Cú pháp ngôn ngữ C

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Cú pháp ngôn ngữ (lập trình) C là tập hợp các qui tắc nhằm xác định cách thức để viết và dịch trong ngôn ngữ lập trình C.

Thí dụ:
 // Dòng này sẽ được bỏ qua (không đọc) bởi trình dịch.
 /* Các dòng này
 cũng được bỏ qua
 bởi trình dịch */
... (Tiếp tục mã C)

Các hàm[sửa | sửa mã nguồn]

Cú pháp[sửa | sửa mã nguồn]

Một hàm C phải bao gồm một kiểu trả về (kiểu đó trả về void nếu không có giá trị trả về), một tên xác định, một danh sách các tham số để trong ngoặc đơn (nếu danh sách này không có tham số nào thì ghi là void bên trong dấu ngoặc), sau đó là khối các câu lệnh (hay khối mã) và/hay các câu lệnh return. (Nếu kiểu trả về là void thì mệnh đề này không bắt buộc phải có. Ngược lại, cũng không bắt buộc chỉ có một câu lệnh return mà tùy theo kỹ thuật, người lập trình có thể dẫn dòng mã sao cho mọi hướng chẻ nhánh đều được trả về đúng kiểu.)

 <kiểu_trả_về> tên_hàm(<danh sách tham số>)
 {
  <các_câu_lệnh>
 
  return <biến (hay giá trị) có kiểu là kiểu_trả_về>;
 }

Trong đó, <danh sách tham số> của N biến thì được khai báo như là kiểu dữ liệu và tách rời nhau bởi dấu phẩy ,:

 <kiểu_dữ_liệu> var1, var2, ..., varN ;

Toàn bộ danh sách này được đặt trong ngoặc đơn ngay sau tên_hàm.

Thí dụ[sửa | sửa mã nguồn]

Hàm add tính tổng hai số có kiểu integer, hàm abs tính trị tuyệt đối của số có kiểu integer, và chương trình (hàm main) hiển thị hai dòng 1 + 1 = 2absolute value of -2 is 2

 #include <stdio.h>; //Chú giải: dòng này khai báo thư viện là stdio.h

 int add(int x, int y)
 {
         return x + y;
 }

 int abs(int x)
 {
         if (x > 0) return x;
         if (x < 0) return -x;
         if (x == 0) return 0;
         /* đây chỉ là thí dụ cho thấy C có khả năng dùng nhiều hơn 1 câu lệnh <code>return</code>
                 hoàn toàn có thể dùng các câu lệnh khác đơn giản hon. */
 }

 int main(void)
 {

         {
         int z;
         int y ;
         printf("nhap z:");
         scanf("%d",&z);
         printf("nhap y:");
         scanf("%d",&y);
         printf("%d + %d = %d\n", z, y,add(z, y));
         printf ("gia tri tuyet doi cua %d la %d", y, abs(y));

 }
         }

Chú ý: phần mã trên đã được thử thành công dùng trình dịch GNU (cho ANSI C và C99)


Mô tả[sửa | sửa mã nguồn]

Trong các câu lệnh tiền xử lý, ở cấp độ cao nhất, một chương trình ngôn ngữ C luôn có một chuỗi các khai báo cho các tập tin bao gồm.

Sau đó là các khai báo của phạm vi tập tin. Các khai báo này giới thiệu các hàm, các biến và các kiểu biến. Các hàm trong C nhìn tương tự với các chương trình con của Fortran hay các thủ tục của Pascal. Định nghĩa của hàm xuất hiện trong phần thân của nó (phần giữa bộ dấu ngoặc {} theo sau nguyên dạng của hàm).

Các chương trình trong C để tạo các ứng dụng trực tiếp đều cần phải có một hàm đặc biệt tên là main, đây sẽ là hàm đầu tiên được gọi khi chương trình bắt đầu thực thi. Sau đây là một chương trình đầy đủ mặc dù không có mấy ứng đụng thiết thực.

int main (void)
{
 return 0;
}

Hàm code>main thường gọi các hàm khác để giúp nó hoàn tất công việc (tuỳ theo sự lập trình của người dùng).

Trọng một số trường hợp C được dùng không phải để tạo ra các ứng dụng trực tiếp mà để dùng với hệ điều hành hay các nơi khác (như là phát triển các bộ điều vận, các phần sụn, hay các thư viện...). Những trường hợp như vậy thì người lập trình hoàn toàn tự do trong việc giải quyết làm sao để xử lý khởi động chương trình, đặc biệt nó sẽ không cần định nghĩa hàm main.

Các hàm có thể được viết ra bởi người lập trình hay được cung cấp sẵn bởi các thư viện. Các thư viện cần được khai báo (sử dụng) bằng cách nêu tên các tập tin tiêu dề trong câu lệnh dạng #include tập tin tiêu đề. Một số hàm thư viện như là printf đã được định nghĩa bởi chuẩn C, chúng được tham chiếu như là các hàm thư viện chuẩn.

Một hàm có thể trả về một giá trị cho môi trường gọi nó. Khi hàm main trả về giá trị 0 chỉ dấu cho rằng toàn bộ chương trình đã hoàn tất thành công và kết thúc. Hàm printf cùng có giá trị trả về, đó là số lượng kí tự đã hiển thị, nhưng giá trị này thường bị bỏ qua không dùng.

Truyền các biến[sửa | sửa mã nguồn]

Các biến trong C được truyền qua các hàm bằng giá trị trong khi nhiều ngôn ngữ khác lại được truyền bằng tham chiếu (hay bằng địa chỉ). Điều này có nghĩa là hàm chỉ chép lại các giá trị và không thể thay đổi các giá trị đó của các biến (hay đối số) đưa vào. Để có thể thay đổi được giá trị của các biến truyền vào, người lập trình có thể truyền địa chỉ của nó vào hàm và tham chiếu ngược nó trong hàm được dùng (xem thêm kiểu tham chiếu)

 void incInt(int *y)
 {
  (*y)++; // tăng giá trị của x trong <code>main<code> 1 đơn vị
 }
 
 int main(void)
 {
  int x = 0;
  incInt(&x); // chuyển một tham chiếu vào incInt cho 'x'
  return 0;
 }

Để có thể chuyển một con trỏ (mà có thể cần đổi địa chỉ nó chỉ đến), có thể chuyển một tham chiếu cho con trỏ (tham chiếu này chỉ đến điạ chỉ của con trỏ):

 void setInt(int **p, int n)
 {
  *p = (int *) malloc(sizeof(int)); // đăng kí một vùng nhớ
  *p = n;     // cài giá trị vào
 }
 
 int main(void)
 {
  int *p;   //khai báo một con trỏ kiểu integer
  setInt(&p, 42); // chuyển giá trị của 'p' vào.
  return 0;
 }

int **p sẽ định nghĩa một con trỏ chỉ đến con trỏ (thay vì chỉ đến các kiểu dữ liệu thông thường) tức là chỉ đến địa chỉ của con trỏ p.

Hàm scanf làm việc theo cùng một cách thức:

 int x;
 scanf("%d", &x);

Các cấu trúc dòng điều khiển[sửa | sửa mã nguồn]

Một cách cơ bản thì C là ngôn ngữ dạng tự do. Trong phần này, tất cả các chữ "mệnh đề" có nghĩa tương đương với chữ "câu lệnh".

Các mệnh đề phức hợp[sửa | sửa mã nguồn]

Câu lệnh phức hợp được bọc trong dấu ngoặc {} còn được gọi là khối mã. Các câu lệnh phức hợp trong C có dạng.

{ <danh sách khai báo tùy chọn> <đanh sách câu lệnh tùy chọn> }

Khối mã được dùng như là phần thân của một hàm hay đưọc đặt bất kì ở vị trí nào mà một câu lệnh đơn giản có thể đặt. Nghĩa là, về ý nghĩa văn phạm thì câu lệnh đơn giản và câu lệnh phức hợp là tương đương nhau.

Các mệnh đề biểu thức[sửa | sửa mã nguồn]

Một câu lệnh (hay một mệnh đề) của C có dạng:

<biểu thức tùy chọn>;

là một mệnh đề biểu thức. Nếu biểu thức này không có nội dung (mà chỉ còn lại dấu ; thì biểu thức được gọi là mệnh đề null (hay mệnh dề rỗng). (Theo ngôn ngữ máy Assembler thì mệnh đề null sẽ tương đương với câu lệnh NOP; chiếm 1 byte chỉ làm nhiệm vụ tăng địa chỉ của chồng (stack) lên 1 đơn vị.)

Các mệnh đề lựa chọn (hay điều kiện)[sửa | sửa mã nguồn]

Có 3 loại mệnh đề lựa chọn: hai loại dùng từ khóa if và một loại dùng từ khóa switch. Đó là:

Dạng dùng từ khóa if:[sửa | sửa mã nguồn]

if (<biểu thức>)
<mệnh đề1>
if (<biểu thức>)
<mệnh đề1>
else
<mệnh đề2>

Trong dạng này, nếu phần trong ngoặc đơn có giá trị khác 0 hay có giá trị "đúng" (true) thì dòng điều khiển sẽ chuyển vào để thực thi <mệnh đề1>. Nếu trong câu lệnh if có thêm từ khóa else thì <mệnh đề2> sẽ được thực thi một khi <biểu thức> có giá trị 0 hay giá trị "sai".

Nhắc lại: như trên thì vị trí mỗi mệnh đề đều có thể thay bằng một khối mã.

Trong cách viết mã lồng nhau phức tạp bao gồm nhiều mệnh đề if thì từ khóa else sẽ được gán vào mệnh đề if phía trên gần nhất nào chưa được ghép. Để tránh sự nhầm lẫn cách tốt nhất là lồng chúng vào trong các dấu {}.

Dạng dùng từ khóa switch[sửa | sửa mã nguồn]

Mệnh đề switch sẽ gây ra việc chuyển dòng điều khiển sang một trong những mệnh đề con kế tiếp tùy theo giá trị của một biểu thức X (biểu thức này phải có kiểu nguyên). Các mệnh đề con này thường là các mệnh đề phức hợp. Đứng trước mỗi mệnh đề con sẽ là một từ khóa case, sau đó là một biểu thức hằng Hi, và dấu hai chấm : gắn liền tiếp theo đó là mệnh đề con Mi.

Khi giá trị của X trùng với một giá trị Hi được nêu ở đâu thì mệnh đề con đi gắn liền vói hằng tại đó (tức là Mi) sẽ được thực thi.

