Giáo trình Cấu trúc dữ liệu và giải thuật (Ngành/Nghề: Công nghệ thông tin – Trình độ: Cao đẳng) - Trường CĐ Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TP. HCM (2019)

TẬP ĐOÀN DỆT MAY VIỆT NAM
TRƢỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX TP.HCM



Giáo Trình
CẤU TRÚC DỮ LIỆU và GIẢI THUẬT
Nghề: Cơng nghệ thơng tin
Trình độ: Cao Đẳng
(Ban hành theo Quyết định số:

ngày

tháng năm

của trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex Tp.HCM)

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 03 NĂM 2019


Tuyên bố bản quyền
Giáo trình này sử dụng làm tài liệu giảng dạy lƣu hành nội bộ trong trƣờng Cao
đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex Tp.HCM
Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex Tp.HCM không sử dụng và không cho phép
bất kỳ cá nhân hay tổ chức nào sử dụng giáo trình này với mục đích kinh doanh.
Mọi trích dẫn, sử dụng giáo trình này với mục đích khác hay ở nơi khác đều phải
đƣợc sự đồng ý bằng văn bản của Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex Tp.HCM


LỜI NÓI ĐẦU
Tài liệu này dùng cho học sinh hệ Trung cấp và sinh viên hệ Cao đẳng ngành công nghệ

thông tin học tập và nghiêm cứu về “Cấu trúc dữ liệu và giải thuật”
Tài liệu gồm các nội dung chisng sau:
Chƣơng 1: Tổng quan về cấu trúc dữ liệu và giải thuật, các tiêu chuẩn danh gia cấu trúc
dữ liệu ,phản ánh đúng thực tếp, phù hợp với các thao tác trên đó, tiết kiệm tài nguyên hệ thống.
Kiểu dữ liệu, kiểu dữ liệu cơ bản, các kiểu dữ liệu có cấu trúc, kiểu chuỗi ký tự, kiểu mảng, kiểu
union, kiểu mẫu tin (cấu trúc), kiểu con trỏ, kiểu tập tin, mối quan hệ giữa cấu trúc dữ liệu và giải
thuật.
Chƣơng 2: ệ quy và giải thuật đệ quy, khái niệm đệ quy, thuật toán đệ quy và các chƣơng trình
đệ quy, giải thuật đệ quy, các chƣơng trình đệ quy. Các bài toán đệ quy căn bản, hàm tính giai
thừa, dãy số fibonacci.
Chƣơng 3: Tìm kiếm, tìm kiếm tuyến tính,tìm kiếm nhị phân, giải thuật, cài đặt, đánh giá
giải.
Chƣơng 4: Các phƣơng pháp sắp xếp cơ bản, định nghĩa bài toán sắp xếp, phƣơng pháp
chọn (Selection Sort), chèn (Insertion Sort), đổi chỗ (Interchange Sort), nổi bọt (Bubble Sort), sắp
xếp nhanh Quick Sort, giải thuật phân hoạch dãy al, al+1, ., ar thành 2 dãy con, giải thuật phân
hoạch dãy sắp xếp dãy al, al+1, ., ar, cài đánh giá giải thuật
Chƣơng 5: Danh sách, danh sách liên kết (Xâu liên kết), định nghiã, biểu diễn Xâu liên
kết, danh sách liên kết đơn (Xâu đơn), khai báo xâu liên kết đơn, các thao tác trên xâu liên kết
đơn, loại bỏ một phần tủ trong xâu, duyệt xâu, sắp thứ tự Xâu, thuật Toán QuickSort, ngăn xếp –
stack,cài đặt ngăn xếp bằng xâu đơn, cài đặt ngăn xếp bằng mảng và các thao tác, ứng dụng ngăn
xếp trong xử lý biểu thức hậu tố. Hàng đợi – Queue, khái niệm, cài đặt hàng đợi bằng xâu liên kết,
cài đặt hàng đợi bằng mảng.
Chƣơng 6: Cây nhị phân, định nghĩa và các khái niệm cơ bản, định nghĩa cây, các khái niệm
khác, cây nhị phân, định nghĩa, vài tính chất của cây nhị phân, biểu diễn cây nhị phân, duyệt cây
nhị phân, định nghĩa, các thuật toán duyệt cây nhị phân, cài đặt thuật toán duyệt qua cây nhị phân
LNR, cài đặt cây nhị phân. Cây tìm kiếm nhị phân (Binary Search Trees), định nghĩa, cài đặt cây
tìm kiếm nhị phân, tìm kiếm một phần tử trên cây BST, chèn một phần tử vào cây BST, xây dựng
cây BST, phƣơng pháp sắp xếp bằng cây BST, xóa một phần tử khỏi cây BST, hủy cây nhị phân.
Tài liệu không chỉ đề cập đến những vấn đề cơ sở lý luận mà cịn trình bày một số kỹ
năng, kinh nghiệm cần thiết để thiết kế và cài đặt các mạng máy tính. Hy vọng sẽ có ích cho các

bạn học sinh sinh viên và những ngƣời muốn xây dựng các hệ thống tin học ứng dụng phục vụ
cho sản xuất, quản lý trong các doanh nghiệp. Có thể cịn nhiều thiếu sót trong trình bày và biên
soạn do khả năng, trình độ, nhƣng ngƣời biên soạn mạnh dạn giới thiệu tài liệu này và mong
nhận đƣợc sự góp ý của bạn đọc.


