CHỦ ĐỀ F: LẬP TRÌNH PYTHON CƠ BẢN

BÀI 1: LÀM QUEN VỚI NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH BẬC CAO

Mục tiêu học tập:

• Giải thích tại sao cần ngôn ngữ lập trình bậc cao.
• Giới thiệu sơ lược về PYTHON, một ngôn ngữ lập trình bậc cao thông dụng.
• Bắt đầu chạy được một vài chương trình đơn giản trong môi trường PYTHON.

Ngôn ngữ lập trình:

• Máy tính không hiểu NGÔN NGỮ TỰ NHIÊN của con người.
• Để điều khiển máy tính, con người viết các CHỈ DẪN để máy tính hiểu và thực hiện. Các chỉ dẫn này được gọi là CHƯƠNG TRÌNH.
• NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH BẬC CAO là ngôn ngữ gần gũi với ngôn ngữ tự nhiên, cú pháp đơn giản, và có số lượng từ khóa hạn chế.

PYTHON:

• Là một trong những ngôn ngữ lập trình bậc cao phổ biến rộng rãi.
• Được GUIDO VAN ROSSUM (người Hà Lan) đề xuất và công bố năm 1991.
• Sách này sử dụng PYTHON PHIÊN BẢN 3.9.0 để minh họa.

Môi trường lập trình PYTHON:

• IDLE (Integrated Development and Learning Environment) là hệ thống công cụ tích hợp giúp soạn thảo và thực hiện lệnh.
• CỬA SỔ SHELL: Nơi bạn có thể gõ và thực hiện ngay từng lệnh và thấy kết quả.
• CÀI ĐẶT PYTHON: Tải từ trang web PYTHON.ORG, chọn phiên bản phù hợp và làm theo hướng dẫn.

LỆNH PRINT():

• Dùng để hiển thị dữ liệu ra màn hình.
• Ví dụ: print("Python là một trong những ngôn ngữ lập trình bậc cao").

Lưu ý:

• Python phân biệt CHỮ HOA VÀ CHỮ THƯỜNG.
• Lệnh print() có thể dùng DẤU NHÁY ĐƠN hoặc DẤU NHÁY KÉP để bao quanh chuỗi ký tự.
• AI CŨNG CÓ THỂ LẬP TRÌNH ĐƯỢC: Cần học quy tắc, câu lệnh cơ bản, và thực hành để phát triển kỹ năng.

Tóm tắt bài học:

• Chương trình máy tính là một dãy các lệnh mà máy tính có thể hiểu và thực hiện.
• Ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ dùng để viết các chương trình máy tính.
• Python là một trong những ngôn ngữ lập trình bậc cao thông dụng.
• Trong cửa sổ SHELL của Python có thể thực hiện ngay từng lệnh và thấy được kết quả.

BÀI 2: BIẾN, PHÉP GÁN VÀ BIỂU THỨC SỐ HỌC

Mục tiêu học tập:

• Nêu được vai trò của BIẾN và PHÉP GÁN.
• Đặt tên cho biến, sử dụng phép gán và ra giá trị trong Python.
• Làm quen với cửa sổ CODE trong Python để soạn thảo, lưu và thực hiện chương trình.

BIẾN:

• Là nơi lưu trữ dữ liệu cần thiết trong chương trình.
• Giá trị của biến có thể thay đổi trong quá trình thực hiện chương trình.

QUY TẮC ĐẶT TÊN BIẾN TRONG PYTHON:

• Không được trùng với các TỪ KHÓA của Python (ví dụ: False, class, return, if, else, for, while, v.v.).
• Phải bắt đầu bằng CHỮ CÁI hoặc DẤU GẠCH DƯỚI (_).
• Chỉ được chứa CHỮ CÁI, CHỮ SỐ và DẤU GẠCH DƯỚI (_).
• Python phân biệt chữ hoa và chữ thường, nên Ab và AB là hai biến khác nhau.
• Ví dụ biến đúng: n, delta, x1, Ab, _t12.
• Ví dụ biến sai: 12t (bắt đầu bằng số), A b (chứa dấu cách).