Nếu X không bằng với bất kì giá trị Hi nào thì người lập trình có thể dùng thêm từ khóa default, sau đó là dấu hai chấm : và tiếp theo là một mệnh đề con Mdefault. Mệnh đề con này sẽ được thực thi khi mà giá trị của X khác với mọi giá trị hằng Hi.

Lưu ý:

  • Trong câu lệnh switch thì không cho phép có hai giá trị hằng bằng nhau. Nghĩa là khi X được đánh giá thì chỉ có tối đa một mệnh đề con được thực thi.
  • Các câu lệnh switch có thể được dùng trong dạng lồng vào nhau (nest), một từ khóa case hay default sẽ thuộc vào câu lệnh switch bên trong nhất (hay nhỏ nhất) chứa nó.
  • Một khi dòng điều khiển hoàn tất câu lệnh con Mi thì nó sẽ tiếp tục thi hành các câu lệnh con Mi+1 theo sau cho đến khi nó bị yêu cầu ngưng bởi câu lệnh nhảy (mà thường dược dùng nhiều nhất là câu lệnh break)

Trong dạng thí dụ dưới đây, nếu <biểu thức X> có giá trị bằng <hằng H2> thì mệnh đề các biểu thức <mệnh đề M2>,<mệnh đề M3>, và <mệnh đề Mdefault> sẽ lần lần lượt được thực thi theo thứ tự nếu như trong chúng không có câu lệnh break. Nhưng vì trong mã thí dụ có câu lệnh break nên dòng điều khiển sẽ ngưng và kết thúc câu lệnh switch khi thi hành lệnh break này.

switch (<biểu thức X>)
{
case <hằng H1>: 
<mệnh đề M1>
case <hằng H2>:
<mệnh đề M2>
break;
case <hằng H3>:
<mệnh đề M3>
default:
<mệnh đề Mdefault>
}

Các mệnh đề tái lặp (hay vòng lặp)[sửa | sửa mã nguồn]

C có 3 dạng câu lệnh vòng lặp:

Vòng lặp do[sửa | sửa mã nguồn]

do
<mệnh đề>
while (<biểu thức>);

Trong mệnh đề này thì mệnh đề được thực thi lặp lại cho tới khi nào <biểu thức> được đánh giá (hay có giá trị) là true. Một khi <biểu thức> không còn có giá trị true nữa thì vòng lặp sẽ bị kết thúc.

Vòng lặp while[sửa | sửa mã nguồn]

while (<biểu thức>)
<mệnh đề>

<mệnh đề> chỉ được thực thi hay thực thi lặp lại khi <biểu thức> có giá trị là true. Nếu <biểu thức> có giá trị false thì câu lệnh sẽ bị kết thúc ngay lập tức.

Vòng lặp for[sửa | sửa mã nguồn]

Dạng C89 của vòng lặp for là:

for (<biểu thức 1>; <biểu thức 2>; <biểu thức 3>)
<câu lệnh>

Nó đã được tổng quát hóa trong C99 thành:

for (<khai báo> <biểu thức 1>; <biểu thức 2>)
<câu lệnh>

Khi cả ba biểu thức đều hiện diện trong một câu lệnh for, thì mệnh đề:

for (e1; e2; e3)
s;

sẽ tương đương với

e1;
while (e2) {
s;
e3;
}

Bất kì biểu thức nào trong vòng lặp for có thể được loại bỏ. Một biểu thức bị mất (e2 chẳng hạn) có thể làm cho vòng lặp biến thành vòng lặp vô hạn.

Thí dụ: vòng lặp for sau đây 3 biểu thức ở dạng phức hợp và ngăn cách nhau bởi dấu chấm phẩy ;:
for (x=10,y=1;((x>4) && (y<8)); x--,y+=2)
 printf("x = %d, y = %d \n", x,y);

Kết quả thực thi màn hình sẽ hiển thị như sau:

x = 10, y = 1
x = 9, y = 3
x = 8, y = 5
x = 7, y = 7

Vòng lặp kết thúc vì điều kiện trong biểu thức thứ nhì ((x>4) && (y<8)) không còn đúng nữa.

Các mệnh đề nhảy (hay bước nhảy)[sửa | sửa mã nguồn]

Các lệnh nhảy sẽ thay đổi dòng điều khiển một cách vô điều kiện. có 4 kiểu mệnh đề nhảy trong C là goto, continue, break, và return.

goto[sửa | sửa mã nguồn]

câu lệnh goto sẽ có dạng:

goto <nhãn>;

nhãn phải có mặt trong hàm có chứa câu lệnh goto. Khi đọc đến lệnh này, dòng điều khiển sẽ chuyển đến mệnh đề nhãn.

continue[sửa | sửa mã nguồn]

Mệnh đề continue chỉ có thể xuất hiện trong một vòng lặp và có tác dụng làm cho dòng điều khiển chuyển sang chu kì mới của vòng lặp trong cùng nhất (có chứa câu lệnh). Các dạng sử dụng bao gồm

while (expression) {
/*... */
cont:;
}
do {
/*... */
cont:;
} while (expression);
for (optional-expr; optexp2; optexp3) {
/*... */
cont:;
}

break[sửa | sửa mã nguồn]

Mệnh đề break dùng để kết thúc một câu lệnh vòng lặp hay câu lệnh switch ngay lập tức và chuyển tiếp đến câu lệnh tiếp theo sau của vòng lặp đó.

return[sửa | sửa mã nguồn]

Một hàm trả dòng điều khiển về nơi gọi nó bằng câu lệnh return. Khi lệnh return được theo sau bởi một biểu thức thì biểu thức đó sẽ được đánh giá và giá trị này sẽ được trả về cho nơi đã gọi hàm. Khi return được gọi mà không có biểu thức đi kèm thì giá trị trả về là không xác định.

