Tác giả phạm hồng thái bài giảng ngôn ngữ LẬp trình c/C++



tải về 1.98 Mb.
trang25/55
Chuyển đổi dữ liệu07.07.2016
Kích1.98 Mb.
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   55

Biến, đối tham chiếu


Một biến có thể được gán cho một bí danh mới, và khi đó chỗ nào xuất hiện biến thì cũng tương đương như dùng bí danh và ngược lại. Một bí danh như vậy được gọi là một biến tham chiếu, ý nghĩa thực tế của nó là cho phép "tham chiếu" tới một biến khác cùng kiểu của nó, tức sử dụng biến khác nhưng bằng tên của biến tham chiếu.

Giống khai báo biến bình thường, tuy nhiên trước tên biến ta thêm dấu và (&). Có thể tạm phân biến thành 3 loại: biến thường với tên thường, biến con trỏ với dấu * trước tên và biến tham chiếu với dấu &.



& = ;

Cú pháp khai báo này cho phép ta tạo ra một biến tham chiếu mới và cho nó tham chiếu đến biến được tham chiếu (cùng kiểu và phải được khai báo từ trước). Khi đó biến tham chiếu còn được gọi là bí danh của biến được tham chiếu. Chú ý không có cú pháp khai báo chỉ tên biến tham chiếu mà không kèm theo khởi tạo.

Ví dụ:

int hung, dung ; // khai báo các biến nguyên hung, dung



int &ti = hung; // khai báo biến tham chiếu ti, teo tham chieu đến

int &teo = dung; // hung dung. ti, teo là bí danh của hung, dung

Từ vị trí này trở đi việc sử dụng các tên hung, ti hoặc dung, teo là như nhau.

Ví dụ:


hung = 2 ;

ti ++; // tương đương hung ++;

cout << hung << ti ; // 3 3

teo = ti + hung ; // tương đương dung = hung + hung

dung ++ ; // tương đương teo ++

cout << dung << teo ; // 7 7

Vậy sử dụng thêm biến tham chiếu để làm gì ?

Cách tổ chức bên trong của một biến tham chiếu khác với biến thường ở chỗ nội dung của nó là địa chỉ của biến mà nó đại diện (giống biến con trỏ), ví dụ câu lệnh

cout << teo ; // 7

in ra giá trị 7 nhưng thực chất đây không phải là nội dung của biến teo, nội dung của teo là địa chỉ của dung, khi cần in teo, chương trình sẽ tham chiếu đến dung và in ra nội dung của dung (7). Các hoạt động khác trên teo cũng vậy (ví dụ teo++), thực chất là tăng một đơn vị nội dung của dung (chứ không phải của teo). Từ cách tổ chức của biến tham chiếu ta thấy chúng giống con trỏ nhưng thuận lợi hơn ở chỗ khi truy cập đên giá trị của biến được tham chiếu (dung) ta chỉ cần ghi tên biến tham chiếu (teo) chứ không cần thêm toán tử (*) ở trước như trường hợp dùng con trỏ. Điểm khác biệt này có ích khi được sử dụng để truyền đối cho các hàm với mục đích làm thay đổi nội dung của biến ngoài. Tư tưởng này được trình bày rõ ràng hơn trong mục 6 của chương.

Chú ý:

Biến tham chiếu phải được khởi tạo khi khai báo.



Tuy giống con trỏ nhưng không dùng được các phép toán con trỏ cho biến tham chiếu. Nói chung chỉ nên dùng trong truyền đối cho hàm.

Các cách truyền tham đối


Có 3 cách truyền tham đối thực sự cho các tham đối hình thức trong lời gọi hàm. Trong đó cách ta đã dùng cho đến thời điểm hiện nay được gọi là truyền theo tham trị, tức các đối hình thức sẽ nhận các giá trị cụ thể từ lời gọi hàm và tiến hành tính toán rồi trả lại giá trị. Để dễ hiểu các cách truyền đối chúng ta sẽ xem qua cách thức chương trình thực hiện với các đối khi thực hiện hàm.

Truyền theo tham trị


Ta xét lại ví dụ hàm luythua(float x, int n) tính xn. Giả sử trong chương trình chính ta có các biến a, b, f đang chứa các giá trị a = 2, b = 3, và f chưa có giá trị. Để tính ab và gán giá trị tính được cho f, ta có thể gọi f = luythua(a,b). Khi gặp lời gọi này, chương trình sẽ tổ chức như sau:

Tạo 2 biến mới (tức 2 ô nhớ trong bộ nhớ) có tên x và n. Gán nội dung các ô nhớ này bằng các giá trị trong lời gọi, tức gán 2 (a) cho x và 3 (b) cho n.

Tới phần khai báo (của hàm), chương trình tạo thêm các ô nhớ mang tên kq và i.

Tiến hành tính toán (gán lại kết quả cho kq).

Cuối cùng lấy kết quả trong kq gán cho ô nhớ f (là ô nhớ có sẵn đã được khai báo trước, nằm bên ngoài hàm).

