CS50x 2025 - Lecture 1 - C

Tóm tắt ngắn:

Bài giảng giới thiệu ngôn ngữ lập trình C, một ngôn ngữ lập trình truyền thống hơn so với Scratch đã được học ở tuần 0.
Các điểm chính bao gồm: sự khác biệt giữa mã nguồn (source code) và mã máy (machine code), vai trò của trình biên dịch (compiler – cụ thể là make), môi trường lập trình Visual Studio Code (VS Code) và giao diện dòng lệnh (CLI), các kiểu dữ liệu cơ bản trong C (int, string, char), câu lệnh điều kiện (if, else, else if), vòng lặp (while, for, do-while), hàm (function) và phạm vi biến (scope). Ví dụ cụ thể được sử dụng là chương trình "Hello, world", một trò chơi đơn giản mô phỏng Super Mario, và một máy tính đơn giản.
Ứng dụng và hệ quả của việc học C bao gồm khả năng lập trình hiệu quả hơn, hiểu sâu hơn về hoạt động của máy tính, và chuẩn bị cho các ngôn ngữ lập trình phức tạp hơn. Bài giảng cũng đề cập đến các vấn đề thực tế như tràn số nguyên (integer overflow) và sai số dấu phẩy động (floating-point imprecision), minh họa bằng ví dụ về lỗi phần mềm trên máy bay Boeing 787 và trò chơi Pac-Man.
Các quá trình được mô tả chi tiết bao gồm quá trình biên dịch mã nguồn thành mã máy, sử dụng giao diện dòng lệnh trong VS Code, và viết các hàm với tham số đầu vào và giá trị trả về.

Tóm tắt chi tiết:

Bài giảng được chia thành các phần chính sau:

Phần 1: Giới thiệu ngôn ngữ C và môi trường lập trình VS Code: Bài giảng bắt đầu bằng việc so sánh ngôn ngữ C với Scratch, nhấn mạnh rằng C là một ngôn ngữ lập trình truyền thống hơn, sử dụng cú pháp văn bản. Giảng viên giới thiệu VS Code, một môi trường lập trình phổ biến, và cách sử dụng giao diện dòng lệnh (CLI) để tạo, biên dịch và chạy chương trình C. Câu nói "This is what programmers do in the real world" nhấn mạnh tính thực tiễn của ngôn ngữ C. Giảng viên cũng giải thích sự khác biệt giữa mã nguồn và mã máy, và vai trò của trình biên dịch (make) trong việc chuyển đổi giữa hai loại mã này.

Phần 2: Chương trình "Hello, world" trong C: Giảng viên trình bày chương trình "Hello, world" đơn giản trong C, so sánh nó với phiên bản tương tự trong Scratch. Ông giải thích chi tiết về cú pháp của C, bao gồm việc sử dụng hàm printf, chuỗi ký tự, ký tự thoát \n (xuống dòng), và dấu chấm phẩy (;). Giảng viên cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc viết mã chính xác và sử dụng các lệnh như make và ./hello để biên dịch và chạy chương trình.

Phần 3: Thư viện và tài liệu: Giảng viên giới thiệu khái niệm thư viện (library) và file header (.h), ví dụ như stdio.h chứa hàm printf. Ông giải thích cách sử dụng file header và giới thiệu trang tài liệu manual.cs50.io để tìm hiểu thêm về các hàm trong thư viện C. Thư viện cs50.h được giới thiệu như một thư viện hỗ trợ của khóa học, cung cấp các hàm đơn giản hóa việc nhập liệu từ người dùng (như get_string, get_int).

Phần 4: Nhập liệu từ người dùng và câu lệnh điều kiện: Giảng viên trình bày cách nhập liệu từ người dùng bằng hàm get_string và get_int, và cách sử dụng câu lệnh điều kiện if, else, else if để xử lý các trường hợp khác nhau. Ông nhấn mạnh sự tương đồng giữa các câu lệnh điều kiện trong C và Scratch. Giảng viên cũng chỉ ra tầm quan trọng của việc thiết kế mã hiệu quả, tránh việc kiểm tra điều kiện không cần thiết.

Phần 5: Các toán tử và kiểu dữ liệu: Giảng viên giới thiệu các toán tử trong C (cộng, trừ, nhân, chia, modulo), và các kiểu dữ liệu cơ bản (int, string, char). Ông giải thích cách sử dụng các toán tử và kiểu dữ liệu trong việc viết chương trình, và đề cập đến vấn đề tràn số nguyên (integer overflow) khi sử dụng kiểu dữ liệu int. Kiểu dữ liệu long được giới thiệu như một giải pháp cho vấn đề này.

Phần 6: Vòng lặp và hàm: Giảng viên giới thiệu các loại vòng lặp trong C (while, for, do-while) và cách sử dụng chúng để lặp lại một đoạn mã. Ông cũng giải thích khái niệm hàm (function) và phạm vi biến (scope), và cách tạo và sử dụng hàm trong C. Ví dụ về hàm meow được sử dụng để minh họa cách tạo hàm với tham số đầu vào và giá trị trả về. Giảng viên cũng giải thích về khái niệm "prototype" của hàm.

Phần 7: Các vấn đề về độ chính xác và tràn số: Giảng viên thảo luận về các vấn đề về độ chính xác của số thực (floating-point imprecision) và tràn số nguyên (integer overflow) trong C, và minh họa bằng các ví dụ thực tế như lỗi phần mềm trên máy bay Boeing 787 và trò chơi Pac-Man. Ông nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn kiểu dữ liệu phù hợp và xử lý các trường hợp ngoại lệ.

Phần 8: Kiểm tra chất lượng mã: Cuối cùng, giảng viên tóm tắt các tiêu chí đánh giá chất lượng mã (đúng, thiết kế tốt, phong cách đẹp), và giới thiệu các công cụ hỗ trợ như check50, style50, và design50 trong môi trường lập trình CS50.