Các phép toán[sửa | sửa mã nguồn]

Xem thêm bài chính Phép toán trong C và C++

Để tham khảo, sau đây là bảng thứ tự ưu tiên của các phép toán theo C89:

Phép toán Mô tả Hướng tiến hành
()

[]
.
->

ngoặc đơn (nhóm)

phần chỉ số của mảng
sự lựa chọn phần tử, nhận dạng
sự lựa chọn phần tử, con trỏ

từ trái sang phải
++--

+-
!~
(cast)
*
&
sizeof

tiền tố tăng/giảm

dấu dương/âm
phép toán Bool NOT/phần bù 0 kiểu bit
đổi kiểu
tham chiếu ngược
tham chiếu
độ lớn

từ phải sang trái
*, /, và % nhân/chia/mô dun từ trái sang phải
+- cộng/trừ
<<>> phép toán bit <ocde>left shift/right shift
<<=

>>=

quan hệ nhỏ hơn/nhỏ hơn hay bằng

quan hệ lớn hơn/lớn hơn hay bằng

==!= bằng với/khác với
& phép toán bit AND
^ phép toán bít XOR
| phép toán bit OR
&& phép toán bool AND
|| phép toán bool OR
?: điều kiện tam phân từ phải sang trái
=

+=-=
*=, /=, và %=
<<=>>=
&=, ^=, va |=

phép gán giá trị trực tiếp

phép gán giá trị cộng thêm/trừ bớt
phép gán giá trị nhân/chia/mô dul bởi
phép gán bit shift
phép gán bit AND/XOR/OR

, toán tử , từ trái sang phải

Nguồn: C Operator Precedence and Associativity

Khai báo dữ liệu[sửa | sửa mã nguồn]

Các kiểu dữ liệu cơ bản[sửa | sửa mã nguồn]

Nhiều ngôn ngữ lập trình kể cả C, biểu thị các số trong hai dạng: nguyên và thực (hay không nguyên). Sự khác nhau này hình thành từ khía cạnh kỹ thuật của các cách thức xử lý và lưu trữ các giá trị trong bộ nhớ.

Kiểu nguyên viết dưới dạng int được dùng để biểu thị các số nguyên. Kiểu nguyên có trong nhiều kích cỡ khác nhau tùy theo phân lượng bộ nhớ được dùng và độ lớn cao nhất1. Các từ khóa, có tên là các định tính, được dùng thêm vào để điều chỉnh lại kích cỡ là: short, longlong long2. Kiểu kí tự mà từ khóa của nó là char, biểu thị đơn vị nhỏ nhất có thể địa chỉ hóa được (bởi kiến trúc máy tính) thường là một byte với 8 bit.

Dạng thực được dùng để biểu thị các số thập phân hay các bộ phận hữu tỉ. Mặc dù vậy chúng không hoàn toàn chính xác mà chỉ là các biểu thị gần đúng.

Có 3 kiểu giá trị thực bao gồm: loại có độ chính xác đơn (có đặc tả là float), loại có độ chính xác kép (có đặc tả là double), và loại có độ chính xác kép mở rộng (có đặc tả là long double). Mỗi loại dùng để biểu thị các giá trị không nguyên trong một dạng khác nhau.

Các kiểu nguyên có thể hoặc là có dấu (signed) hay không dấu (unsigned). Nếu không chỉ rõ khi khai báo thì mặc định (hiểu ngầm) sẽ là loại có dấu. Một ngoại lệ là các kiểu char, signed charunsigned char đều khác nhau, và kiểu char có thể là loại có dấu hay không có dấu.

Đối với loại có dấu, thì bit có nghĩa cao nhất được dùng để biểu thị dấu (dương hay âm). Thí dụ một số nguyên 16-bit loại có dấu thì chỉ dùng 15 bit để biểu thị giá trị (tuyệt đối) của nó còn bit có nghĩa cao nhất lại được dùng để cho biết đó là số dương hay âm. Đối với loại không dấu thì bit này lại được dùng thêm vào để biểu thị giá trị.


1 = Trong các kiểu nguyên, độ lớn cao nhất biểu thị giá trị lớn nhất (tùy theo có dấu hay không) mà nó biểu thị. (Xem thêm bản dưới đây)

2 = Từ khóa long long được đưa thêm vào trong chuẩn C99.


Các hằng số xác định các giá trị biên[sửa | sửa mã nguồn]

Tập tin tiêu đề chuẩn limits.h sẽ xác định các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của các kiểu nguyên cơ bản cũng như là xác định các giới hạn khác. Tập tin tiêu đề chuẩn float.h sẽ xác định các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của các kiểu float, double, và long double. Nó cũng xác định các giới hạn khác liên quan tới việc xử lý các giá trị của dấu chấm động (floating-point) có độ chính xác đơn hay có độ chính xác kép như là chúng được định nghĩa trong chuẩn IEEE 754.