Kết thúc hàm quay về chương trình gọi. Do hàm luythua đã hoàn thành xong việc tính toán nên các ô nhớ được tạo ra trong khi thực hiện hàm (x, n, kq, i) sẽ được xoá khỏi bộ nhớ. Kết quả tính toán được lưu giữ trong ô nhớ f (không bị xoá vì không liên quan gì đến hàm).

Trên đây là truyền đối theo cách thông thường. Vấn đề đặt ra là giả sử ngoài việc tính f, ta còn muốn thay đối các giá trị của các ô nhớ a, b (khi truyền nó cho hàm) thì có thể thực hiện được không ? Để giải quyết bài toán này ta cần theo một kỹ thuật khác, nhờ vào vai trò của biến con trỏ và tham chiếu.

Truyền theo dẫn trỏ


Xét ví dụ tráo đổi giá trị của 2 biến. Đây là một yêu cầu nhỏ nhưng được gặp nhiều lần trong chương trình, ví dụ để sắp xếp một danh sách. Do vậy cần viết một hàm để thực hiện yêu cầu trên. Hàm không trả kết quả. Do các biến cần trao đổi là chưa được biết trước tại thời điểm viết hàm, nên ta phải đưa chúng vào hàm như các tham đối, tức hàm có hai tham đối x, y đại diện cho các biến sẽ thay đổi giá trị sau này.

Từ một vài nhận xét trên, theo thông thường hàm tráo đổi sẽ được viết như sau:

void swap(int x, int y)

{

int t ; t = x ; x = y ; y = t ;



}

Giả sử trong chương trình chính ta có 2 biến x, y chứa các giá trị lần lượt là 2, 5. Ta cần đổi nội dung 2 biến này sao cho x = 5 còn y = 2 bằng cách gọi đến hàm swap(x, y).

main()

{

int x = 2; int y = 5;



swap(x, y) ;

cout << x << y ; // 2, 5 (x, y vẫn không đổi)



}

Thực sự sau khi chạy xong chương trình ta thấy giá trị của x và y vẫn không thay đổi !?.



Như đã giải thích trong mục trên (gọi hàm luythua), việc đầu tiên khi chương trình thực hiện một hàm là tạo ra các biến mới (các ô nhớ mới, độc lập với các ô nhớ x, y đã có sẵn) tương ứng với các tham đối, trong trường hợp này cũng có tên là x, y và gán nội dung của x, y (ngoài hàm) cho x, y (mới). Và việc cuối cùng của chương trình sau khi thực hiện xong hàm là xoá các biến mới này. Do vậy nội dung của các biến mới thực sự là có thay đổi, nhưng không ảnh hưởng gì đến các biến x, y cũ. Hình vẽ dưới đây minh hoạ cách làm việc của hàm swap, trước, trong và sau khi gọi hàm.


Trước

Trong

Sau

x




y










x




y










x




y

2




5










2




5










2




5
































































t

x'

y'





































2

2

5










Các biến tạm bị xoá khi chạy xong hàm



















2

5

5




























2

5

2























































Như vậy hàm swap cần được viết lại sao cho việc thay đối giá trị không thực hiện trên các biến tạm mà phải thực sự thực hiện trên các biến ngoài. Muốn vậy thay vì truyền giá trị của các biến ngoài cho đối, bây giờ ta sẽ truyền địa chỉ của nó cho đối, và các thay đổi sẽ phải thực hiện trên nội dung của các địa chỉ này. Đó chính là lý do ta phải sử dụng con trỏ để làm tham đối thay cho biến thường. Cụ thể hàm swap được viết lại như sau:

void swap(int *p, int *q)

{

int t; // khai báo biến tạm t



t = *p ; // đặt giá trị của t bằng nội dung nơi p trỏ tới

*p = *q ; // thay nội dung nơi p trỏ bằng nội dung nơi q trỏ

*q = t ; // thay nội dung nơi q trỏ tới bằng nội dung của t

}

Với cách tổ chức hàm như vậy rõ ràng nếu ta cho p trỏ tới biến x và q trỏ tới biến y thì hàm swap sẽ thực sự làm thay đổi nội dung của x, y chứ không phải của p, q.



Từ đó lời gọi hàm sẽ là swap(&x, &y) (tức truyền địa chỉ của x cho p, p trỏ tới x và tương tự q trỏ tới y).

Như vậy có thể tóm tắt 3 đặc trưng để viết một hàm làm thay đổi giá trị biến ngoài như sau:

Đối của hàm phải là con trỏ (ví dụ int *p)

Các thao tác liên quan đến đối này (trong thân hàm) phải thực hiện tại nơi nó trỏ đến (ví dụ *p = …)

Lời gọi hàm phải chuyển địa chỉ cho p (ví dụ &x).