CHƢƠNG TRÌNH MƠN HỌC ....................................................................................................... 7
I. Vị trí, tính chất môn học: ...................................................................................................... 7
II. Mục tiêu môn học: .............................................................................................................. 7
III. Nội dung môn học: ............................................................................................................ 7
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ GIẢI THUẬT ................................... 8
I. CÁC TIÊU CHUẨN DANH GIA CẤU TRÚC DỮ LIỆU ...................................................... 8
1. Phản ánh đúng thực tế :........................................................................................................ 8
2. Phù hợp với các thao tác trên đó: ......................................................................................... 8
3. Tiết kiệm tài nguyên hệ thống: ............................................................................................ 9
II. KIỂU DỮ LIỆU ...................................................................................................................... 9
III. KIỂU DỮ LIỆU CƠ BẢN ................................................................................................... 10
IV. CÁC KIỂU DỮ LIỆU CÓ CẤU TRÚC .............................................................................. 11
1. Kiểu chuỗi ký tự ................................................................................................................ 11
2. Kiểu mảng .......................................................................................................................... 12
3. Kiểu union.......................................................................................................................... 13
4. Kiểu mẫu tin (cấu trúc) ...................................................................................................... 14
5. Kiểu con trỏ ....................................................................................................................... 18
6. Kiểu tập tin......................................................................................................................... 32
7. Mối quan hệ giữa cấu trúc dữ liệu và giải thuật ............................................................... 42
Chương 2: Ệ QUY V GIẢI THUẬT Ệ QUY ....................................................................... 44
I. KHAI NIỆM DỆ QUI ............................................................................................................ 44
II. THUẬT TOÁN Ệ QUI....................................................................................................... 44
III. HIỆU LỰC CỦA Ệ QUI ................................................................................................... 46
1. Ƣu nhƣợc điểm .................................................................................................................. 47

2. Phân loại ............................................................................................................................ 48
III. CÁC B I TOÁN Ệ QUY CĂN BẢN .............................................................................. 51
1. Hàm tính giai thừa ............................................................................................................. 51
2. Dãy số Fibonacci ............................................................................................................... 52
Chương 3: TÌM I M................................................................................................................... 53
I. TIM KI M TUY N TINH .................................................................................................... 53
1. Giải thuật............................................................................................................................ 53
2. Cài đặt ................................................................................................................................ 54
3. Ðánh giá giải thuật ............................................................................................................. 55
II. TÌM KI M NHỊ PHÂN ........................................................................................................ 55
1. Giải thuật............................................................................................................................ 55
2. Cài đặt ................................................................................................................................ 56
3. Ðánh giá giải thuật ............................................................................................................. 57


Chương 4: CÁC PHƢƠNG PHÁP SẮP X P CƠ BẢN .............................................................. 58
I. PHƢƠNG PHÁP CHỌN TRỰC TI P (SELECTION SORT) .............................................. 58
1. Giải thuật............................................................................................................................ 58
2. Ví dụ .................................................................................................................................. 58
3. Cài đặt ................................................................................................................................ 59
4. Ðánh giá giải thuật ............................................................................................................. 60
II. PHƢƠNG PHÁP CHÈN TRỰC TI P (INSERTION SORT) ............................................. 60
1. Giải thuật............................................................................................................................ 60
2. Ví dụ .................................................................................................................................. 61
3. Cài đặt ................................................................................................................................ 62
4. ánh giá giải thuật ............................................................................................................. 63
III. PHƢƠNG PHÁP ỔI CHỖ TRỰC TI P (INTERCHANGE SORT) ............................... 63
1. Giải thuật............................................................................................................................ 63
2. Ví dụ : ................................................................................................................................ 64
3. Cài đặt ................................................................................................................................ 67

4. Ðánh giá giải thuật ............................................................................................................. 67
IV. PHƢƠNG PHÁP NỔI BỌT (BUBBLE SORT) ................................................................. 68
1. Giải thuật............................................................................................................................ 68
2. Ví dụ .................................................................................................................................. 68
3. Cài đặt ................................................................................................................................ 71
4. Ðánh giá giải thuật ............................................................................................................. 71
Nhận xét ......................................................................................................................................... 71
V. PHƢƠNG PHÁP QUIC SORT......................................................................................... 71
1. Giải thuật phân hoạch dãy al, al+1, ., ar thành 2 dãy con: ................................................... 72
2. Giải thuật phân hoạch dãy sắp xếp dãy al, al+1, ., ar: .......................................................... 72
3. Cài đặt ................................................................................................................................ 74
4. Ðánh giá giải thuật ............................................................................................................. 75
Chương 5: DANH SÁCH .............................................................................................................. 76
I. DANH SÁCH LIÊN K T (XÂU LIÊN K T ) ...................................................................... 76
1. ịnh nghiã: ........................................................................................................................ 76
2. Biểu diễn Xâu liên kết: ...................................................................................................... 76
II. DANH SÁCH LIÊN K T ƠN (XÂU ƠN) ..................................................................... 77
1. Khai báo xâu liên kết đơn: ................................................................................................. 77
2. Các thao tác trên xâu liên kết đơn:..................................................................................... 78
3. Loại bỏ 1 phần tử trong xâu: .............................................................................................. 83
4. Duyệt xâu: .......................................................................................................................... 87
5. Sắp thứ tự Xâu: .................................................................................................................. 87


6. Thuật Toán QuickSort: ...................................................................................................... 88
III. NGĂN X P - STACK ......................................................................................................... 89
1. ịnh nghiã.......................................................................................................................... 89
2. Cài đặt ngăn xếp bằng xâu đơn .......................................................................................... 89
3. Cài đặt ngăn xếp bằng mảng và các thao tác: .................................................................... 92
4. Ứng dụng ngăn xếp trong xử lý biểu thức hậu tố: ............................................................. 93

IV. H NG ỢI - QUEUE ........................................................................................................ 96
1. Khái niệm ........................................................................................................................... 96
2. Cài đặt hàng đợi bằng xâu liên kết: ................................................................................... 96
3. Cài đặt hàng đợi bằng mảng: ............................................................................................. 97
Chương 6: CÂY NHỊ PHÂN ...................................................................................................... 101
I. ỊNH NGHĨA V CÁC HÁI NIỆM CƠ BẢN ................................................................ 101
1. ịnh nghĩa cây ................................................................................................................. 101
II. CÂY NHỊ PHÂN ................................................................................................................ 103
1. ịnh nghĩa: ...................................................................................................................... 103
2. Vài tính chất của cây nhị phân ......................................................................................... 103
3. Biểu diễn cây nhị phân..................................................................................................... 103
III. DUYỆT CÂY NHỊ PHÂN ................................................................................................ 105
1. ịnh nghĩa: ...................................................................................................................... 105
2. Các thuật toán duyệt cây nhị phân ................................................................................... 105
3. Cài đặt thuật toán duyệt qua cây nhị phân LNR .............................................................. 106
4. Cài đặt cây nhị phân......................................................................................................... 108
IV. CÂY TÌM KI M NHỊ PHÂN (BINARY SEARCH TREES) .......................................... 110
1. ịnh nghĩa........................................................................................................................ 110
2. Cài đặt cây tìm kiếm nhị phân ......................................................................................... 111
3. Tìm kiếm một phần tử trên cây BST ............................................................................... 112
4. Chèn một phần tử vào cây BST, xây dựng cây BST ....................................................... 113
5. Phƣơng pháp sắp xếp bằng cây BST ............................................................................... 115
6. Xóa một phần tử khỏi cây BST, hủy cây nhị phân .......................................................... 116


CHƢƠNG TRÌNH MƠN HỌC
Tên mơn học: Cấu trúc dữ liệu và giải thuật
Mã môn học: MH 12
Thời gian thực hiện môn học: 75 giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo
luận, bài tập: 55 giờ; Kiểm tra: 5 giờ)

I. Vị trí, tính chất mơn học:
- Vị trí: mơn học đƣợc bố trí sau khi ngƣời học học xong mơn học: Lập trình căn bản,
Cơ sở dữ liệu.
- Tính chất: là môn học cơ sở ngành bắt buộc.
II. Mục tiêu môn học:
- Về kiến thức:
 Hiểu đƣợc mối quan hệ giữa cấu trúc dữ liệu và giải thuật.
 Phân tích đƣợc các kiểu dữ liệu, giải thuật, sự kết hợp chúng để tạo thành một
chƣơng trình máy tính.
 Biết cách tổ chức dữ liệu hợp lý, khoa học cho một chƣơng trình đơn giản.
 Biết áp dụng thuật tốn hợp lý đối với cấu trúc dữ liệu tƣơng thích để giải quyết
bài toán thực tế.
 Biết và áp dụng đƣợc các phƣơng pháp sắp xếp, tìm kiếm đơn giản.
- Về kỹ năng:
 ánh giá kỹ năng thực hành của ngƣời học:
 Dùng ngơn ngữ lập trình bất kỳ nào đó thể hiện trên máy tính các bài tốn cần
kiểm nghiệm về: đệ qui, danh sách, cây, đồ thị, sắp xếp, tìm kiếm...
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
 Rèn luyện tƣ duy logic để phân tích, tổng hợp.
 Thao tác cẩn thận, tỉ mỉ.
III. Nội dung môn học:


Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ
GIẢI THUẬT
1. Mục tiêu:
- Mô tả đƣợc khái niệm giải thuật, mối quan hệ giữa cấu trúc dữ liệu và giải thuật,
đánh giá đƣợc độ phức tạp của giải thuật.
- Ghi nhớ đƣợc các kiểu dữ liệu cơ bản, kiểu dữ liệu trừu tƣợng và các cấu trúc dữ
liệu cơ bản.

2. Nội dung chƣơng:
I. CÁC TIÊU CHUẨN DANH GIA CẤU TRÚC DỮ LIỆU
1. Phản ánh đúng thực tế :
ây là tiêu chuẩn quan trọng nhất, quyết định tính đúng đắn của tồn bộ bài tốn.
Cần xem xét kỹ lƣỡng cũng nhƣ dự trù các trạng thái biến đổi của dữ liệu trong chu trình
sống để có thể chọn cấu trúc dữ liệu lƣu trữ thể hiện chính xác đối tƣợng thực tế.
Ví dụ: Một số tình huống chọn cấu trúc lƣu trữ sai :
- Chọn một biến số nguyên int để lƣu trữ tiền thƣởng bán hàng (đƣợc tính theo
cơng thức tiền thƣởng bán hàng = trị giá hàng * 5%), do vậy sẽ làm tròn mọi giá trị tiền
thƣởng gây thiệt hại cho nhân viên bán hàng. Trƣờng hợp này phải sử dụng biến số thực
để phản ánh đúng kết quả của cơng thức tính thực tế.
- Trong trƣờng trung học, mỗi lớp có thể nhận tối đa 28 học sinh. Lớp hiện có 20
học sinh, mỗi tháng mỗi học sinh đóng học phí $10. Chọn một biến số ngun unsigned
char ( khả năng lƣu trữ 0 - 255) để lƣu trữ tổng học phí của lớp học trong tháng, nếu xảy
ra trƣờng hợp có thêm 6 học sinh đƣợc nhận vào lớp thì giá trị tổng học phí thu đƣợc là
$260, vƣợt khỏi khả năng lƣu trữ của biến đã chọn, gây ra tình trạng tràn, sai lệch.
2. Phù hợp với các thao tác trên đó:
Tiêu chuẩn này giúp tăng tính hiệu quả của đề án: việc phát triển các thuật tốn
đơn giản, tự nhiên hơn; chƣơng trình đạt hiệu quả cao hơn về tốc độ xử lý.
Ví dụ: Một tình huống chọn cấu trúc lƣu trữ khơng phù hợp:
Cần xây dựng một chƣơng trình soạn thảo văn bản, các thao tác xử lý thƣờng xảy
ra là chèn, xoá sửa các ký tự trên văn bản. Trong thời gian xử lý văn bản, nếu chọn cấu
trúc lƣu trữ văn bản trực tiếp lên tập tin thì sẽ gây khó khăn khi xây dựng các giải thuật
cập nhật văn bản và làm chậm tốc độ xử lý của chƣơng trình vì phải làm việc trên bộ nhớ
ngồi. Trƣờng hợp này nên tìm một cấu trúc dữ liệu có thể tổ chức ở bộ nhớ trong để lƣu
trữ văn bản suốt thời gian soạn thảo.