Bản hằng số xác định các biên của những kiểu nguyên thông thường
Đặc tả hiểu ngầm Đặc tả viết rõ ra Giá trị nhỏ nhất Giá trị lớn nhất
char viết y hệt CHAR_MIN CHAR_MAX
signed char viết y hệt SCHAR_MIN SCHAR_MAX
unsigned char viết y hệt 0 UCHAR_MAX
short signed short int SHRT_MIN SHRT_MAX
unsigned short unsigned short int 0 USHRT_MAX
không viết gì hết, signed, hay int signed int INT_MIN INT_MAX
unsigned unsigned int 0 UINT_MAX
long signed long int LONG_MIN LONG_MAX
unsigned long unsigned long int 0 ULONG_MAX
long long1 signed long long int1 LLONG_MIN2 LLONG_MAX2
unsigned long long1 unsigned long long int1 0 ULLONG_MAX2

1— Định tính long long chỉ được hỗ trợ trong các trình dịch thỏa mãn chuẩn C99.

2— Các hằng LLONG_MIN, LLONG_MAX, và ULLONG_MAX chỉ được định nghĩa trong limits.h nếu trình dịch tương ứng thỏa mãn chuẩn C99.

Các giá trị biên điển hình[sửa | sửa mã nguồn]

Sau đây là danh sách kích cỡ và các biên điển hình của các kiểu nguyên. Các giá trị này có thể khác nhau tùy theo kiến trúc (máy và trình dịch). ISO C cung cấp tiêu đề inttypes.h, trong đó, có xác định các kiểu nguyên có dấu và không có dấu nhưng điều chắc chắn là kích cỡ đều nằm trong khoảng 8 đến 64 bit.

Kích cỡ và biên điển hình của các kiểu nguyên
Đặc tả hiểu ngầm Đặc tả viết rõ ra Số bit Số byte Giá trị nhỏ nhất Giá trị lớn nhất
char viết y hệt 8 1 -128 or 0 127 hay 255
signed char viết y hệt 8 1 -128 127
unsigned char viết y hệt 8 1 0 255
short signed short int 16 2 -32 768 32 767
unsigned short unsigned short int 16 2 0 65 535
long signed long int 32 4 -2 147 483 648 2 147 483 647
unsigned long unsigned long int 32 4 0 4 294 967 295
long long1 signed long long int1 64 8 -9 223 372 036 854 775 808 9 223 372 036 854 775 807
unsigned long long1 unsigned long long int1 64 8 0 18 446 744 073 709 551 615

1— Định tính long long chỉ được hỗ trợ trong các trình dịch thỏa mãn chuẩn C99.

Kích cỡ và giới hạn của kiểu cơ bản int (mà không có các định tính short, long, hay long long) có thể thay đổi khác nhau (nhiều hơn các kiểu nguyên khác) tùy theo sư thiết lập (của trình dịch hay của kiến trúc máy). Cho nên, một thao tác thông thường là định nghĩa nó như là một đồng nghĩa của size_t — trong tập tin sys/types.h — và do đó, đủ sức để thích ứng với giá trị lớn nhất khả dĩ của con trỏ mà có thể được cấp phát bởi hệ thống. Đặc tả UNIX đơn chỉ ra rằng kiểu int phải có ít nhất 32 bit, mặc dù chuẩn ISO C chỉ yêu cầu có 16 bit.

Các kiểu tham chiếu[sửa | sửa mã nguồn]

Tiền tố kí tự * được dùng để biểu thị kiểu tham chiếu, mà thường được biết đến như là một con trỏ. Nếu như đặc tả int biểu thị một kiểu nguyên cơ bản thì đặc tả int * lại biểu thị một tham chiếu kiểu nguyên, tức là một loại con trỏ. Các giá trị tham chiếu tương quan sẽ bao gồm hai phần thông tin: đó là địa chỉ của vùng nhớ và một kiểu dữ liệu. Câu lệnh sau đây khai báo một biến tham chiếu nguyên có tên là ptr:

int *ptr;

Sự tham chiếu[sửa | sửa mã nguồn]

Khi một con trỏ địa phương được khai báo, thì chưa có một địa chỉ nào gán cho nó cả. Địa chỉ tương quan với một con trỏ có thể được thay đổi (hay hình thành) qua phép gán. Trong thí dụ sau, biến ptr sẽ cài cho nó chỉ tới cùng một dữ liệu như là biến nguyên cơ bản a:

int *ptr;
int a;

ptr = &a;

Để làm được việc này, toán tử tham chiếu (hay còn gọi là tham chiếu ngược) & đã được dùng tới. Nó trả về vị trí của biến trong bộ nhớ (tức là địa chỉ) hay là chỗ chứa thực thể theo sau (trong thí dụ thì thực thể đó là a). Toán tử này như là công việc nó làm thường đuợc gọi là toán tử "địa chỉ".

Trong trường hợp tổng quát, cụm từ giá trị tham chiếu được dùng để nói về địa chỉ trong bộ nhớ của sự tham chiếu (hay tham chiếu ngược).

Sự tham chiếu ngược[sửa | sửa mã nguồn]

Cùng một biểu hiện, giá trị có thể đọc về từ một giá trị tham chiếu. Trong thí dụ sau, biến nguyên cơ bản b sẽ được gán đến dữ liệu mà dữ liệu đó được tham chiếu bởi ptr:

int *ptr;
int a, b;

a = 10; //gán cho a giá trị là 10
ptr = &a; //phép gán địa chỉ của a (tức là &a) lên con trỏ 'ptr'
  //để ptr bây giờ chỉ đến địa chỉ có nội dung là 10
b = *ptr //phép gán này cho b một giá trị nằm ở địa chỉ mà 'ptr'
  //chỉ tới tức là giá trị của b sẽ là 10

Để hoàn tất được thao tác này, toán tử tham chiếu ngược (&) đã được dùng. Nó trả về dữ liệu cơ bản. Dữ liệu này có giá trị là một tham chiếu chỉ tới (tức là một địa chỉ). Biểu thức *ptr là một cách viết khác của giá trị 10 (gán cho b).