Ngoài hàm swap đã trình bày, ở đây ta đưa thêm ví dụ để thấy sự cần thiết phải có hàm cho phép thay đổi biến ngoài. Ví dụ hàm giải phương trình bậc 2 rất hay gặp trong các bài toán khoa học kỹ thuật. Tức cho trước 3 số a, b, c như 3 hệ số của phương trình, cần tìm 2 nghiệm x1, x2 của nó. Không thể lấy giá trị trả lại của hàm để làm nghiệm vì giá trị trả lại chỉ có 1 trong khi ta cần đến 2 nghiệm. Do vậy ta cần khai báo 2 biến "ngoài" trong chương trình để chứa các nghiệm, và hàm phải làm thay đổi 2 biến này (tức chứa giá trị nghiệm giải được). Như vậy hàm được viết cần phải có 5 đối, trong đó 3 đối a, b, c đại diện cho các hệ số, không thay đổi và 2 biến x1, x2 đại diện cho nghiệm, 2 đối này phải được khai báo dạng con trỏ. Ngoài ra, phương trình có thể vô nghiệm, 1 nghiệm hoặc 2 nghiệm do vậy hàm sẽ trả lại giá trị là số nghiệm của phương trình, trong trường hợp 1 nghiệm (nghiệm kép), giá trị nghiệm sẽ được cho vào x1.

: Dưới đây là một dạng đơn giản của hàm giải phương trình bậc 2.

int gptb2(float a, float b, float c, float *p, float *q)

{

float d ; // để chứa D



d = (b*b) - 4*a*c ;

if (d < 0) return 0 ;

else if (d == 0) { *p = -b/(2*a) ; return 1 ; }

else {


*p = (-b + sqrt(d))/(2*a) ;

*q = (-b - sqrt(d))/(2*a) ;

return 2 ;

}

}



Một ví dụ của lời gọi hàm trong chương trình chính như sau:

main()


{

float a, b, c ; // các hệ số

float x1, x2 ; // các nghiệm

cout << "Nhập hệ số: " ;

cin >> a >> b >> c;

switch (gptb2(a, b, c, &x1, &x2))

{

case 0: cout << "Phương trình vô nghiệm" ; break;



case 1: cout << "Phương trình có nghiệm kép x = " << x1 ; break ;

case 2: cout << "Phương trình có 2 nghiệm phân biệt:" << endl ;

cout << "x1 = " << x1 << " và x2 = " << x2 << endl ; break;

}

}



Trên đây chúng ta đã trình bày cách xây dựng các hàm cho phép thay đổi giá trị của biến ngoài. Một đặc trưng dễ nhận thấy là cách viết hàm tương đối phức tạp. Do vậy C++ đã phát triển một cách viết khác dựa trên đối tham chiếu và việc truyền đối cho hàm được gọi là truyền theo tham chiếu.

Truyền theo tham chiếu


Một hàm viết dưới dạng đối tham chiếu sẽ đơn giản hơn rất nhiều so với đối con trỏ và giống với cách viết bình thường (truyền theo tham trị), trong đó chỉ có một khác biệt đó là các đối khai báo dưới dạng tham chiếu.

Để so sánh 2 cách sử dụng ta nhắc lại các điểm khi viết hàm theo con trỏ phải chú ý đến, đó là:

Đối của hàm phải là con trỏ (ví dụ int *p)

Các thao tác liên quan đến đối này trong thân hàm phải thực hiện tại nơi nó trỏ đến (ví dụ *p = …)

Lời gọi hàm phải chuyển địa chỉ cho p (ví dụ &x).

Hãy so sánh với đối tham chiếu, cụ thể:

Đối của hàm phải là tham chiếu (ví dụ int &p)

Các thao tác liên quan đến đối này phải thực hiện tại nơi nó trỏ đến, tức địa chỉ cần thao tác. Vì một thao tác trên biến tham chiếu thực chất là thao tác trên biến được nó tham chiếu nên trong hàm chỉ cần viết p trong mọi thao tác (thay vì *p như trong con trỏ)

Lời gọi hàm phải chuyển địa chỉ cho p. Vì bản thân p khi tham chiếu đến biến nào thì sẽ chứa địa chỉ của biến đó, do đó lời gọi hàm chỉ cần ghi tên biến, ví dụ x (thay vì &x như đối với dẫn trỏ).

Tóm lại, đối với hàm viết theo tham chiếu chỉ thay đổi ở đối (là các tham chiếu) còn lại mọi nơi khác đều viết đơn giản như cách viết truyền theo tham trị.

: Đổi giá trị 2 biến

void swap(int &x, int &y)

{

int t = x; x = y; y = t;



}

và lời gọi hàm cũng đơn giản như trong truyền đối theo tham trị. Ví dụ:

int a = 5, b = 3;

swap(a, b);

cout << a << b;

Bảng dưới đây minh hoạ tóm tắt 3 cách viết hàm thông qua ví dụ đổi biến ở trên.






Tham trị

Tham chiếu

Dẫn trỏ

Khai báo đối

void swap(int x, int y)

void swap(int &x, int &y)

void swap(int *x, int *y)

Câu lệnh

t = x; x = y; y = t;

t = x; x = y; y = t;

t = *x; *x = *y; *y = t;

Lời gọi

swap(a, b);

swap(a, b);

swap(&a, &b);

Tác dụng

a, b không thay đổi

a, b có thay đổi

a, b có thay đổi



1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   55


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2016
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương