Bài giảng Hệ thống máy tính và ngôn ngữ C - Chương 10: Lớp lưu trữ của biến sự chuyển kiểu

hư vậy sẽ làm cho biến
có khả năng sử dụng khác nhau, từ đó hình thành nên các
lớp lưu trữ biến.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.1 KHÁI NIỆM
Đối với C, dựa vào cách mà biến được lưu trữ và sử dụng,
biến sẽ ở một trong các lớp lưu trữ khác nhau sau đây:
- Lớp biến tự động
- Lớp biến toàn cục và biến cục bộ
- Lớp biến tĩnh
- Lớp biến thanh ghi
Có hai đặc tính quan trọng của một biến: tầm sử dụng của 
biến và thời gian tồn tại của biến. 
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.1 KHÁI NIỆM
Tầm sử dụng của biến (scope) là nơi mà biến có thể được
sử dụng trong các lệnh của chương trình. Do đặc tính này
mà ta có hai lớp lưu trữ khác nhau là
- lớp lưu trữ biến toàn cục (global storage class)
- lớp lưu trữ biến cục bộ (local storage class).
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.1 KHÁI NIỆM
Thời gian tồn tại của biến (time life) xác định rằng biến với
giá trị đang tồn tại trong nó sẽ có ý nghĩa đến lúc nào. Sinh
ra 2 lớp:
-lớp biến tự động (auto)
-lớp biến tĩnh (static)
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.1 KHÁI NIỆM
Lớp biến
Lớp biến
Tự động Tĩnh
Toàn cục (không kết 
hợp được)
Biến toàn 
cục tĩnh
Cục bộ
Biến cục bộ 
tự động
(hay biến tự 
động)
Biến cục bộ 
tĩnh
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.1 Biến cục bộ
Biến cục bộ, còn gọi là biến tự động (auto), là các biến được
khai báo ngay sau cặp dấu móc { và } (cặp dấu này như đã
biết để bắt đầu cho một lệnh phức hoặc một thân hàm),
hoặc là các biến được khai báo trong danh sách đối số của
hàm.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.1 Biến cục bộ
Khi khai báo biến cục bộ ta có thể đặt hoặc không đặt từ
khóa auto phía trước khai báo biến cục bộ theo cú pháp như
sau:
[auto] kiểu danh_sách_tên_biến;
Ví dụ:
int tong (int n)
{
auto int i; ...
}
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.1 Biến cục bộ
Khi khai báo biến cục bộ ta có thể đặt hoặc không đặt từ
khóa auto phía trước khai báo biến cục bộ theo cú pháp như
sau:
[auto] kiểu danh_sách_tên_biến;
Ví dụ:
int tong (int n)
{
auto int i; ...
}
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.1 Biến cục bộ
Ví dụ :
Xét chương trình sắp xếp hai số, in ra kết quả theo thứ tự 
từ lớn tới nhỏ
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.1 Biến cục bộ
#include 
#include 
main()
{
auto int a, b;
clrscr();
printf ("Moi nhap hai so: ");
scanf ("%d %d", &a, &b);
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.1 Biến cục bộ
if (b> a)
{ 
auto int temp; 
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
printf("Ket qua sap xep hai so: %d %d \n", a, b);
getch();
}
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.2 Biến toàn cục
Biến toàn cục (global) hay còn gọi là biến ngoài là biến được
khai báo ở bên ngoài tất cả các hàm. Biến này có thể được
sử dụng để liên kết trị giữa các hàm khác nhau mà việc
truyền theo tham số trở nên rắc rối và phức tạp. Các hàm
sử dụng chung biến toàn cục có thể nằm trong cùng một tập
tin hoặc có thể nằm trong các tập tin khác nhau.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.2 Biến toàn cục
Ví dụ : Xét chương trình ví dụ sau:
#include 
#include 
int a, b; 
void swap(void);
main()
{ clrscr();
printf ("Moi nhap hai so: "); scanf ("%d %d", &a, &b);
swap();
printf ("Ket qua sap xep hai so: %d %d \n", a, b);
getch();
}
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.2 Biến toàn cục
void swap(void)
{
if (b> a)
{
auto int temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
}
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.2 Biến toàn cục
Như vậy, nếu có một biến toàn cục nào đó đã được khai báo
trong một module của chương trình, và một hàm trong một
module khác lại muốn sử dụng biến này để truyền trị, C đưa
ra cú pháp sau đây:
extern kiểu tên_biến_toàn_cục;
Khai báo này được đặt đầu module chương trình chứa hàm 
sử dụng biến toàn cục.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.2 BIẾN TOÀN CỤC VÀ BIẾN CỤC BỘ
10.2.2 Biến toàn cục
Tương tự cho hàm:
extern kiểu tên_hàm (danh_sách_khai_báo_đối_số);
Khai báo này thật sự chỉ là prototype của hàm thêm từ
khóa extern phía trước.
Ví dụ 11.6 (trang 327-328)
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.3 BIẾN TĨNH (STATIC)
Để khai báo biến tĩnh ta cần thêm từ khóa static trước
khai báo biến bình thường, cú pháp như sau:
static kiểu danh_sách_tên_biến;
Biến toàn cục tĩnh là biến khai báo ngoài tất cả các hàm,
trong một module chương trình nào đó và chỉ có ý nghĩa sử
dụng bởi các hàm trong cùng module đó mà thôi. Các hàm
trong các module khác của chương trình không thể sử dụng
được các biến toàn cục dạng static như thế này.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.3 BIẾN TĨNH (STATIC)
Biến cục bộ tĩnh là các biến được khai báo trong hàm và chỉ
có ý nghĩa sử dụng trong hàm có khai báo đó mà thôi.
Nhưng các biến cục bộ tĩnh khác với biến cục bộ (hay tự
động) ở thời gian tồn tại, biến tĩnh tồn tại suốt trong bộ
nhớ từ lúc nó được sử dụng lần đầu tiên cho đến khi kết
thúc chương trình, và giá trị của chúng không hề mất đi khi
ra khỏi hoặctrở v øo hàm chứa nó.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.3 BIẾN TĨNH (STATIC)
Ví dụ :
static int a; 
main()
{
clrscr();
...
}
int func(void)
{ static int b; 
...
}
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.3 BIẾN TĨNH (STATIC)
Ví dụ: Xét chương trình tính tổng
s = 1 +...+ n
dùng hàm trong đó có khai báo biến static.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.3 BIẾN TĨNH (STATIC)
#include 
#include 
int tong (int a);
main()
{ int n, i, kq;
clrscr();
printf ("Nhap tri n: ");
scanf ("%d", &n);
for (i = 1; i <= n; i++)
kq = tong (i);
printf ("Ket qua: %d", kq);
getch(); }
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.3 BIẾN TĨNH (STATIC)
int tong (int a)
{
static int tam = 0;
tam += a;
return tam;
}
Trong chương trình trên, trong hàm tong(), ta có khai báo
một biến cục bộ tĩnh, biến tam, biến này chỉ được khởi
động trị một lần đầu chương trình, trị 0, sau đó trị của biến
này luônđược giữ lại cho lần sử dụng sau
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.3 BIẾN TĨNH (STATIC)
Ví dụ: Khởi động trị của biến static tam trong hàm tổng
void xoa (void)
{
int temp;
if ( (temp = tong(0)) != 0 )
tong(-temp);
}
Ví dụ 11.9: (332-333)
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.3 BIẾN TĨNH (STATIC)
Hàm được khai báo là static thì nó chỉ có thể được sử dụng
trong module mà nó được khai báo và định nghĩa mà thôi.
Cú pháp khai báo và định nghĩa hàm static như sau:
static kiểu tên_hàm (danh_sách_khai_báo_đối_số)
{
...