Việc quá tải của kí tự * có hai biểu hiện liên hệ mà có thể gây ra sự nhầm lẫn. Hiểu được sự khác nhau giữa việc dùng nó như là một tiền tố trong một khai báo (con trỏ) và việc xem nó là toán tử tham chiếu trong một biểu thức là rất quan trọng.

Sự tham chiếu tương đương và các mệnh đề cơ bản[sửa | sửa mã nguồn]

Bảng sau đây là danh sách các mệnh đề tương đương giữa kiểu cơ bản và kiểu tham chiếu (hay tham chiếu ngược). Trong đó, biến cơ bản d và biến tham chiếu ptr được hiểu ngầm.

Các mệnh đề cơ bản và tham chiếu tương đương
Đến một giá trị cơ bản Đến một giá trị tham chiếu
Từ một giá trị cơ bản d &d
Từ một giá trị tham chiếu *ptr ptr

Các mảng[sửa | sửa mã nguồn]

Khai báo mảng tĩnh[sửa | sửa mã nguồn]

Trong C, mảng được dùng để biểu thị một cấu trúc của một dãy nhiều giá trị có cùng một kiểu được xếp thứ tự. Một mảng gọi là tĩnh nếu độ dài của dãy mảng này cố định. Sự khai báo của mảng tĩnh có cú pháp sau:

int array[n];

trong đó, tên của mảng là array sẽ có thể chứa được n giá trị của kiểu cơ bản int. Trong thực hành, phần bộ nhớ cho n giá trị nguyên này được để dành riêng và được gán cho mảng này (mặc dù giá trị của các phần tử trong mảng chưa được xác định). Biến array thực chất là một kiểu tham chiếu của kiểu nguyên; nó khởi thủy sẽ chỉ tới địa chỉ của giá trị đầu tiên trong mảng.

Truy cập các phần tử[sửa | sửa mã nguồn]

Các giá trị của một mảng được gọi là các phần tử trong mảng.

  • Một cách để truy cập đến các phần tử này là dùng đến cặp kí tự ngoặc vuông dạng [k]. Trong đó k là chỉ số (hay vị trí thứ tự đếm từ 0). Như vậy, phần tử thứ k trong mảng array sẽ có cú pháp
array[k]

Giá trị trả về của array[k] chính là giá trị mà nó chứa ở vị trí k. Thoạt nhìn thì cú pháp của việc truy cập này trông giống như cú pháp khi mảng array được khai báo nhưng về chức năng thì hoàn toàn khác nhau.

Chỉ số bắt đầu của một mảng là 0. Như vậy, chỉ số lớn nhất của một mảng bằng tổng số các phần tử trong mảng trừ đi 1. Thí dụ mảng A có 10 phần tử thì giá trị của phần tử đầu tiên của A là A[0] và của phần tử cuối dùng là A[9].

  • Một cách truy cập khác là dùng con trỏ số học để tham chiếu đến giá trị của các phần tử trong mảng.

Bảng sau đây sẽ minh họa cách dùng của cả hai phương pháp:

Array Chỉ số và con trỏ số học
Phần tử vị trí 0 1 2 n
Kiểu dùng cơ bản array[0] array[1] array[2] array[n]
Dùng con trỏ *array *(array + 1) *(array + 2) *(array + n)

Các mảng động[sửa | sửa mã nguồn]

C không cung cấp phương tiện để kiểm tra biên cho các mảng. Nghĩa là nó không thể bắt được các lỗi khi gán cho một mảng chỉ số âm hay chỉ số vượt quá độ đài của mảng đó. Và hơn thế nữa các chỉ số trong một mảng có thể vượt khỏi độ dài sẵn có của mảng đó.

Vì các mảng là thuần nhất, tức là nó chỉ chứa các dữ liệu có chung một kiểu nên hai thành phần thông tin cần nhớ là địa chỉ của phần tử đầu tiên và kiểu của dữ liệu.

Nhắc lại về cú pháp để khai báo một mảng tĩnh, tức là tạo ra một biến tham chiếu nguyên và cấp phát một vùng nhớ tương ứng cho nó:

int array[n];

Cách biểu hiện này có thể được tái lập với sự giúp đỡ của thư viện chuẩn C. Hàm calloc cung cấp một cách đơn giản để cấp phát một vùng nhớ. Hai tham số dùng đến sẽ là số lượng các phần tử và kích cỡ (độ lớn) của mỗi phần tử. Khi việc cấp phát bộ nhớ hoàn thành, calloc trả về một con trỏ chỉ tới phần tử đầu tiên và gán cho mọi phần tử giá trị khởi động là 0. Nếu sự cấp phát vùng nhớ không thành công (vì bộ nhớ không đủ chỗ trống hạn) thì calloc trả về con trỏ rỗng. Thí dụ: đoạn mã sau đây có chức năng tương đương với việc khai báo một mảng tĩnh của n phần tử có kiểu int:

int *array;
array = calloc(n, sizeof(int));

Tuy nhiên, điểm vượt trội của cách khai báo này là việc sử dụng cấp phát vùng nhớ động . Kích cỡ của mảng (tức là lượng không gian nhớ được cấp phát một cách an toàn cho mảng) lại có thể được thay đổi sau khi đã khai báo.

