Bài 60.122 phút đọc

Level 1: Máy tính dòng lệnh

Sau bài này bạn sẽ làm được

Đọc đầu vào an toàn bằng fgets và strtod
Xử lý chia không, phần trăm số thực, toán tử sai, rác
Chia chương trình thành hàm, main dưới ba mươi dòng
Biên dịch sạch với bộ cờ cảnh báo đầy đủ

Dự án đầu tiên nhỏ nhưng dạy một thói quen quan trọng nhất của lập trình C: không bao giờ tin đầu vào. Một máy tính dòng lệnh đọc "5 + 3" và in 8, nhưng phần lớn công việc là xử lý mọi cách người dùng gõ sai.

#Mục tiêu

terminal

./calc

=== MAY TINH ===
Nhap bieu thuc (vd: 5 + 3): 5 + 3
Ket qua: 8
Nhap bieu thuc: 10 / 4
Ket qua: 2.5
Nhap bieu thuc: 5 / 0
Loi: chia cho 0
Nhap bieu thuc: 0
Tam biet

Phần áp dụng	Chương	Dùng cho
Phần 0 tới 2	Cú pháp, vào ra, toán tử, điều khiển, vòng lặp	Toàn bộ dự án
Bài 56.4	Xử lý lỗi	Bốn mã lỗi và cách trả
Bài 59.1	Đọc chuỗi an toàn	fgets thay vì gets

#Lõi phân tích

calc.c, hàm tính an toàn

enum { OK = 0, E_DINHDANG = -1, E_TOANTU = -2, E_CHIA0 = -3, E_MODF = -4 };

static int tinh(const char *dong, double *ra) {
    char *p;
    double a = strtod(dong, &p);
    if (p == dong) return E_DINHDANG;          /* khong phai so */

    while (*p == ' ') ++p;
    char op = *p++;
    while (*p == ' ') ++p;

    char *q;
    double b = strtod(p, &q);
    if (q == p) return E_DINHDANG;

    switch (op) {
        case '+': *ra = a + b; return OK;
        case '-': *ra = a - b; return OK;
        case '*': *ra = a * b; return OK;
        case '/': if (b == 0) return E_CHIA0; *ra = a / b; return OK;
        case '%':
            if (b == 0) return E_CHIA0;
            if (a != floor(a) || b != floor(b)) return E_MODF;
            *ra = fmod(a, b); return OK;
        default: return E_TOANTU;
    }
}

terminal

gcc -std=c17 -Wall -Wextra -Wpedantic calc.c -o calc.exe -lm

# Chay bo kiem tra tam cac truong hop bien

./calc_thu

5 + 3        = 8
10 / 4       = 2.5
7 % 3        = 1
5 / 0        -> chia cho 0
5.5 % 2      -> % chi dung voi so nguyen
abc          -> khong phai bieu thuc hop le
2 ^ 3        -> toan tu khong hop le
-4 * 2.5     = -10

#Kiến trúc

Vòng lặp menu trong main
Đọc một dòng, tính, in kết quả hoặc lỗi, lặp lại. Thoát bằng một lựa chọn cụ thể. main dưới ba mươi dòng.
Đọc dòng an toàn
Dùng fgets vào một bộ đệm cố định, không bao giờ dùng gets hay scanf("%s"). Xử lý dòng dài hơn bộ đệm.
Hàm tính thuần tuý
Hàm tinh nhận chuỗi, trả mã lỗi và kết quả qua tham số ra. Không in gì, không đọc gì. Nhờ vậy kiểm thử được dễ dàng.
Hàm dịch mã lỗi
Một hàm biến mã lỗi thành thông điệp tiếng Việt. Tách phần hiển thị khỏi phần tính.

Đọc dòng an toàn, và xử lý dòng quá dài

char dong[256];
if (fgets(dong, sizeof dong, stdin) == NULL) break;   /* EOF, Ctrl+D */

/* fgets doc TOI sizeof-1 ky tu HOAC toi khi gap '\n'.
   Neu dong dai hon, phan con lai NAM LAI trong luong,
   va lan fgets sau doc tiep no. Voi may tinh don gian
   thi coi dong qua dai la loi va bo phan thua: */
size_t n = strlen(dong);
if (n > 0 && dong[n-1] == '\n') {
    dong[n-1] = '\0';               /* bo ky tu xuong dong */
} else if (!feof(stdin)) {
    int c;                          /* dong bi cat: doc bo phan con lai */
    while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF) { }
}

/* KHONG bao gio: */
gets(dong);                         /* da bi xoa khoi C11, tran bo dem */
scanf("%s", dong);                  /* khong gioi han, tran bo dem */

#Yêu cầu

Tự làm thử

Menu lặp, thoát bằng lựa chọn 0.
Nhập an toàn bằng fgets cộng strtod.
Xử lý đủ: chia cho không, % với số thực, toán tử không hợp lệ, đầu vào rác, dòng rỗng.
Chia thành hàm, main dưới ba mươi dòng.
Biên dịch sạch với -Wall -Wextra -Wpedantic.

Trình chấm điểm tự động sẽ được bổ sung ở giai đoạn sau. Hiện tại bạn tự chạy thử trên máy.

#Cái bẫy

Cách người mới hay làm

double a, b; char op; scanf("%lf %c %lf", &a, &op, &b); /* SAI nhieu cach */ printf("%g\n", a op b); /* Van de: 1. scanf khong xu ly duoc dau vao rac: go "abc" thi a khong duoc gan, va chuong trinh dung gia tri rac. 2. Khong phat hien duoc so lan doc that bai. 3. Ky tu con lai ket trong luong, lan sau doc sai. 4. Khong xu ly chia 0. */

Cách đúng

char dong[256]; while (in_menu(), fgets(dong, sizeof dong, stdin)) { if (la_thoat(dong)) break; double kq; int e = tinh(dong, &kq); if (e == OK) printf("Ket qua: %g\n", kq); else printf("Loi: %s\n", loi(e)); } /* Moi dau vao di qua tinh(), tra mot ma loi ro rang, va khong gi lam sap chuong trinh. */

Ba đầu vào phải thử trước khi coi là xong

/* 1. Dong rong (chi Enter)
      -> strtod khong doc duoc so -> E_DINHDANG, khong sap.

   2. Chi khoang trang "   "
      -> tuong tu, khong doc duoc so.

   3. So rat lon "1e400 + 1"
      -> strtod tra ve HUGE_VAL va dat errno = ERANGE.
      Neu ban khong kiem tra, ket qua la vo cuc, in ra "inf".
      Co the chap nhan, nhung nen biet no xay ra.

   Meo kiem thu: viet mot ham chay san mot mang cac dau vao kho
   (nhu bo kiem tra trong ban ghi o tren), de moi lan sua ma
   ban chay lai va thay het cac truong hop van dung. */

#Coi là xong khi

Mở rộng nếu muốn đi xa hơn

/* Khi may tinh "a op b" chay tot, mo rong dan:

   1. Bieu thuc nhieu toan tu: "2 + 3 * 4" voi dung uu tien.
      -> can mot bo phan tich thuc su. Do la Bai 27 (de quy)
         hoac thuat toan shunting-yard (ngan xep).

   2. Dau ngoac: "(2 + 3) * 4".

   3. Ham: "sqrt(16)", "sin(0)".

   4. Bien: "x = 5", roi "x * 2".

   Moi buoc bien may tinh thanh mot bo THONG DICH nho, va do la
   con duong tu nhien toi mot ngon ngu kich ban do choi.
   Nhung LUON lam phien ban "a op b" chay hoan hao truoc. */

Tóm tắt

Bài học cốt lõi: không bao giờ tin đầu vào; phần lớn công việc là xử lý cách người dùng gõ sai.
strtodvới con trỏ dừng phát hiện được "không phải số"; fgets thay cho gets và scanf.
Hàm tính thuần tuý trả mã lỗi, tách khỏi phần hiển thị, dễ kiểm thử.
Năm mã lỗi cho năm cách hỏng; không nhánh nào sập hay trả kết quả sai lặng lẽ.
Xong khi gõ bất kỳ gì cũng không sập, và biên dịch sạch với bộ cờ đầy đủ.