}
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.4 BIẾN REGISTER
Bộ dịch C cho phép tận dụng các tài nguyên có sẵn của máy
để tối ưu hóa chương trình, một trong các tối ưu này là C
cho phép lập trình viên sử dụng một số thanh ghi của bộ vi
xử lý để khai báo biến, biến này gọi là biến thanh ghi
(register). Khai báo biến thanh ghi:
register kiểu danh_sách_tên_biến;
với kiểu là kiểu khai báo cho biến, kiểu này chỉ có thể là
int, char, unsigned, long hoặc pointer
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.4 BIẾN REGISTER
Ví dụ:
register int i;
register char c;
register unsigned u;
resister long l;
register int *r;
register t;
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.4 BIẾN REGISTER
Tầm sử dụng và thời gian tồn tại của các biến thanh ghi
tương tự như các biến cục bộ, nhưng chúng được truy xuất
nhanh hơn các biến cục bộ bình thường vì chúng chính là
các thanh ghi của bộ vi xử ly.
Các biến thanh ghi thường được sử dụng làm các biến điều
khiển trong các vòng lặp hoặc các biến phải truy xuất nhiều
lần trong chương trình.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.5 KHỞI ĐỘNG TRỊ CHO BIẾN Ở CÁC LỚP
Đối với biến toàn cục hoặc biến tĩnh, ngay sau khi được khai
báo, mỗi biến sẽ được C tự động gán trị là 0.
Trong khi đó biến tự động và biến thanh ghi sẽ có giá trị
không xác định (gọi là trị rác).
trị bằng một biểu thức hằng.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.5 KHỞI ĐỘNG TRỊ CHO BIẾN Ở CÁC LỚP
Trong suốt quá trình chạy chương trình, biến toàn cục và
biến tĩnh chỉ có thể được khởi động trị một lần, đó là lần
đầu tiên mà khai báo biến đó được thực thi.
Biến toàn cục và biến tĩnh có thể được khởi động trị bằng
một biểu thức hằng.
Biến tự động và biến thanh ghi có thể được khởi động trị
bằng một biểu thức mà giá trị của biểu thức tới lúc đó đã
xác định(có thể gọi hàm).
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.5 KHỞI ĐỘNG TRỊ CHO BIẾN Ở CÁC LỚP
Việc khởi động cho các biến thuộc kiểu dữ kiện có cấu trúc
như mảng (array), struct và union chỉ có thể thực hiện được
đối với các biến toàn cục hoặc biến tĩnh mà thôi
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.6 SỰ CHUYỂN KIỂU
Khi thực hiện các phép toán số học hoặc luân lý, C luôn
thực hiện sự chuyển kiểu tự động.
C còn cho phép lập trình viên thực hiện việc chuyển kiểu
bắt buộc, ép kiểu (type casting). Cú pháp để ép kiểu một
biến, hằng hay biểu thức:
(type) giá_trị
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.6 SỰ CHUYỂN KIỂU
Ví dụ:
Cho khai báo biến sau:
int a = 10, b = 3;
double d;
biểu thức nào cho kết quả đúng, giải thích?(xem lại thứ tự 
ưu tiên các phép toán của C)
a) d = (double)(a/b);
b) d = (double)a/b;
c) d = a/(double)b;
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.7 ĐỊNH VỊ VÙNG NHỚ CHO CÁC LỚP LƯU TRỮ
Cĩ hai cơ chế cơ bản giúp bộ dịch làm cơng việc này:
-Bộ dịch cần dùng một cách đúng đắn bảng biểu trưng để theo
dõi các biến trong quá trình dịch.
-Bộ dịch cũng theo một sự phân chia bộ nhớ hệ thống, nĩ cẩn
thận định vị bộ nhớ cho các biến dựa vào các đặc tính cụ thể,
với các vùng nhớ xác định dành riêng cho các đối tượng đặc
biệt.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.7 ĐỊNH VỊ VÙNG NHỚ CHO CÁC LỚP LƯU TRỮ
10.6.1 Bảng biểu trưng
Bộ dịch C theo dõi các biến trong một chương trình với một bảng
biểu trưng.
Mỗi đầu vào của bảng biểu trưng cho biến chứa:
(1) tên của biến,
(2) kiểu của biến,
(3) vị trí trong bộ nhớ mà biến đĩ được định vị.
(4) một danh hiệu chỉ định khu vực mà trong đĩ biến được khai
báo (tức tầm vực của biến đĩ).
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.7 ĐỊNH VỊ VÙNG NHỚ CHO CÁC LỚP LƯU TRỮ
10.6.1 Bảng biểu trưng
Ví dụ 11.18: Chương trình tính tốc độ mạng
#include 
int main()
{ int amount; int rate; int time; int hours; int minutes; 
int seconds;
// Nhập: số lượng byte và tốc độ truyền của mạng 
printf (“Cĩ bao nhiêu byte dữ liệu được truyền? ”); 
scanf (“%d”, &amount);
printf (“Tốc độ truyền (bytes/giây)? ”); 
scanf (“%d”, &rate); 
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.7 ĐỊNH VỊ VÙNG NHỚ CHO CÁC LỚP LƯU TRỮ
10.6.1 Bảng biểu trưng
Ví dụ 11.18: Chương trình tính tốc độ mạng
// Tính thời gian theo số giây
time = amount / rate;`
// Chuyển thời gian sang giờ, phút giây
hours = time / 3600;// 3600 giây trong một giờ
minutes = (time % 3600) / 60;// 60 giây trong một phút 
seconds = (time % 3600) % 60;// phần dư cịn lại là giây 
// Xuất ra kết quả
printf(“Thời gian: %dh %dm %ds\n”, hours, minutes, 
seconds);} 
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
10.7 ĐỊNH VỊ VÙNG NHỚ CHO CÁC LỚP LƯU TRỮ
10.6.1 Bảng biểu trưng
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
Danh hiệu Kiểu
Vị trí
(offset)
Tầm vực
Amount int 0 Main
Hours int -3 Main
Minutes int -4 Main
Rate int -1 Main
Seconds int -5 Main
Time int -2 Main
10.7 ĐỊNH VỊ VÙNG NHỚ CHO CÁC LỚP LƯU TRỮ
10.6.2 Định vị vùng nhớ cho biến
Cĩ hai vùng nhớ mà các biến C được định vị ở đĩ: vùng dữ liệu 
tồn cục (global data section) và ngăn xếp thực thi (run-time 
stack) (ngồi ra cịn cĩ biến thanh ghi). 
- Vùng biến tồn cục là nơi chứa tất cả các biến tồn cục. Tổng 
quát hơn, nĩ cũng là nơi chứa các biến tĩnh. 
- Vùng stack thực thi là nơi chứa các biến cục bộ (hay lớp biến 
lưu trữ tự động).
Vùng offset trong bảng biểu trưng cung cấp thơng tin chính 
xác về vị trí trong bộ nhớ của các biến. Nĩ cho biết số ơ nhớ tính 
từ địa chỉ nền của vùng nhớ chứa biến. 
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG
1. Viết một hàm sao cho mỗi lần gọi hàm thì hàm sẽ trả 
về một trị số ngay sau trị trước đó trong dãy số 
Fibonaci.
2. Viết chương trình với các hàm tính các biểu thức sau đây: 
dùng và không dùng biến thanh ghi
... ... ( ) ... ( )
...
! ( )! ( )! !
1 n 1 n 1 1 n 2 1
t
n n 1 n 2 1
( ... ) ( ... ( )) ( ... ( )) ... !
! ( )! ( )! ... !
1 n 1 n 1 1 n 2 1
T
n n 1 n 2 1
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU
BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG
3. Viết một chương trình gồm hai module: main.c và func.c,
trong đó module main.c lưu hàm main() có các lệnh gọi nhập
ba hệ số của tam thức bậc hai, kiểm tra in ấn; còn trong
module func.c lưu các hàm cần thiết để giải phương trình
bậc hai và biện luận tam thức bậc hai.
4. In ra màn hình các số nguyên tố từ 1 đến 1.000. Dùng
biến thanh ghi và không dùng biến thanh ghi. Kiểm tra
thời gian.
CHƯƠNG 10
LỚP LƯU TRỮ CỦA BIẾN 
SỰ CHUYỂN KIỂU