Một khi việc cấp phát vùng nhớ động không còn cần thiết nữa thì phần bộ nhớ đó nên được trả về cho hệ điều hành. Thao tác này có thể tiến hành bằng hàm free. Nó cần một tham số: tên của con trỏ mà trước đây đã xin cấp phát vùng nhớ. Một cách an toàn hơn là sau khi đã trả vùng nhớ về cho hệ điều hành, người lập trình cũng nên cài (hay gán) cho con trỏ liên đới giá trị NULL để hủy bỏ địa chỉ mà nó đang chỉ tới (nhằm tránh gây ra các hiệu ứng phụ do việc tham chiếu của con trỏ này có thể gây ra).

free(array);
array = NULL;

Các mảng đa chiều[sửa | sửa mã nguồn]

C có hỗ trợ việc dùng mảng đa chiều. Việc định nghĩa chúng giống như là tạo ra mảng của các mảng , mặc dù vậy trong thực tế nó không hoàn toàn đúng. Cú pháp sau:

int array2D[số_hàng][số_cột];

sẽ định nghĩa một mảng hai chiều; chiều thứ nhất có số_hàng phần tử. Chiều thứ hai sẽ có số_hàng * số_cột các phần tử—một tập hợp của số_cột các phần tử mà mỗi phần tử là một chiều thứ nhất.

Các mảng đa chiều hoàn toàn có thể được xem như là dãy của các con trỏ. Trong thí dụ trên, array2D (nếu số_hàng là 1) sẽ là một tham chiếu giá trị nguyên mà nó chỉ tới một mảng của số_cột các phần tử.

Dãy kí tự[sửa | sửa mã nguồn]

Dãy kí tự có thể được thay đổi nội dung của nó mà không cần đến thư viện chuẩn. Tuy nhiên, thư viện này có nhiều hàm có thể dùng cho cả dãy kí tự có kết thúc 0 và mảng không có kí tự kết thúc kiểu char. Trong phần này từ "dãy" được để chỉ dãy kí tự.

Các hàm thường dùng là:

  • strcat(dest, source) - nối một dãy kí tự source tiếp vào vị trí cuối của dãy kí tự dest
  • strchr(source, c) - tìm vị trí sự xuất hiện đầu tiên của c trong dãy kí tự source và trả về con trỏ chỉ tới vị trí đó hay con trỏ trống nếu c không tìm thấy trong source
  • strcmp(a, b) - so sánh hai dãy kí tự a và b (theo thứ tự từ điển); trả về số âm nếu a nhỏ hơn b, 0 nếu chúng bằng nhau, dương nếu a lớn hơn
  • strcpy(dest, source) - chép và thay các kí tự của dãy source vào dãy dest
  • strlen(st) - trả về độ dài của st
  • strncat(dest, source, n) - nối tối đa n kí tự từ dãy source tiếp vào vị trí cuối của dãy dest; các kí tự sau dấu kết thúc null sẽ không được chép vào
  • strncmp(a, b, n) - so sánh từ kí tự đầu cho đến tối đa n kí tự từ hai dãy ab (theo thứ tự từ điển); hàm trả về số âm nếu phần so sánh của a nhỏ hơn b, 0 nếu bằng nhau, và dương nếu lớn hơn
  • strncpy(dest, source, n) - chép từ đầu đến tối đa n kí tự từ dãy source vào dãy dest
  • strrchr(source, c) - tìm vị trí hiện lần cuối cùng của kí tự c trong dãy source và trả về một con trỏ chỉ vào vị trí đó hay con trỏ trống nếu không tìm thấy c trong đó

Các hàm ít dùng tới hơn là:

  • strcoll(s1, s2) - so sánh hai dãy theo một trình tự địa phương đặc thù
  • strcspn(s1, s2) - trả về chỉ số của kí tự đầu tiên trong s1 trùng với kí tự bất kì nào trong s2
  • strerror(err) - trả về một dãy kí tự dưới dạng một thông báo lỗi ứng với mã (câu viết) trong err
  • strpbrk(s1, s2) - trả về một con trỏ chỉ vào kí tự đầu tiên nào trong s1 mà trùng với kí tự bất kì trong s2 hay một con trỏ trống nếu không tìm thấy
  • strspn(s1, s2) - trả về chỉ số của kí tự đầu tiên trong s1 mà nó không xuất hiện trong s2
  • strstr(source, subst) - trả về một con trỏ chỉ tới vị trí của dãy subst trong dãy source hay trả về một con trỏ rỗng nếu không tồn tại một dãy như vậy bên trong source
  • strtok(s1, s2) - trả về một con trỏ chỉ đến một token bên trong s1 mà được phân chia ra bởi các kí tự trong s2
  • strxfrm(s1, s2, n) - chuyển đổi s2 thành s1 dùng các quy tắc địa phương đặc thù

Tập tin I/O[sửa | sửa mã nguồn]

Trong C, I/O đưọc tiến hành qua một nhóm các hàm trong thư viện chuẩn. Trong ANSI/ISO C, những hàm đó được định nghĩa trong stdio.h.