PHÉP GÁN (Câu lệnh gán):

• Dùng để gán giá trị cho biến.
• Cú pháp: Biến = <Biểu thức>.
• Thứ tự thực hiện: Tính giá trị biểu thức vế phải trước, sau đó gán kết quả cho biến ở vế trái.

BIỂU THỨC SỐ HỌC:

• Gồm các toán hạng (biến hoặc số) và các phép toán số học.
• Bảng các phép toán số học trong Python:
  • Cộng: +
  • Trừ: -
  • Nhân: *
  • Chia: /
  • Chia lấy phần nguyên: //
  • Chia lấy phần dư: %
  • Lũy thừa: **
• Có thể dùng NGOẶC TRÒN (()) để xác định thứ tự ưu tiên thực hiện phép tính.

SOẠN THẢO CHƯƠNG TRÌNH (Cửa sổ CODE):

• Mở IDLE, chọn FILE > NEW FILE để mở CỬA SỔ CODE.
• Viết các câu lệnh chương trình.
• Lưu chương trình dưới dạng file .PY.
• Chạy chương trình bằng cách chọn RUN > RUN MODULE hoặc nhấn F5.
• Kết quả thực hiện sẽ hiển thị trên CỬA SỔ SHELL.

BÀI 3: THỰC HÀNH LÀM QUEN VÀ KHÁM PHÁ PYTHON

CÁC CHẾ ĐỘ LẬP TRÌNH CỦA PYTHON:

• CHẾ ĐỘ THOẠI (SHELL): Thích hợp cho việc kiểm tra nhanh các lệnh hoặc đoạn code nhỏ.
• CHẾ ĐỘ SOẠN THẢO (CODE): Thích hợp để viết các chương trình lớn, lưu trữ và chạy nhiều lần.

HỖ TRỢ NGƯỜI DÙNG:

• Python dùng các MÀU SẮC KHÁC NHAU để làm nổi bật các thành phần trong chương trình (ví dụ: lệnh print(), thông báo lỗi, chuỗi ký tự, kết quả ra màn hình).

CÂU LỆNH NHẬP DỮ LIỆU TỪ BÀN PHÍM:

• INPUT(): Dùng để người dùng nhập dữ liệu từ bàn phím.
• Ví dụ: Name = input('Bạn tên là gì?') để nhập tên.

BÀI 4: CÁC KIỂU DỮ LIỆU SỐ VÀ CÂU LỆNH VÀO – RA ĐƠN GIẢN

KIỂU DỮ LIỆU SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC:

• Tất cả các ngôn ngữ lập trình bậc cao đều có kiểu dữ liệu SỐ NGUYÊN (INTEGER) và SỐ THỰC (FLOAT).
• Trong Python, khi gán giá trị cho biến, kiểu dữ liệu sẽ được tự động xác định.
• Ví dụ: a = 5 (số nguyên), b = 5.0 (số thực).

CÂU LỆNH TYPE():

• Dùng để kiểm tra kiểu dữ liệu của biến hoặc biểu thức.
• Ví dụ: print(type(a)) sẽ trả về <class 'int'>.

NHẬP DỮ LIỆU TỪ BÀN PHÍM input():

• Lệnh input() luôn trả về CHUỖI KÝ TỰ.
• Để chuyển đổi sang số nguyên hoặc số thực, cần dùng hàm int() hoặc hàm float().
• Ví dụ: n = int(input('Nhập n: ')).

XUẤT DỮ LIỆU RA MÀN HÌNH print():

• Cú pháp: print(danh sách biểu thức).
• Các biểu thức trong danh sách được cách nhau bởi DẤU PHẨY (,).