Lưu ý:
ối với mỗi ứng dụng , cần chú ý đến thao tác nào đƣợc sử dụng nhiều nhất để lựa

chọn cấu trúc dữ liệu cho thích hợp.
3. Tiết kiệm tài nguyên hệ thống:
Cấu trúc dữ liệu chỉ nên sử dụng tài nguyên hệ thống vừa đủ để đảm nhiệm đƣợc
chức năng của nó. Thơng thƣờng có 2 loại tài nguyên cần lƣu tâm nhất : CPU và bộ
nhớ.Tiêu chuẩn này nên cân nhắc tùy vào tình huống cụ thể khi thực hiện đề án . Nếu tổ
chức sử dụng đề án cần có những xử lý nhanh thì khi chọn cấu trúc dữ liệu yếu tố tiết
kiệm thời gian xử lý phải đặt nặng hơn tiêu chuẩn sử dụng tối ƣu bộ nhớ, và
ngƣợc lại.
Ví dụ: Một số tình huống chọn cấu trúc lƣu trữ lãng phí:
- Sử dụng biến int (2 bytes) để lƣu trữ một giá trị cho biết tháng hiện hành . Biết
rằng tháng chỉ có thể nhận các giá trị từ 1-12, nên chỉ cần sử dụng kiểu char (1 byte) là
đủ.
- ể lƣu trữ danh sách học viên trong một lớp, sử dụng mảng 50 phần tử (giới hạn
số học viên trong lớp tối đa là 50). Nếu số lƣợng học viên thật sự ít hơn 50, thì gây lãng
phí. Trƣờng hợp này cần có một cấu trúc dữ liệu linh động hơn mảng- ví dụ xâu liên kết sẽ đƣợc đề cập trong chƣơng sau
II. KIỂU DỮ LIỆU
iểu dữ liệu T đƣợc xác định bởi một bộ < V, O > , với :
V (Value): tập các giá trị hợp lệ mà một đối tƣợng kiểu T có thể lƣu trữ
O (Operation): tập các thao tác xử lý có thể thi hành trên đối tƣợng kiểu T.
Ví du: Giả sử có kiểu dữ liệu mẫu tự = < Vc , Oc > với
Vc = { a-z,A-Z}
Oc = { lấy mã ASCII của ký tự, biến đổi ký tự thƣờng thành ký tự hoa…}
Giả sử có kiểu dữ liệu số nguyên = < Vi, Oi > với
Vi = { -32768..32767}

Oi = { +, -, *, /, %}

Nhƣ vậy, muốn sử dụng một kiểu dữ liệu cần nắm vững cả nội dung dữ liệu đƣợc
phép lƣu trữ và các xử lý tác động trên đó.
Các thuộc tính của 1 DL bao gồm:

Tên KDL
Miền giá trị
ích thƣớc lƣu trữ


Tập các toán tử tác động lên DL
III. KIỂU DỮ LIỆU CƠ BẢN
Các loại dữ liệu cơ bản thƣờng là các loại dữ liệu đơn giản, khơng có cấu trúc nhƣ
số nguyên, số thực, các ký tự, các giá trị logic ... Các loại dữ liệu này, do tính thơng dụng
và đơn giản của mình, thƣờng đƣợc các ngơn ngữ lập trình (NNLT) cấp cao xây dựng
sẵn nhƣ một thành phần của ngôn ngữ để giảm nhẹ công việc cho ngƣời lập trình. Chính
vì vậy đơi khi ngƣời ta cịn gọi chúng là các kiểu dữ liệu định sẵn.
Thông thƣờng, các kiểu dữ liệu cơ bản bao gồm :
Kiểu có thứ tự rời rạc: số nguyên, ký tự, logic, liệt kê, miền con …
Kiểu không rời rạc: số thực
Tùy ngôn ngữ lập trình, các kiểu dữ liệu định nghĩa sẵn có thể khác nhau đơi chút.
Với ngơn ngữ C, các kiểu dữ liệu này chỉ gồm số nguyên, số thực, ký tự. Và theo quan
điểm của C, kiểu ký tự thực chất cũng là kiểu số nguyên về mặt lƣu trữ, chỉ khác về cách
sử dụng. Ngoài ra, giá trị logic ÚNG (TRUE) và giá trị logic SAI (FALSE) đƣợc biểu
diễn trong C nhƣ là các giá trị nguyên khác zero và zero.
Các kiểu dữ liệu định sẵn trong C gồm các kiểu sau:
Tên kiểu

Kích thƣớc

Miền giá trị

Char

01 byte

-128 đến 127

Có thể dùng nhƣ số nguyên 1 byte
có dấu hoặc kiểu ký tự

Unsign char 01 byte

0 đến 255

Số nguyên 1 byte không dấu

Int

02 byte

-32738 đến 32767

Số nguyên 2 byte

Unsign int

02 byte

0 đến 65535

Có thể gọi tắt là unsign

Long

04 byte

-232 đến 231 -1

Unsign long 04 byte

Float

04 byte

Ghi chú

0 đến 232-1

3.4E-38 đến 3.4E38

Giới hạn chỉ trị tuyệt đối.Các giá
trị < 3.4E-38 đƣợc coi = 0. Tuy
nhiên kiểu float chỉ có 7 chữ số có
nghĩa.


Double

08 byte

Long double 10 byte

1.7E-308 đến 1.7E308
3.4E-4932 đến 1.1E4932

Nhƣ vậy, trong C xét cho cùng chỉ có 2 loại dữ liệu cơ bản là số nguyên và số
thực. Tức là chỉ có dữ liệu số. Hơn nữa các số nguyên trong C có thể đƣợc thể hiện trong
3 hệ cơ số là hệ thập phân, hệ thập lục phân và hệ bát phân.
Các kiểu cơ sở rất đơn giản và không thể hiện rõ sự tổ chức dữ liệu trong một cấu
trúc, thƣờng chỉ đƣợc sử dụng làm nền để xây dựng các kiểu dữ liệu phức tạp khác.
IV. CÁC KIỂU DỮ LIỆU CÓ CẤU TRÚC
Tuy nhiên trong nhiều trƣờng hợp, chỉ với các kiểu dữ liệu cơ sở không đủ để
phản ánh tự nhiên và đầy đủ bản chất của sự vật thực tế, dẫn đến nhu cầu phải xây dựng
các kiểu dữ liệu mới dựa trên việc tổ chức, liên kết các thành phần dữ liệu có kiểu dữ liệu
đã đƣợc định nghĩa. Những kiểu dữ liệu đƣợc xây dựng nhƣ thế gọi là kiểu dữ liệu có cấu
trúc.
Một số kiểu dữ liệu có cấu trúc cơ bản :
1. Kiểu chuỗi ký tự
Chuỗi ký tự là một trong các kiểu dữ liệu có cấu trúc đơn giản nhất và thƣờng các
ngơn ngữ lập trình đều định nghĩa nó nhƣ một kiểu cơ bản. Do tính thơng dụng của kiểu
chuỗi ký tự các ngơn ngữ lập trình ln cung cấp sẵn một bộ các hàm thƣ viện các xử lý
trên kiểu dữ liệu này. Các hàm này đƣợc đặt trong thƣ viện string.lib của C.
Chuỗi ký tự trong C đƣợc cấu trúc nhƣ một chuỗi liên tiếp các ký tự kết thúc bằng
ký tự \0 có mã ASCII bằng 0 (NULL character). Nhƣ vậy, giới hạn chiều dài của một
chuỗi ký tự trong C là 1 Segment (tối đa chứa 65535 ký tự), ký tự đầu tiên đƣợc đánh số
là ký tự thứ 0.
Ta có thể khai báo một chuỗi ký tự theo một số cách sau đây:
char S[10]; // hai báo một
// tối đa 10 (kể cả kí tự kết thúc)

