên của struct và union giống như khai báo bằng lệnh typedef.  Trong C: struct Complex{ float Real; float Imaginary; }; .. struct Complex C;  Trong C++, vấn đề trở nên đơn giản hơn: struct Complex{ float Real; float Imaginary; }; .. Complex C; Object-oriented programming 14 Toán tử định phạm vi (scope resolution operator)  Ký hiệu là ::  Dùng truy xuất một phần tử bị che bởi phạm vi hiện thời. #include int X = 5; int main() { int X = 16; cout<< "Bien X ben trong = "<<X<<"\n"; cout<< "Bien X ben ngoai = "<<::X<<"\n"; return 0; } Object-oriented programming 15 Toán tử new và delete VD: Cấp phát vùng nhớ động của C int *P; P = malloc(sizeof(int)); if (P==NULL) printf("Khong con du bo nho de cap phat\n"); else { *P = 290; printf("%d\n", *P); free(P); } VD: Cấp phát vùng nhớ động của C++ int *P; P = new int; if (P==NULL) cout<<"Khong con du bo nho de cap phat\n"; else { *P = 290; cout<<*P<<"\n"; delete P; }  C cấp phát động bộ nhớ dùng hàm thư viện như malloc(), calloc() và free().  C++ dùng hai toán tử new và delete Object-oriented programming 16 Toán tử new và delete (tt)  Toán tử new thay thế cho hàm malloc(), calloc() của C có cú pháp:  new type_name  new type_name initializer Trong đó :  type_name: kiểu dữ liệu được cấp phát.  initializer: giá trị khởi động của vùng nhớ được cấp phát. Nếu toán tử new cấp phát không thành công => trả về giá trị NULL.  Toán tử delete thay thế hàm free() của C, có cú pháp:  delete pointer  delete []pointer Object-oriented programming 17 Toán tử new và delete (tt)  Có thể vừa cấp phát vừa khởi động: int *P; P = new int(100); if (P!=NULL) { cout<<*P<<"\n"; delete P; } else cout<<"Khong con du bo nho de cap phat\n";  Cấp phát động cho mảng: int *P; P = new int[10]; //Cấp phát mảng 10 số nguyên if (P!=NULL) { for(int i = 0;i<10;i++) P[i]= i; for(i = 0;i<10;i++) cout<<P[i]<<"\n"; delete []P; } else cout<<"Khong con du bo nho de cap phat\n"; Object-oriented programming 18 Hàm inline  Một chương trình có cấu trúc tốt sử dụng các hàm để chia nhỏ.  Việc gọi hàm sẽ đưa vào stack xử lý và sau đó giải phóng vùng nhớ  Làm chậm chương trình  C++ thêm từ khóa inline để loại việc gọi hàm.  Trình biên dịch không biên dịch hàm như một đoạn chương trình riêng  Chèn thẳng vào các chỗ mà hàm này được gọi. Object-oriented programming 19 Hàm inline inline float Cube(float S) { return S*S*S; } int main() { cout<<"Nhap vao chieu dai canh cua hinh lap phuong:"; float Side; cin>>Side; cout<<"The tich cua hinh lap phuong = "<<Cube(Side); return 0; } Object-oriented programming 20 Phép tham chiếu  Đối với hàm nhận tham số là con trỏ : void Swap(int *X, int *Y){ int Temp = *X; *X = *Y; *Y = *Temp; }  Để hoán đổi giá trị biến A và B thì gọi hàm: Swap(&A, &B);  Trong C++ dùng biến tham chiếu sẽ làm cho các hàm có thay đổi nội dung các tham số của nó. void Swap(int &X, int &Y){ int Temp = X; X = Y; Y = Temp ; } Object-oriented programming 21 Phép tham chiếu  Với cách gọi hàm này, C++ tự gởi địa chỉ của A và B làm tham số cho hàm Swap().  Biến tham chiếu có cú pháp như sau :  data_type & variable_name; Trong đó:  data_type: Kiểu dữ liệu của biến.  variable_name: Tên của biến  Khi dùng biến tham chiếu cho tham số  Chỉ có địa chỉ của nó được gởi đi  Chứ không phải là toàn bộ cấu trúc hay đối tượng đó Object-oriented programming 22 Phép tham chiếu  Một tham số kiểu tham chiếu nhận một tham chiếu tới một biến được chuyển cho tham số của hàm Object-oriented programming 23 Phép tham chiếu void Swap(int &X,int &Y); int main() { int X = 10, Y = 5; cout<<"Truoc khi hoan doi: X = "<<X<<",Y="<<Y<<endl; Swap(X,Y); cout<<"Sau khi hoan doi: X = "<<X<<",Y ="<<Y<<endl; return 0; } void Swap(int &X,int &Y) { int Temp=X; X=Y; Y=Temp; } Object-oriented programming 24 Phép đa năng hóa (Overloading)  Trong C, mỗi hàm đều phải có một tên phân biệt.  Ba hàm khác nhau để trả về trị tuyệt đối của một tham số: • int abs(int i); • long labs(long l); • double fabs(double d);  Trong C++, cho phép tạo ra các hàm khác nhau có cùng một tên. Đây chính là đa năng hóa hàm. • int abs(int i); • long abs(long l); • double abs(double d); Object-oriented programming 25 Bài tập  Bài 1: Viết chương trình in bảng của các số từ 1 đến 256 dưới dạng nhị phân, bát phân và thập lục phân tương ứng.  Bài 2: Viết chương trình nhập vào một số nguyên dương n. Kiểm tra xem số nguyên n có thuộc dãy Fibonacci không?  Bài 3: Viết chương trình nhân hai ma trân Amxn và Bnxp. Mỗi ma trận được cấp phát động và các giá trị của chúng phát sinh ngẫu nhiên (Với m, n và p nhập từ bàn phím). Object-oriented programming 26 Bài tập  Bài 4: Viết chương trình tạo một mảng một chiều động có kích thước là n (n nhập từ bàn phím). Các giá trị của mảng này được phát sinh ngẫu nhiên trên đoạn [a, b] với a và b đều nhập từ bàn phím. Hãy tìm số dương nhỏ nhất và số âm lớn nhất trong mảng; nếu không có số dương nhỏ nhất hoặc số âm lớn nhất thì xuất thông báo "không có số dương nhỏ nhất" hoặc "không có số âm lớn nhất".  Bài 5: Anh (chị) hãy viết một hàm tính bình phương của một số. Hàm sẽ trả về giá trị bình phương của tham số và có kiểu cùng kiểu với tham số. 27