Tiêu chuẩn I/O[sửa | sửa mã nguồn]

Ba tiêu chuẩn dòng I/O được định nghĩa sẵn là:

Các dòng này được tự động mở và đóng lại bởi môi trường của thời gian thi hành, chúng không cần và không nên được mở một cách rõ ràng.

Thí dụ sau minh họa làm thế nào một chương trình bộ lọc được cấu trúc một cách điển hình:


#include <stdio.h>

int main()
{
 int c;

 while ((c = getchar()) != EOF) {
  /* do various things
  to the characters */

  if (anErrorOccurs) {
   fputs("an error eee occurred\n", stderr);
   break;
  }

  /* ... */
  putchar(c);
  /* ... */

 }
 return 0;
}

Việc chuyển các đối số qua dòng lệnh[sửa | sửa mã nguồn]

Các tham số được gõ vào một dòng lệnh thì được chuyển vào một chương trình C với hai biến sẵn có - một để đếm số đối số là argc và biến kia là một mảng con trỏ có tên là argv, mà mỗi con trỏ chỉ đến một đối số (các đối số được xem như là mảng kí tự)

Thí dụ mệnh lệnh
myFilt p1 p2 p3

(Lưu ý: không có gì bảo đảm rằng các dãy kí tự riêng lẻ là liền nhau)

Đối với thí dụ này, các giá trị riêng lẻ của các tham số có thể được truy cập bằng argv[1], argv[2], và argv[3] như là được chỉ ra trong chương trình sau:

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
 int i;
 printf ("argc\t= %i\n", argc);
 for (i = 0; i < argc; i++)
 printf ("argv[%i]\t= %s\n", i, argv[i]);
 return 0;
}

Thứ tự đánh giá[sửa | sửa mã nguồn]

Một trình dịch C có thể đánh giá các biểu thức theo thứ tự bất kì giữa dãy các điểm. Dãy các điểm được định nghĩa bởi:

  • Các kết thúc của mệnh đề tại các dấu chấm phẩy.
  • Toán tử dãy: dấu phẩy.
  • Các toán tử ngắn mạch: gồm phép (&&) và phép hoặc (||).
  • Toán tử điều kiện (A?B:C): Giá trị của biểu thức A được đánh giá trước. Nếu A là đúng thì B sẽ được đánh giá bỏ qua biểu thức C. Nếu A sai thì B bị bỏ qua và chỉ có C được đánh giá tiếp.

Lưu ý: Các biểu thức đứng trước trong một dãy điểm sẽ luôn luôn được đánh giá trước các biểu thức theo sau. Trong trường hợp đánh giá của các ngắn mạch, biểu thức thứ hai có thể sẽ không cần được đánh giá. Thí dụ, trong biểu thức (a() || b()), nếu a() trả về giá trị đúng thì trình dịch sẽ không cần đánh giá b() nữa (vì lúc đó đã đủ để kết luận mệnh đề (a() || b()) là đúng). Trong thực hành viết mã, nhiều lập trình viên thiếu kinh nghiệm rất dể bị lọt vào tình huống rằng trình dịch không chịu tiến hành những gì họ muốn mà bỏ qua nhiều bước dẫn tới các kết quả không chính xác mặc dù về lô gíc họ không hề sai sót. Trong trường hợp như vậy, cách tốt nhất là hãy xem lại thật kỹ các mệnh đề Bool và đặc tính đánh giá này của trình dịch. Các lỗi này thuộc loại rất khó tìm ra bởi vì nó hoàn toàn chính xác về mặt cú pháp, về mặt toán học và ngay cả về mặt thuật toán xử lý và rất dể dẫn đến nhiều kết quả sai về mặt tính toán mà người lập trình không ngờ. Đây cũng là điểm khác nhau giữa ngôn ngữ toán học thuần túy (dùng trong các mã giả --pseudo code ) và thực tế của ngôn ngữ lập trình.

Ứng xử không xác định[sửa | sửa mã nguồn]

Một khía cạnh thú vị (mặc dù chắc không đơn nhất) của tiêu chuẩn C là ứng xử của một số dạng mã chắc chắn dẫn tới tình trạng không xác định. Trong thực tế, điều này có nghĩa là chương trình tạo ra từ mã này có thể làm bất kì gì từ việc thực thi đúng theo ý muốn cho đến việc hư hỏng mỗi lần nó chạy.

Thí dụ: mã sau đây gây ra ứng xử không xác định, vì biến b được dùng tới nhiều hơn một lần (đồng thời lại có sự biến đổi của chính b trong lúc tính toán) qua biểu thức a = b + b++;:

#include <stdio.h>

int main (void)
{
 int a, b = 1;
 a = b + b++;
 printf ("%d\n", a);
 return 0;
}

Vì không có dãy điểm giữa việc truy cập của b trong b + b++, nó tạo nên tình trạng là trình dịch có thể tự quyết định tăng b trước hay sau khi cộng (tùy theo trình dịch và trạng thái máy!) dẫn đến kết quả là 2 hay 3. Mặc dù vậy, vì để cho phép trình dịch thực hiện tốt các quá trình tối ưu, tiêu chuẩn này (của C) còn có có thể tạo ra tình hình tệ hơn như trình bày trên. Một cách tổng quát, mọi sự diều chỉnh (hay thay đổi giá trị) và truy cập giữa các dãy điểm có thể gây ra tình huống bất định.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]