chuỗi

ký

tự

S

có

chiều

dài

char S[]="ABC"; // hai báo một chuỗi ký tự S có chiều
//
dài
bằng
chiều
// và giá trị khởi đầu của S là "ABC"

dài

của

chuỗi

"ABC"

char *S ="ABC"; //Giống cách khai báo trên.
Trong ví dụ trên ta cũng thấy đƣợc một hằng chuỗi ký tự đƣợc thể hiện bằng một
chuỗi ký tự đặt trong cặp ngoặc kép “”.
Các thao tác trên chuỗi ký tự rất đa dạng. Sau đây là một số thao tác thông dụng:

So sánh 2 chuỗi: strcmp
Sao chép chuỗi: strcpy
ộ dài chuỗi: strlen
iểm tra 1 chuỗi nằm trong chuỗi kia: strstr
Cắt 1 từ ra khỏi 1 chuỗi: strtok
ổi 1 số ra chuỗi: itoa
ổi 1 chuỗi ra số: atoi, atof, ...
Nhập một chuỗi: gets
Xuất một chuỗi: puts
2. Kiểu mảng
iểu dữ liệu mảng là kiểu dữ liệu trong đó mỗi phần tử của nó là một tập hợp có
thứ tự các giá trị có cùng cấu trúc đƣợc lƣu trữ liên tiếp nhau trong bộ nhớ. Mảng có thể
một chiều hay nhiều chiều. Một dãy số chính là hình tƣợng của mảng 1 chiều, ma trận là
hình tƣợng của mảng 2 chiều.
Một điều đáng lƣu ý là mảng 2 chiều có thể coi là mảng một chiều trong đó mỗi
phần tử của nó là 1 mảng một chiều. Tƣơng tự nhƣ vậy, một mảng n chiều có thể coi là
mảng 1 chiều trong đó mỗi phần tử là 1 mảng n-1 chiều.
Mảng 1 chiều đƣợc khai báo nhƣ sau:
<Kiểu dữ liệu> <Tên biến>[<Số phần tử>];
Ví dụ: để khai báo một biến có tên a là một mảng nguyên 1 chiều có tối đa 100
phần tử ta phải khai báo nhƣ sau:
int a[100];
Ta cũng có thể vừa khai báo vừa gán giá trị khởi động cho một mảng nhƣ sau:
int a[5] = {1, 7, -3, 8, 19};
Trong trƣờng hợp này C cho phép ta khai báo một cách tiện lợi hơn
int a[] = {1, 7, -3, 8, 19};
Nhƣ ta thấy, ta không cần chỉ ra số lƣợng phần tử cụ thể trong khai báo. Trình
biên dịch của C sẽ tự động làm việc này cho chúng ta.
Tƣơng tự ta có thể khai báo một mảng 2 chiều hay nhiều chiều theo cú pháp sau:

< iểu dữ liệu> <Tên biến>[<Số phần tử1>][<Số phần tử2>]...;
Ví dụ, ta có thể khai báo:


int a[100][150];
hay
int a[][]={{1, 7, -3, 8, 19},
{4, 5, 2, 8, 9},
{21, -7, 45, -3, 4}};
(mảng a sẽ có kích thƣớc là 3x5).
3. Kiểu union
Kiểu union là một dạng cấu trúc dữ liệu đặc biệt của ngơn ngữ C. Nó rất giống với
kiểu struct. Chỉ khác một điều, trong kiểu union, các trƣờng đƣợc phép dùng chung một
vùng nhớ. Hay nói cách khác, cùng một vùng nhớ ta có thể truy xuất dƣới các dạng khác
nhau.
Khai báo tổng quát của kiểu union nhƣ sau:
typedef union <tên kiểu union>
{
< DL> <tên trƣờng>;
< DL> <tên trƣờng>;
………
}[<Name>];
Ví dụ, ta có thể định nghĩa kiểu số sau:
typedef union tagNumber
{
int i;
long l;
}Number;
Việc truy xuất đến một trƣờng trong union đƣợc thực hiện hoàn toàn giống nhƣ
trong struct. Giả sử có biến n kiểu Number. hi đó, n.i cho ta một số kiểu int còn n.l cho

ta một số kiểu long, nhƣng cả hai đều dùng chung một vùng nhớ. Vì vậy, khi ta gán
n.l = 0xfd03;
thì giá trị của n.i cũng bị thay đổi (n.i sẽ bằng 3);


Việc dùng kiểu union rất có lợi khi cần khai báo các cấu trúc dữ liệu mà nội dung
của nó thay đổi tùy trạng thái. Ví dụ để mơ tả các thơng tin về một con ngƣời ta có thể
khai báo một kiểu dữ liệu nhƣ sau:
struct tag Nguoi
{
char HoTen[35];
int NamSinh;
char NoiSinh[40];
char GioiTinh; //0: Nữ, 1: Nam
char DiaChi[50];
char Ttgd; //0: hơng có gia đình, 1: Có gia đình
union {
char tenVo[35];
char tenChong[35];
}
}Nguoi;
Tùy theo ngƣời mà ta đang xét là nam hay nữ ta sẽ truy xuất thơng tin qua trƣờng
có tên tenVo hay tenChong.
4. Kiểu mẫu tin (cấu trúc)
Nếu kiểu dữ liệu mảng là kiểu dữ liệu trong đó mỗi phần tử của nó là một tập hợp
có thứ tự các giá trị có cùng cấu trúc đƣợc lƣu trữ liên tiếp nhau trong bộ nhớ thì mẫu tin
là kiểu dữ liệu mà trong đó mỗi phần tử của nó là tập hợp các giá trị có thể khác cấu
trúc. iểu mẫu tin cho phép chúng ta mô tả các đối tƣợng có cấu trúc phức tạp.
hai báo tổng quát của kiểu struct nhƣ sau:
typedef struct <tên kiểu struct>