HẰNG TRONG PYTHON:

• Là những giá trị cố định và KHÔNG THAY ĐỔI trong suốt quá trình thực hiện chương trình.
• Python không có cú pháp khai báo hằng riêng biệt.
• Người lập trình thường dùng các biến với TÊN VIẾT HOA để chỉ ra đó là hằng.
• Ví dụ: _PI = 3.1416, _MOD = 100000007.

BÀI 5: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐƠN GIẢN

MỘT SỐ HÀM TOÁN HỌC THƯỜNG DÙNG:

• Python cung cấp nhiều hàm toán học có sẵn trong THƯ VIỆN math.
• Để sử dụng: Cần khai báo import math hoặc from math import <tên_hàm>.
• Các hàm phổ biến: abs(x) (Trị tuyệt đối), ceil(x) (Số nguyên nhỏ nhất ≥ x), gcd(x, y) (Ước chung lớn nhất), sqrt(x) (Căn bậc hai), v.v..

GHI CHÚ THÍCH TRONG CHƯƠNG TRÌNH:

• Là các dòng văn bản giải thích mục đích của chương trình hoặc các câu lệnh.
• KHÔNG ẢNH HƯỞNG đến nội dung và quá trình thực hiện của chương trình.
• Bắt đầu bằng dấu THĂNG (#).

BÀI 6: CÂU LỆNH RẼ NHÁNH

CẤU TRÚC RẼ NHÁNH:

• Là cấu trúc thực hiện hành động có hoặc không, tùy thuộc vào việc một điều kiện có được thỏa mãn hay không.

ĐIỀU KIỆN RẼ NHÁNH:

• Phải là một BIỂU THỨC LOGIC (BOOLEAN) nhận giá trị True (đúng) hoặc False (sai).
• CÁC PHÉP SO SÁNH trong Python: >, >=, <, <=, ==, !=.
• CÁC PHÉP TÍNH LOGIC trong Python:
  • and (và): Cho kết quả True khi CẢ HAI biểu thức đều True.
  • or (hoặc): Cho kết quả True khi MỘT TRONG HAI biểu thức là True.
  • not (phủ định): Đảo giá trị logic của biểu thức.

CÂU LỆNH RẼ NHÁNH TRONG PYTHON:

• Dạng cơ bản if.
• Dạng đầy đủ if-else.
• Lưu ý: Các câu lệnh trong một khối lệnh phải được LÙI VÀO một số vị trí như nhau và thẳng hàng.

BÀI 7: THỰC HÀNH CÂU LỆNH RẼ NHÁNH

CÂU LỆNH IF-ELIF-ELSE LỒNG NHAU:

• Dùng để xử lý nhiều điều kiện liên tiếp.
• elif là viết tắt của "else if".

BÀI 8: CÂU LỆNH LẶP

CẤU TRÚC LẶP TRONG MÔ TẢ THUẬT TOÁN:

• Thực hiện một (hoặc nhiều) thao tác lặp lại nhiều lần.
• LẶP VỚI SỐ LẦN BIẾT TRƯỚC (FOR): Lặp từ số đếm đầu đến số đếm cuối.
• LẶP VỚI SỐ LẦN KHÔNG BIẾT TRƯỚC (WHILE): Lặp khi điều kiện lặp thỏa mãn.

CÂU LỆNH LẶP VỚI SỐ LẦN BIẾT TRƯỚC (for):

• Cú pháp: for biến_chạy in range(m, n):.
• Hàm range(m, n) tạo ra một dãy số nguyên từ m đến n-1.
• Hàm range(n) tạo ra dãy số nguyên từ 0 đến n-1.

CÂU LỆNH LẶP VỚI SỐ LẦN KHÔNG BIẾT TRƯỚC (while):

• Cú pháp: while <Điều kiện>:.
• Khối lệnh lặp sẽ được thực hiện KHI ĐIỀU KIỆN CÒN ĐÚNG.

BÀI 9: THỰC HÀNH CÂU LỆNH LẶP

CÁC CÂU LỆNH BREAK VÀ CONTINUE:

• break: Dùng để THOÁT RA KHỎI VÒNG LẶP ngay lập tức khi một điều kiện đúng.
• continue: Dùng để BỎ QUA CÁC CÂU LỆNH CÒN LẠI trong vòng lặp hiện tại và chuyển sang vòng lặp kế tiếp.
• Bài học có đề cập đến việc sử dụng CÂU LỆNH RẼ NHÁNH KẾT HỢP VỚI CÂU LỆNH LẶP.

BÀI 10: CHƯƠNG TRÌNH CON VÀ THƯ VIỆN CÁC CHƯƠNG TRÌNH CON CÓ SẴN

KHÁI NIỆM CHƯƠNG TRÌNH CON (HÀM):

• Khi giải quyết bài toán phức tạp, người ta thường phân chia bài toán thành nhiều BÀI TOÁN CON.
• Chương trình con là một ĐOẠN LỆNH thực hiện một việc nào đó được đặt tên.
• Mỗi chương trình con có một tên và một DANH SÁCH THAM SỐ (có thể rỗng).

KHAI BÁO VÀ GỌI HÀM TRONG PYTHON:

• Từ khóa khai báo: def.
• Cú pháp: def tên_hàm(tham_số_1, tham_số_2, ...):.
• Gọi hàm: Viết tên hàm kèm theo các đối số (nếu có).

LỜI GỌI HÀM CÓ GIÁ TRỊ TRẢ VỀ:

• Dùng câu lệnh return <Giá_trị> để hàm trả về giá trị.

CÁC HÀM ĐƯỢC XÂY DỰNG SẴN (THƯ VIỆN):

• Python cung cấp nhiều hàm sẵn có trong các THƯ VIỆN (ví dụ: print(), input(), math).
• Cách kết nối thư viện: import math (nhập toàn bộ) hoặc from math import gcd (nhập một hàm cụ thể).

BÀI 11: THỰC HÀNH LẬP TRÌNH VỚI HÀM VÀ THƯ VIỆN

THỜI GIAN THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH:

• Để đo thời gian thực hiện, ta sử dụng THƯ VIỆN time.
• Các bước đo thời gian: import time, ghi nhận thời điểm bắt đầu (tb = time.time()), tính thời gian thực hiện (time.time() - tb).

BÀI 12: KIỂU DỮ LIỆU XÂU KÍ TỰ – XỬ LÝ XÂU KÍ TỰ

KIỂU DỮ LIỆU XÂU KÍ TỰ (STRING):

• Là một dãy các ký tự, được đặt trong cặp DẤU NHÁY ĐƠN hoặc DẤU NHÁY KÉP.
• Trong Python, các ký tự trong xâu được đánh số từ 0.

MỘT SỐ HÀM VÀ THAO TÁC XỬ LÝ XÂU KÍ TỰ:

• LEN(): Hàm trả về ĐỘ DÀI CỦA XÂU.
• GHÉP CÁC XÂU: Dùng phép toán +.
• ĐẾM XÂU CON: y.count(x).
• TRÍCH XÂU: y[m:n] (Lấy ký tự từ m đến n-1).
  • y[:n]: Lấy n ký tự đầu tiên.
  • y[m:]: Lấy các ký tự từ vị trí m đến hết xâu.
• TÌM VỊ TRÍ XUẤT HIỆN: y.find(x), trả về chỉ số đầu tiên, nếu không tìm thấy trả về -1.
• THAY THẾ XÂU: y.replace(x1, x2) (Thay thế tất cả x1 bằng x2).

BÀI 13: THỰC HÀNH DỮ LIỆU KIỂU XÂU

XÓA KÝ TỰ TRONG XÂU:

• Dùng hàm replace() với ký tự cần xóa được thay thế bằng XÂU RỖNG ('').

BÀI 14: KIỂU DỮ LIỆU DANH SÁCH – XỬ LÝ DANH SÁCH