Chương 3 MẢNG, XÂU KÍ Tự VÀ CON TRỎ 3. MẢNG VÀ XÂU 3. Mảng Để giải quyết các trường hợp cần phải làm việc với một số lượng lớn các biến có cùng kiểu dữ liệu với nhau, ngôn ngữ c cung cấp một loại biến đặc biệt gọi là mảng. Màng là một dãy các phần tử có cùng kiểu dữ liệu được đặt liên tiếp trong bộ nhớ và có thể truy xuất đến từng phần tử thông qua chỉ số mảng.
Chỉ số màng là thành phần được đặt trong cặp [ ] và đứng sau tên của mảng. Điều này có nghĩa là, chúng ta có thể lưu 5 giá trị kiểu int mà không cần phải khai báo 5 biến khác nhau.Ví dụ, một mảng chứa 5 giá trị nguyên kiểu int có tên là a có thể được biểu diễn như sau: 0 i 2 3 4 2B 2B 2B 2B 2B Trong đó mỗi một ô trống biểu diễn một phần tử của mảng, trong trường hợp này là các giá trị nguyên kiểu int. Chúng được đánh số từ 0 đến 4 vì phần tử đầu tiên của mảng luôn là 0 bất kể độ dài của nó là bao nhiêu. Như vậy với một mảng được hiểu như sau: - Tập hợp các phần tử cùng kiểu.
- Các phần tử phân biệt bởi chi số mảng - Mỗi phần tử như một biến đơn có địa chỉ liên tiếp trong ô nhớ - Kiểu mảng là kiểu các phần tử Thông tin về mảng sẽ phải bao gồm: - Kiểu mảng. Ví dụ như int 77 - Tên mảng. Tên mảng được đặt cũng phải tuân thủ theo qui tắc đặt tên. - Số các phần tử hay kích thước của mảng.
Như ví dụ trên thì số các phần tử của mảng là 5. Cú pháp chung nhất khi khai báo một mảng được định nghĩa như sau: <kiểu dữliệu> <tên mảng> [sizel][[size2][.[sizeN]]]; Trong đó: Kiểu dữ liệu là các kiểu dữ liệu cơ sở như đà định nghĩa ở trên; Tên mảng là tên được đặt cho mảng., sizeN là các số qui định kích cỡ của mảng hoặc số phần tử ưong mảng, số lượng thành phần [] được đặt sau tên mảng sẽ qui định chiều của mảng đó., a[8], a[9] hoặcint arr[2][3]; arr là mảng hai chiều kiểu nguyên gồm có 2x3 = 6 phần tử. Chú ý: Các lỗi thường gặp: int n,m; int a[n][m]; //n, m chưa xác định Chú ý: sizel,size2.sizeN của biến màng ở bên trong cặp ngoặc n phải là một giá trị hằng khi khai báo một mảng, vì mảng là một khối nhớ tĩnh có kích cỡ xác định và trình biên dịch phải có khả năng xác định xem cần bao nhiêu bộ nhớ để cấp phát cho mảng trước khi các lệnh có thể được thực hiện. Vì thế các câu lệnh viết như trên là sai, chương trình sẽ báo các lỗi như: 78 expected constant expression (cần một biểu thức hằng) cannot allocate an array of constant size 0 (không thể cấp phát một mảng kích thước 0) 'a': unknown size (a: không biết kích cỡ) 3.
Khởi tạo mảng Khi khai báo một màng với tầm hoạt động địa phương (trong một hàm), theo mặc định nó sẽ không được khởi tạo, vì vậy nội dung của nó là không xác định cho đến khi chúng ta lưu các giá trị lên đó. Nếu chúng ta khai báo một màng toàn cục (bên ngoài tất cả các hàm) nó sẽ đựợc khởi tạo và tất cà các phần tử được đặt băng 0 nếu là mảng có dữ liệu kiểu số và NULL nếu màng có dữ liệu kiểu con trỏ. Vì vậy nếu chúng ta khai báo mảng toàn cục: char a[5]; thì mọi phần tử của a sẽ được khởi tạo là 0: 0 12 3 4 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 Tuy nhiên, khi khai báo một mảng, chúng ta có thể gán các giá trị khởi tạo cho từng phần tử của nó. Ví dụ: char a[5] = {0,1,4,3,2}; lệnh trên sẽ khai báo một màng như sau: 0 12 3 4 00000000 00000001 00000100 00000011 00000010 Hay nếu viết theo giá trị thập phân sẽ là: 0 12 3 4 0 1 4 3 2 79 Điều này tương đương với khi khởi tạo a[0] =0, a[l] = 1, a[2] = 4, a[3] = 3,a[4] = 2 Tuy nhiên, khi khỏi tạo, có thể không cần khởi tạo hết tất cả các phần tử của mảng.
Có thể tổng quát như sau. Với mảng 1 chiều'. <kiểu dữ liệu> <tên mảng> [size]={gtl,gt2,gt3,.,gtk}; (k<=N) Khi đó thì k phần tử đầu tiên của mảng 1 chiều này sẽ được khởi tạo với các giá trị liên tiếp tương ứng gtl, gt2, gt3,. Hoặc: <kỉểu dữ liệu> <tên mảng> []={gtl,gt2,gt3,.,gtk}; thì mảng có được sẽ là mảng một chiều có k phần tử.
Với mảng hai chiều'. Mảng 2 chiều tương đương với mảng 1 chiều n phần tử mà mỗi phàn tử lại là mảng 1 chiều m phần tử. Vì vậy khi khai báo một mảng hai chiều như sau: <kỉểu dữ liệu> <tên mảng> [sizel][size2]; Thì trình biên dịch sẽ cấp phát cho mảng fren một vùng nhớ là sizel* size2*sizeof(<kiểu dữ liệu>). về hàm sizeof() các bạn có thể đọc thêm ở cuối chương này.
Ví dụ về mảng int a[2][3], các bạn có thể tưởng tượng nó giống như hình sau: Index 0 1 2 0 2B 2B 2B 1 2B 2B 2B Mảng này sẽ có 2 dòng và 3 cột và 6 phần tử. Mỗi một phần tử tương đương với một biến kiểu int. Hoặc có thể khởi tạo như sau: 80 <kiểu dữ liệu> <tên mảng> [sizel] [size2] ={ {an,ai2,ai3,. là giá trị khởi đầu của hàng đầu tiên của mảng.
là giá trị khởi đầu của hàng thứ hai của mảng. Ở đây số giá trị khởi đầu của mỗi hàng không yêu cầu phải giống nhau. Và giá trị khởi đầu cùa các phần tử trong mỗi hàng sẽ được gán đứng vị trí của chúng trong màng. Ví dụ int a[][4]={ {0},{l,3,5}, {2,4,6,8} } Lúc này: a[0] [0] =0 a[l][0]=l, a[l][l]=3, a[l][2]=5, và a[2][0]=2, a[2][l]=4, a[2][2]=6, a[2][3]=8 Ngoài ra mảng hai chiều còn có cách khởi tạo khác như sau: <kiểu dữ liệu> <tên mảng> [sizel][size2] ={gtl, gt2,.,gtk}; (k <= sizel*size2) Khi đó m giá trị đầu tiên của k gán cho dòng 1, m giá trị tiếp theo gán cho dòng 2, ., cho đến hết k giá trị, còn lại gán là 0, NULL hoặc giá trị bất kì tuỳ theo kiểu dữ liệu và mảng là biến toàn cục hay biến cục bộ.
81 Ví dụ a[3][2]={l,2,3,4,5,6}; Hoặc: <kỉểu dữ liệu> <tên mảng> [] [size2J ={gtl, gt2,.,gtk}; thì mảng có được sẽ được cấp phát cho số dòng là sizel = [k/m] +1 và các phần tử của mảng lại được khởi tạo theo đúng qui trình lần lượt hết các phần tử ở dòngl, rồi đến dòng2,. Truy xuất đến các phần tử của mảng Ờ bất kì điểm nào của chương trình trong tầm hoạt động của mảng, chúng ta có thể truy xuất từng phần tử của mảng để đọc hay chỉnh sửa như là đối với một biến bình thường, cấu trúc của nó như sau: Tên_mảng\chỉ_số\ Như ở trong ví dụ trước ta có mảng a gồm 5 phần tử có kiểu int, chúng ta có thể truy xuất đến từng phần tử cùa mảng như sau: a[OJ 3(1] 3(2] 3(3] 3(4] 0 1 4 3 2 Ví dụ, để lưu giá trị 75 vào phần tử thứ ba của a ta viết như sau: a[2] = 75; và ví dụ để gán giá trị của phần tử thứ 3 cùa b cho biến X, chúng ta viết: X = a[2] ; Vì vậy, xét về mọi phương diện, biểu thức 3(2] giống như bất kì một biến kiểu int khác mà thôi. Chú ý rằng phần tử thứ ba của a là a [2], vì màng bắt đầu từ chỉ số 0. Vì vậy, phần tử cuối cùng sẽ là a [4].
Vì vậy nếu chúng ta viết a [5], chúng ta sẽ truy xuất đến phần tử thứ 6 của mảng và vượt quá giới hạn của mảng. Việc vượt quá giới hạn chỉ số của màng là hoàn toàn hợp lệ, Tuy nhiên, nó có thể gây ra những vấn đề thực sự khó phát hiện bởi vì chúng không tạo ra những lỗi bong quá trình dịch nhưng chúng có thể tạo ra những kết quả không mong muốn frong quá trình thực hiện. 82 Nguyên nhân của việc này sẽ được nói đến kĩ hơn ở phần sử dụng con trỏ (mục 3. Cần phải nhấn mạnh rằng chúng ta sử dụng cặp ngoặc vuông cho hai mục đích: Đầu tiên là đặt kích thước cho mảng khi khai báo chúng và thứ hai, để chỉ định chỉ số cho một phần tử cụ thể của mảng khi xem xét đến nó.
int a[5]; // khai báo một mảng mới. int x,i; a[2) = 75; // truy xuất đến một phần tử của mảng. Một vài thao tác hợp lệ khác với màng: a[0] = x; // Gán giá trị biến X cho phần tử a[OJ a[i] = 75; // Gán giá trị 75 cho phần tử a[i] , i đã khai báo ở hên X = a [i+2]; // Gán cho X giá trị của phần tử a[i+2] a[a[i]] = a[2) + 5; // Gán cho a[a[i]] giá fri của phần tử a[2) + 5. Nói chung chỉ được viết a[i] với i cũng là một biến khi mà i đã được khai báo là một biến kiểu nguyên.
Với mảng hai chiều, việc truy xuất tới các phàn tử của mảng cũng tương tự như mảng một chiều. Mảng hai chiều cũng phải bắt đầu từ phần tử có chỉ số 0, tức là a[0][0]. Truy xuất tới phần tử a[i][j] có nghĩa là phần tử ở dòng i cột j và cũng như mảng một chiều. Với mảng hai chiều, thường sử dụng define để định nghĩa trước kích cỡ của mảng.
Việc khai báo define này cũng sẽ tiện lợi khi muốn thay đổi giới hạn kích cỡ của mảng.1: Nhập và in ra một ma trận số nguyên a(n,m) với n và m không vượt quá 100.h> #defineN 100 #define M 100 83 int main() { _ int a[N][M]; int n,m,i j; // kiem tra neu so dong hoac so cot vuot qua 100 Do { printf("\n Nhap so dong:"); scanf("%d",&n); printf("\n Nhap so cot:"); scanf("%d",&m); } while (n>=N||m>=M); // phan nhap cac phan tu ma tran printf("\n Nhap cac phan tu ma tran:"); for(i=0;i<n;i++) for(j=0j<m;j++) { printf("a[%d][%d]=",ij); scanf("%d",&a[i][j]); } // phan in ra printf("\n Ma tran vua nhap la:\n"); for(i=0;i<n;i++) { for(j=0;j<m;j-H-) printf("%d ",a[i][j]); printf("\n"); } return 1; } 84 Để in ra dưới dạng ma trận phải sử dụng hai vòng lặp for cho số dòng và số cột của ma trận. Trong đó, cứ hết một dòng lại phải in xuống dòng. Cụ thể phần cài đặt của in ma ưận là: printf("\n Ma tran vua nhap la:\n"); for(ì=0;i<n;i++) { for(j=Oj<mj++) printf("%d ",a[i][j]); printf("\n"); } Ví dụ 3.2: Quay trở lại bài toán dãy sổ ban đầu. Để nhập một dãy số sau đó in ra dãy tăng dần, có thể sử dụng một màng nguyên 1 chiều.
Thuật toán sắp xếp cũng có thể sử dụng thuật toán đơn giàn nhất là sắp xếp tuyến tính. Cài đặt như sau: #include <stdio.