{
< DL>
<KDL>
…
}[<Name>];


trƣờng>;
trƣờng>;


Ví dụ để mơ tả các thơng tin về một con ngƣời ta có thể khai báo một kiểu dữ liệu
nhƣ sau:
struct
{

tag

char
int
char
char
GioiTinh;
//0:
Nữ,
char
char Ttgd; //0: hơng có gia đình, 1: Có gia đình

Nguoi
HoTen[35];
NamSinh;
NoiSinh[40];
1:
Nam
DiaChi[50];

}Nguoi;
iểu mẫu tin bổ sung những thiếu sót của kiểu mảng, giúp ta có khả năng thể hiện
các đối tƣợng đa dạng của thể giới thực vào trong máy tính một cách dễ dàng và chính
xác hơn.
4.1.

Các thao tác trên biến cấu trúc:
o

Truy xuất đến 1 thành phần của biến cấu trúc:

Tên biến.tên thành phần
Trong C, địa chỉ của một thành phần trong biến cấu trúc đƣợc xác định bởi
phép toán lấy địa chỉ: &tên biến.tên thành phần
o Gán 2 biến cấu trúc cho nhau
4.2.

Hàm và kiểu mẫu tin:

* ối của hàm có thể là:
-

Biến mẫu tin: khi đó tham số thực tƣơng ứng là một giá trị mẫu tin

-

Tham chiếu mẫu tin: khi đó tham số thực tƣơng ứng là một giá trị mẫu tin

-

Con trỏ mẫu tin: khi đó tham số thực là địa chỉ của biến cấu trúc.

* Hàm có thể trả về:
-

Giá trị mẫu tin:

nguoi tênhàm(...)

-

Con trỏ mẫu tin:

nguoi *tênhàm(....)

Ví dụ: Nhập và in danh sách thí sinh theo thứ tự tên và họ
# include <stdio.h>
# include <conio.h>
# include <string.h>


# include <stdlib.h>

typedef struct
{

int ngay, thang, nam;

} date;
typedef struct
{

int sbd;
char ho[25],ten[7];
date ngaysinh;
float toan,ly,hoa;
int phongthi;

}hoso;
hoso thisinh[100];
int n;
void NhapHoso (hoso ts[], int &n)
{

int i=0;
hoso hs;
printf ("\nNhap Ho so thi sinh \"Ho bang rong de ket thuc\"");
do
{
hs.sbd = n+1;
printf ("\nNhap ho so cho thi sinh: %3d",hs.sbd);
printf ("\nHo : "); gets(hs.ho);
if (hs.ho[0]=='\0') break;

printf ("Ten: "); gets(hs.ten);
printf ("Ngay sinh: ");
scanf ("%d/%d/%d%*c",&hs.ngaysinh.ngay,&hs.ngaysinh.thang,
&hs.ngaysinh.nam);
printf ("Diem Toan: "); scanf("%f%*c",&hs.toan);
printf ("Diem Ly: "); scanf("%f%*c",&hs.ly);


printf ("Diem Hoa: "); scanf("%f%*c",&hs.hoa);
printf ("Phong thi: "); scanf("%d%*c",&hs.phongthi);
ts[i] = hs;
n++; i++;
} while (i<100);
}
int sosanh (const void *p, const void *q)
{
int kq;
kq = strcmp(((hoso*)p)->ten,((hoso*)q)->ten);
if (kq == 0) return strcmp(((hoso*)p)->ho,((hoso*)q)->ho);
return kq;
}
void InKQ (hoso ts[], int n)
{
int i;
qsort (ts,n,sizeof(ts[0]),sosanh);
printf ("\n%-4s %-25s %-10s %-4s %-4s %-4s %-5s","SBD", "Ho Ten","Ngay
sinh","Toan","Ly","Hoa","Phong");
for (i=0;iprintf ("\n%4d %-18s %-7s %2d/%2d/%2d %4.1f %4.1f %4.1f %3d",
ts[i].sbd,ts[i].ho,ts[i].ten,ts[i].ngaysinh.ngay,

ts[i].ngaysinh.thang,ts[i].ngaysinh.nam,ts[i].toan,
ts[i].ly, ts[i].hoa, ts[i].phongthi);
getch ();
}
hoso Timhs(int sbd, hoso ts[], int n)
{
int i; hoso hs;
hs.sbd = hs.ngaysinh.ngay= hs.ngaysinh.thang= hs.ngaysinh.nam=0;


hs.ho[0]= hs.ten[0] = 0;
for (i=0; iif ( sbd == ts[i].sbd) return ts[i];
return hs;
}
hoso *pTimhs (int sbd, hoso ts[], int n)
{
int i;
for (i=0; iif (sbd==ts[i].sbd) return(&ts[i]);
return (NULL);
}
void main()
{

clrscr ();
NhapHoso (thisinh,n);
InKQ (thisinh,n);

}

5. Kiểu con trỏ
5.1.Gi i thiệ

Các biến chúng ta đã biết và sử dụng trƣớc đây đều là biến có kích thƣớc và kiểu
dữ liệu xác định. Ngƣời ta gọi các biến kiểu này là biến tĩnh. hi khai báo biến tĩnh, một
lƣợng ô nhớ cho các biến này sẽ đƣợc cấp phát mà không cần biết trong quá trình thực thi
chƣơng trình có sử dụng hết lƣợng ơ nhớ này hay không. Mặt khác, các biến tĩnh dạng
này sẽ tồn tại trong suốt thời gian thực thi chƣơng trình dù có những biến mà chƣơng
trình chỉ sử dụng 1 lần rồi bỏ.
Một số hạn chế có thể gặp phải khi sử dụng các biến tĩnh:
o Cấp phát ô nhớ dƣ, gây ra lãng phí ơ nhớ.
o Cấp phát ô nhớ thiếu, chƣơng trình thực thi bị lỗi.
ể tránh những hạn chế trên, ngôn ngữ C cung cấp cho ta một loại biến đặc biệt
gọi là biến động với các đặc điểm sau:


o Chỉ phát sinh trong quá trình thực hiện chƣơng trình chứ khơng phát sinh lúc bắt
đầu chƣơng trình.
o Khi chạy chƣơng trình, kích thƣớc của biến, vùng nhớ và địa chỉ vùng nhớ đƣợc
cấp phát cho biến có thể thay đổi.
o Sau khi sử dụng xong có thể giải phóng để tiết kiệm chỗ trong bộ nhớ.
Tuy nhiên các biến động khơng có địa chỉ nhất định nên ta khơng thể truy cập đến
chúng đƣợc. Vì thế, ngơn ngữ C lại cung cấp cho ta một loại biến đặc biệt nữa để khắc
phục tình trạng này, đó là biến con trỏ (pointer) với các đặc điểm:
o Biến con trỏ không chứa dữ liệu mà chỉ chứa địa chỉ của dữ liệu hay chứa địa chỉ
của ô nhớ chứa dữ liệu.
o ích thƣớc của biến con trỏ khơng phụ thuộc vào kiểu dữ liệu, ln có kích
thƣớc cố định là 2 byte.
5.2.
hai áo và dụng iến con tr

5.2.1. Khai báo biến con trỏ

Cú pháp: <Kiểu> * <Tên con trỏ>
Ý nghĩa: Khai báo một biến có tên là Tên con trỏ dùng để chứa địa chỉ của các
biến có kiểu Kiểu.
Ví dụ 1: Khai báo 2 biến a,b có kiểu int và 2 biến pa, pb là 2 biến con trỏ kiểu int.
int a, b, *pa, *pb;
Ví dụ 2: Khai báo biến f kiểu float và biến pf là con trỏ float
float f, *pf;
Ghi chú: Nếu chƣa muốn khai báo kiểu dữ liệu mà con trỏ ptr đang chỉ đến, ta sử dụng:
void *ptr;
Sau đó, nếu ta muốn con trỏ ptr chỉ đến kiểu dữ liệu gì cũng đƣợc. Tác dụng của
khai báo này là chỉ dành ra 2 bytes trong bộ nhớ để cấp phát cho biến con trỏ ptr.
5.2.2. Các thao tác trên con trỏ
a/ Gán địa chỉ của biến cho biến con trỏ

Toán tử & dùng để định vị con trỏ đến địa chỉ của một biến đang làm việc.
Cú pháp: <Tên biến con trỏ> = & <Tên biến>
Giải thích: Ta gán địa chỉ của biến Tên biến cho con trỏ Tên biến con trỏ.
Ví dụ: Gán địa chỉ của biến a cho con trỏ pa, gán địa chỉ của biến b cho con trỏ pb.
pa=&a; pb=&b;


Lúc này, hình ảnh của các biến trong bộ nhớ đƣợc mô tả:

Lư ý:
hi gán địa chỉ của biến tĩnh cho con trỏ cần phải lƣu ý kiểu dữ liệu của chúng. Ví
dụ sau đây khơng đúng do khơng tƣơng thích kiểu:
int Bien_Nguyen;
float *Con_Tro_Thuc;

...
Con_Tro_Thuc=&Bien_Nguyen;
Phép gán ở đây là sai vì Con_Tro_Thuc là một con trỏ kiểu float (nó chỉ có thể
chứa đƣợc địa chỉ của biến kiểu float); trong khi đó, Bien_Nguyen có kiểu int.
b/ Nội dung của ơ nhớ con trỏ chỉ tới

ể truy cập đến nội dung của ô nhớ mà con trỏ chỉ tới, ta sử dụng cú pháp:
*<Tên biến con trỏ>
Với cách truy cập này thì *<Tên biến con trỏ> có thể coi là một biến có kiểu đƣợc
mơ tả trong phần khai báo biến con trỏ.
Ví dụ: Ví dụ sau đây cho phép khai báo, gán địa chỉ cũng nhƣ lấy nội dung vùng
nhớ của biến con trỏ:
int x=100;
int *ptr;
ptr=&x;
int y= *ptr;
Lư ý: hi gán địa chỉ của một biến cho một biến con trỏ, mọi sự thay đổi trên nội
dung ô nhớ con trỏ chỉ tới sẽ làm giá trị của biến thay đổi theo (thực chất nội dung ô nhớ
và biến chỉ là một).
Ví dụ: oạn chƣơng trình sau thấy rõ sự thay đổi này :


# include <stdio.h>
# include <conio.h>
int main()
{
int a,b,*pa,*pb;
a = 2; b = 3;
clrscr ();
printf ("\nGia tri cua bien a=%d \nGia tri cua bien b=%d ",a,b);

pa = &a;
pb = &b;
printf ("\nNoi dung cua o nho con tro pa tro toi=%d",*pa);
printf ("\nNoi dung cua o nho con tro pb tro toi=%d ",*pb);
*pa = 20; /* Thay đổi giá trị của *pa*/
*pb = 20; /* Thay đổi giá trị của *pb*/
printf ("\nGia tri moi cua bien a=%d \n
Gia tri moi cua bien b=%d ",a,b); /* a, b thay đổi theo*/
getch ();
return 0;
}
Kết quả thực hiện chƣơng trình:

c/ Cấp phát vùng nhớ cho biến con trỏ

Trƣớc khi sử dụng biến con trỏ, ta nên cấp phát vùng nhớ cho biến con trỏ này
quản lý địa chỉ. Việc cấp phát đƣợc thực hiện nhờ các hàm malloc(), calloc() trong thƣ
viện alloc.h.
Cú pháp các hàm:


void *malloc (size_t size): Cấp phát vùng nhớ có kích thƣớc là size.
void *calloc (size_t nitems, size_t size): Cấp phát vùng nhớ có kích thƣớc là nitems*size.
Ví dụ: Giả sử ta có khai báo:
int a, *pa, *pb;
pa = (int*) malloc (sizeof(int)); /* Cấp phát vùng nhớ có kích thƣớc bằng với kích thƣớc
của một số nguyên */
pb = (int*) calloc (10, sizeof (int)); /* Cấp phát vùng nhớ có thể chứa đƣợc 10 số
nguyên*/
Lúc này hình ảnh trong bộ nhớ nhƣ sau:

Lưu ý: Khi sử dụng hàm malloc() hay calloc(), ta phải ép kiểu vì nguyên mẫu các hàm
này trả về con trỏ kiểu void.
d/ Cấp phát lại vùng nhớ cho biến con trỏ

Trong quá trình thao tác trên biến con trỏ, nếu ta cần cấp phát thêm vùng nhớ có kích
thƣớc lớn hơn vùng nhớ đã cấp phát, ta sử dụng hàm realloc().
Cú pháp: void *realloc(void *block, size_t size)
Ý nghĩa:
- Cấp phát lại 1 vùng nhớ cho con trỏ block quản lý, vùng nhớ này có kích thƣớc mới
là size; khi cấp phát lại thì nội dung vùng nhớ trƣớc đó vẫn tồn tại.
Kết quả trả về của hàm là địa chỉ đầu tiên của vùng nhớ mới.
khác với địa chỉ đƣợc chỉ ra khi cấp phát ban đầu.

ịa chỉ này có thể

Ví dụ: Trong ví dụ trên ta có thể cấp phát lại vùng nhớ do con trỏ pa quản lý nhƣ sau:
int a, *pa;
pa=(int*)malloc(sizeof(int)); /*Cấp phát vùng nhớ có kích thƣớc 2 byte*/
pa = realloc(pa, 6); /* Cấp phát lại vùng nhớ có kích thƣớc 6 byte*/
e/ Giải phóng vùng nhớ cho biến con trỏ

Một vùng nhớ đã cấp phát cho biến con trỏ, khi khơng cịn sử dụng nữa, ta sẽ thu hồi
lại vùng nhớ này nhờ hàm free().


Cú pháp: void free(void *block)
Ý nghĩa: Giải phóng vùng nhớ đƣợc quản lý bởi con trỏ block.
Ví dụ: Ở ví dụ trên, sau khi thực hiện xong, ta giải phóng vùng nhớ cho 2 biến con trỏ
pa & pb:

free(pa);
free(pb);
5.2.3. Một số phép toán trên con tr

a/ Phép gán con tr : Hai con trỏ cùng kiểu có thể gán cho nhau.
Ví dụ:
int a, *p, *a ; float *f;
a = 5 ; p = &a ; q = p ; /* đúng */
f = p ; /* sai do khác kiểu */
Ta cũng có thể ép kiểu con trỏ theo cú pháp:
(<Kiểu kết quả>*)<Tên con trỏ>
Chẳng hạn, ví dụ trên đƣợc viết lại:
int a, *p, *a ; float *f;
a = 5 ; p = &a ; q = p ; /* đúng */
f = (float*)p; /* úng nhờ ép kiểu*/
b/ Cộng, trừ con tr v i một số nguyên
Ta có thể cộng (+), trừ (-) 1 con trỏ với 1 số nguyên N nào đó; kết quả trả về là 1
con trỏ. Con trỏ này chỉ đến vùng nhớ cách vùng nhớ của con trỏ hiện tại N phần tử.
Ví dụ: Cho đoạn chƣơng trình sau:
int *pa;
pa = (int*) malloc(20); /* Cấp phát vùng nhớ 20 byte=10 số nguyên*/
int *pb, *pc;
pb = pa + 7;
pc = pb - 3;
Lúc này hình ảnh của pa, pb, pc nhƣ sau:


c/ Con tr NULL: là con trỏ không chứa địa chỉ nào cả. Ta có thể gán giá trị NULL cho 1
con trỏ có kiểu bất kỳ.
d/ Lư ý:

- Ta không thể cộng 2 con trỏ với nhau.
Phép trừ 2 con trỏ cùng kiểu sẽ trả về 1 giá trị nguyên (int). ây chính là khoảng
cách (số phần tử) giữa 2 con trỏ đó. Chẳng hạn, trong ví dụ trên pc-pa=4.
5.3. Con trỏ và mảng
5.3.1. Con tr và mảng 1 chiều

Giữa mảng và con trỏ có một sự liên hệ rất chặt chẽ. Những phần tử của mảng có
thể đƣợc xác định bằng chỉ số trong mảng, bên cạnh đó chúng cũng có thể đƣợc xác lập
qua biến con trỏ.
5.3.1.1.

Truy cập các phần tử mảng theo dạng con trỏ

Ta có các quy tắc sau:
& <Tên mảng> [0] tƣơng đƣơng với <Tên mảng>
& <Tên mảng> [<Vị trí>] tƣơng đƣơng với <Tên mảng> + <Vị trí>
<Tên mảng> [<Vị trí>] tƣơng đƣơng với *(<Tên mảng> + <Vị trí>)
Ví dụ: Cho 1 mảng 1 chiều các số nguyên a có 5 phần tử, truy cập các phần tử theo
kiểu mảng và theo kiểu con trỏ.
# include <stdio.h>
# include <conio.h>
/* Nhập mảng bình thƣờng*/
void NhapMang(int a[], int N){
int i;
for (i=0;i{
printf ("Phan tu thu %d: ",i);scanf("%d",&a[i]);
}
}

/* Nhập mảng theo dạng con trỏ*/
void NhapContro(int a[], int N)
{
int i;
for(i=0;iprintf ("Phan tu thu %d: ",i);scanf("%d",a+i);
}
}
int main()
{
int a[20],N,i;
clrscr ();
printf ("So phan tu N= ");scanf("%d",&N);
NhapMang (a,N); /* NhapContro(a,N)*/
printf ("Truy cap theo kieu mang: ");
for (i=0;iprintf ("%d ",a[i]);
printf ("\nTruy cap theo kieu con tro: ");
for (i=0;iprintf ("%d ",*(a+i));
getch ();
return 0;
}
ết quả thực thi của chƣơng trình: