📘 PHẦN 2: MẢNG, CHUỖI VÀ HÀM

🎯 Mục tiêu tổng quát

• Làm quen với việc sử dụng mảng để lưu trữ và xử lý tập hợp dữ liệu.
• Hiểu và làm việc với chuỗi trong JAVA.
• Tạo và sử dụng hàm để tách chương trình thành các khối logic độc lập.

🧑‍🏫 Bài 1: Mảng trong JAVA

Khái niệm về mảng

• Mảng (Array) là một cấu trúc dữ liệu dùng để lưu trữ nhiều giá trị cùng kiểu dữ liệu trong một biến duy nhất.
• Đặc điểm của mảng:
  • Kích thước cố định sau khi khởi tạo
  • Các phần tử được lưu trữ liên tiếp trong bộ nhớ
  • Có thể truy cập phần tử thông qua chỉ số (index), bắt đầu từ 0
  • Có thể là mảng một chiều hoặc đa chiều

Khai báo và khởi tạo mảng

// Khai báo mảng
int[] numbers;              // Cách 1: kiểu_dữ_liệu[] tên_mảng;
int scores[];               // Cách 2: kiểu_dữ_liệu tên_mảng[];

// Khởi tạo mảng
numbers = new int[5];       // Khởi tạo mảng với 5 phần tử, mặc định là 0
scores = new int[]{90, 85, 75, 80, 95}; // Khởi tạo và gán giá trị

// Khai báo và khởi tạo cùng lúc
int[] grades = {92, 88, 78, 85, 90};  // Cách viết tắt

Mảng đa chiều

// Mảng 2 chiều
int[][] matrix = new int[3][4]; // Mảng 3 hàng, 4 cột

// Khởi tạo với giá trị
int[][] grid = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

Cách lưu mảng trong bộ nhớ

1. Mảng 1 chiều:

   int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

   Biến numbers  →  [ Địa chỉ ] → [ 10 | 20 | 30 | 40 | 50 ]
   (Tham chiếu)      (Heap)        [0]  [1]  [2]  [3]  [4]  (index)

2. Mảng hai chiều:

   int[][] matrix = {
       {1, 2, 3},
       {4, 5, 6},
       {7, 8, 9}
   };

   Biến matrix    →  [ Địa chỉ ] → [ Địa chỉ hàng 0 ] → [ 1 | 2 | 3 ]
   (Tham chiếu)      (Heap)        [ Địa chỉ hàng 1 ] → [ 4 | 5 | 6 ]
                                   [ Địa chỉ hàng 2 ] → [ 7 | 8 | 9 ]

Truy cập và sửa đổi phần tử

int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

// Truy cập phần tử
System.out.println("Phần tử thứ 3: " + numbers[2]); // Kết quả: 30

// Sửa đổi phần tử
numbers[1] = 25; // Thay đổi giá trị phần tử thứ 2 thành 25

// Duyệt mảng
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
    System.out.println("Phần tử " + i + ": " + numbers[i]);
}

// Duyệt mảng bằng for-each
for (int num : numbers) {
    System.out.println(num);
}

Ví dụ thực tế - Tính điểm trung bình

public class AverageCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        double[] grades = {85.5, 90.0, 78.5, 92.5, 88.0};
        double sum = 0;

        for (double grade : grades) {
            sum += grade;
        }

        double average = sum / grades.length;
        System.out.println("Điểm trung bình: " + average);
    }
}

🧑‍🏫 Bài 2: Chuỗi trong JAVA

• Chuỗi là một đối tượng trong JAVA, không phải kiểu dữ liệu nguyên thủy.
• Chuỗi là một mảng các ký tự (char).
• Các chuỗi trong JAVA là bất biến (immutable), nghĩa là không thể thay đổi nội dung của chuỗi sau khi đã tạo.

Khai báo và khởi tạo chuỗi

// Khai báo chuỗi sử dụng literal
String greeting = "Xin chào JAVA";

// Khai báo chuỗi sử dụng constructor
String message = new String("Học JAVA thật vui");

Các phương thức phổ biến của String

String text = "Học lập trình JAVA";

// Độ dài chuỗi
int length = text.length();  // length = 18

// Lấy ký tự tại vị trí
char firstChar = text.charAt(0);  // 'H'

// Cắt chuỗi con
String subText = text.substring(4, 13);  // lấy từ vị trí 4 đến 12 => "lập trình"
 String subText2 = text.substring(4);     // lấy từ vị trí 4 đến hết => "lập trình JAVA"

// Tìm vị trí xuất hiện
int position = text.indexOf("JAVA");  // 14

// Chuyển đổi chữ hoa/thường
String upperCase = text.toUpperCase();  // "HỌC LẬP TRÌNH JAVA"
String lowerCase = text.toLowerCase();  // "học lập trình java"

// Nối chuỗi
String newText = text.concat(" cơ bản");  // "Học lập trình JAVA cơ bản"

// Thay thế chuỗi
String replaced = text.replace("JAVA", "Python");  // "Học lập trình Python"

// Kiểm tra bắt đầu/kết thúc
boolean startsWith = text.startsWith("Học");  // true
boolean endsWith = text.endsWith("JAVA");    // true

// Loại bỏ khoảng trắng đầu/cuối
String trimmed = "  Hello  ".trim();  // "Hello"

// Kiểm tra chuỗi rỗng
boolean empty = "".isEmpty();  // true

So sánh chuỗi

String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello";
String str3 = new String("Hello");

// So sánh tham chiếu (vị trí trong bộ nhớ)
System.out.println(str1 == str2);  // true (cùng tham chiếu trong String pool)
System.out.println(str1 == str3);  // false (khác tham chiếu)

// So sánh giá trị (nội dung)
System.out.println(str1.equals(str2));  // true
System.out.println(str1.equals(str3));  // true

// So sánh không phân biệt hoa/thường
System.out.println("hello".equalsIgnoreCase("HELLO"));  // true

Ví dụ thực tế - Đếm từ trong chuỗi

public class WordCounter {
    public static void main(String[] args) {
        String sentence = "JAVA là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng phổ biến";
        String[] words = sentence.split(" ");

        System.out.println("Số từ trong câu: " + words.length);

        // In ra các từ
        for (String word : words) {
            System.out.println(word);
        }
    }
}

🧑‍🏫 Bài 3: Hàm trong JAVA

• Hàm (hay phương thức) là một khối mã lệnh có thể được gọi và thực thi nhiều lần trong chương trình. Giúp tổ chức mã lệnh, tái sử dụng và làm cho chương trình dễ đọc hơn.

Cú pháp khai báo hàm

[modifier] [return_type] [method_name]([parameter_list]) {
    // Method body
    [return statement]
}

Ví dụ:

public static int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}

Các loại hàm

// Hàm không có giá trị trả về (void)
public static void sayHello() {
    System.out.println("Xin chào!");
}

// Hàm trả về kiểu nguyên thủy
public static int square(int number) {
    return number * number;
}

// Hàm trả về đối tượng
public static String formatName(String firstName, String lastName) {
    return lastName + " " + firstName;
}

// Hàm có nhiều tham số
public static double average(double a, double b, double c) {
    return (a + b + c) / 3;
}

Tham số và đối số

public class ParameterExample {
    public static void main(String[] args) {
        // value1, value2 là đối số
        int result = add(5, 3);  // 5, 3 là arguments - đối số
        System.out.println("Tổng: " + result);
    }

    // a, b là tham số
    public static int add(int a, int b) {  // a, b là parameters - tham số
        return a + b;
    }
}

Phạm vi biến

public class ScopeExample {
    // Biến toàn cục (class/instance variable)
    static int globalVar = 10;

    public static void main(String[] args) {
        // Biến cục bộ của main
        int localVar = 5;

        System.out.println(globalVar);  // Có thể truy cập
        System.out.println(localVar);   // Có thể truy cập

        // Gọi hàm và truyền tham số
        testScope(20);
    }

    public static void testScope(int paramVar) {
        // paramVar là tham số
        int anotherLocal = 15;

        System.out.println(globalVar);     // Có thể truy cập
        System.out.println(paramVar);      // Có thể truy cập
        System.out.println(anotherLocal);  // Có thể truy cập

        // System.out.println(localVar);  // Lỗi! Không thể truy cập biến localVar từ main
    }
}

Ví dụ thực tế - Tính tiền lãi ngân hàng

public class BankInterestCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        double principal = 10000000;  // 10 triệu VND
        double rate = 0.06;          // 6% lãi suất năm
        int years = 5;               // 5 năm

        double result = calculateInterest(principal, rate, years);
        System.out.printf("Sau %d năm, số tiền là: %.2f VND\n", years, result);
    }

    // Hàm tính lãi kép
    public static double calculateInterest(double principal, double rate, int years) {
        // Công thức lãi kép: A = P(1 + r)^t
        return principal * Math.pow(1 + rate, years);
    }
}

🧑‍🏫 Bài 4: Cách sử dụng mảng và chuỗi kết hợp

Khai báo và khởi tạo mảng chuỗi

// Khai báo mảng chuỗi
String[] names;

// Khởi tạo mảng
names = new String[5];

// Gán giá trị
names[0] = "Nguyễn Văn A";
names[1] = "Trần Thị B";
names[2] = "Lê Văn C";
names[3] = "Phạm Thị D";
names[4] = "Hoàng Văn E";

// Khai báo và khởi tạo cùng lúc
String[] fruits = {"Táo", "Chuối", "Cam", "Xoài", "Dưa hấu"};

Tìm kiếm trong mảng chuỗi

public class StringArraySearch {
    public static void main(String[] args) {
        String[] fruits = {"Táo", "Chuối", "Cam", "Xoài", "Dưa hấu"};
        String searchFor = "Cam";

        // Tìm kiếm tuyến tính
        boolean found = false;
        for (int i = 0; i < fruits.length; i++) {
            if (fruits[i].equals(searchFor)) {
                System.out.println("Tìm thấy '" + searchFor + "' tại vị trí " + i);
                found = true;
                break;
            }
        }

        if (!found) {
            System.out.println("Không tìm thấy '" + searchFor + "' trong mảng");
        }
    }
}

Sắp xếp mảng chuỗi

import java.util.Arrays;

public class StringArraySort {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Nam", "An", "Hoa", "Bình", "Mai"};

        System.out.println("Mảng ban đầu:");
        for (String name : names) {
            System.out.print(name + " ");
        }

        // Sắp xếp mảng (theo thứ tự từ điển)
        Arrays.sort(names);

        System.out.println("\nMảng sau khi sắp xếp:");
        for (String name : names) {
            System.out.print(name + " ");
        }
    }
}

Xử lý chuỗi trong mảng

public class StringArrayProcessing {
    public static void main(String[] args) {
        String[] sentences = {
            "JAVA là ngôn ngữ lập trình",
            "Python rất phổ biến hiện nay",
            "JavaScript dùng cho web",
            "JAVA có thể làm nhiều ứng dụng"
        };

        // Đếm số câu chứa từ "JAVA"
        int javaCount = 0;
        for (String sentence : sentences) {
            if (sentence.contains("JAVA")) {
                javaCount++;
            }
        }
        System.out.println("Số câu chứa từ 'JAVA': " + javaCount);

        // Chuyển tất cả câu sang chữ hoa
        System.out.println("\nCâu chuyển sang chữ hoa:");
        for (int i = 0; i < sentences.length; i++) {
            sentences[i] = sentences[i].toUpperCase();
            System.out.println(sentences[i]);
        }
    }
}

Ví dụ thực tế - Phân tích danh sách học sinh

public class StudentAnalysis {
    public static void main(String[] args) {
        // Danh sách học sinh với định dạng: "Tên:Điểm"
        String[] students = {
            "Nguyễn Văn An:8.5",
            "Trần Thị Bình:9.0",
            "Lê Văn Cường:7.5",
            "Phạm Thị Diệp:6.5",
            "Hoàng Văn Em:5.0"
        };

        // Tách thông tin tên và điểm
        String[] names = new String[students.length];
        double[] scores = new double[students.length];

        for (int i = 0; i < students.length; i++) {
            String[] parts = students[i].split(":");
            names[i] = parts[0];
            scores[i] = Double.parseDouble(parts[1]);
        }

        // Tính điểm trung bình
        double sum = 0;
        for (double score : scores) {
            sum += score;
        }
        double average = sum / scores.length;

        // Tìm học sinh có điểm cao nhất
        double maxScore = scores[0];
        int maxIndex = 0;

        for (int i = 1; i < scores.length; i++) {
            if (scores[i] > maxScore) {
                maxScore = scores[i];
                maxIndex = i;
            }
        }

        // Hiển thị kết quả
        System.out.printf("Điểm trung bình của lớp: %.2f\n", average);
        System.out.println("Học sinh có điểm cao nhất: " + names[maxIndex] +
                           " với điểm " + scores[maxIndex]);
    }
}

🧑‍🏫 Bài 5: Hàm và mảng

Truyền mảng vào hàm

public class ArrayAsParameter {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {5, 10, 15, 20, 25};

        // Gọi hàm và truyền mảng làm tham số
        printArray(numbers);

        // Mảng là tham chiếu, nên thay đổi trong hàm sẽ ảnh hưởng đến mảng gốc
        modifyArray(numbers);

        System.out.println("\nMảng sau khi thay đổi:");
        printArray(numbers);
    }

    // Hàm in mảng
    public static void printArray(int[] arr) {
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // Hàm thay đổi mảng
    public static void modifyArray(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] *= 2; // Nhân đôi mỗi phần tử
        }
    }
}

Các hàm xử lý mảng phổ biến

public class ArrayHelperFunctions {
    // Hàm tính tổng mảng
    public static int sum(int[] arr) {
        int total = 0;
        for (int num : arr) {
            total += num;
        }
        return total;
    }

    // Hàm tìm giá trị lớn nhất
    public static int findMax(int[] arr) {
        if (arr.length == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Mảng rỗng");
        }

        int max = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }
        return max;
    }

    // Hàm tìm giá trị nhỏ nhất
    public static int findMin(int[] arr) {
        if (arr.length == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Mảng rỗng");
        }

        int min = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] < min) {
                min = arr[i];
            }
        }
        return min;
    }

    // Hàm tính giá trị trung bình
    public static double average(int[] arr) {
        if (arr.length == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Mảng rỗng");
        }

        return (double) sum(arr) / arr.length;
    }

    // Hàm sắp xếp mảng (sử dụng thuật toán Bubble Sort)
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        boolean swapped;

        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            swapped = false;

            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    // Hoán đổi arr[j] và arr[j+1]
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                    swapped = true;
                }
            }

            // Nếu không có phần tử nào được hoán đổi, mảng đã sắp xếp
            if (!swapped) {
                break;
            }
        }
    }
}

Ví dụ thực tế - Phân tích dữ liệu bán hàng

public class SalesAnalysis {
    public static void main(String[] args) {
        // Dữ liệu bán hàng theo tháng (triệu đồng)
        double[] monthlySales = {120.5, 115.2, 130.8, 140.3, 175.2, 168.7,
                                 155.4, 160.1, 190.3, 185.6, 178.4, 220.5};

        System.out.printf("Tổng doanh số năm: %.2f triệu đồng\n", sumSales(monthlySales));
        System.out.printf("Doanh số trung bình mỗi tháng: %.2f triệu đồng\n", averageSales(monthlySales));
        System.out.printf("Tháng có doanh số cao nhất: %d với %.2f triệu đồng\n",
                        findHighestMonth(monthlySales) + 1, monthlySales[findHighestMonth(monthlySales)]);
        System.out.printf("Tháng có doanh số thấp nhất: %d với %.2f triệu đồng\n",
                        findLowestMonth(monthlySales) + 1, monthlySales[findLowestMonth(monthlySales)]);

        // Phân tích xu hướng
        analyzeTrend(monthlySales);
    }

    // Tính tổng doanh số
    public static double sumSales(double[] sales) {
        double total = 0;
        for (double sale : sales) {
            total += sale;
        }
        return total;
    }

    // Tính doanh số trung bình
    public static double averageSales(double[] sales) {
        return sumSales(sales) / sales.length;
    }

    // Tìm tháng có doanh số cao nhất
    public static int findHighestMonth(double[] sales) {
        int highestMonth = 0;
        for (int i = 1; i < sales.length; i++) {
            if (sales[i] > sales[highestMonth]) {
                highestMonth = i;
            }
        }
        return highestMonth;
    }

    // Tìm tháng có doanh số thấp nhất
    public static int findLowestMonth(double[] sales) {
        int lowestMonth = 0;
        for (int i = 1; i < sales.length; i++) {
            if (sales[i] < sales[lowestMonth]) {
                lowestMonth = i;
            }
        }
        return lowestMonth;
    }

    // Phân tích xu hướng
    public static void analyzeTrend(double[] sales) {
        // Tính sự thay đổi giữa các tháng
        System.out.println("\nPhân tích xu hướng doanh số:");

        for (int i = 1; i < sales.length; i++) {
            double change = sales[i] - sales[i-1];
            double percentChange = (change / sales[i-1]) * 100;

            System.out.printf("Tháng %d đến tháng %d: %.2f%% ", i, i+1, percentChange);

            if (change > 0) {
                System.out.println("(Tăng)");
            } else if (change < 0) {
                System.out.println("(Giảm)");
            } else {
                System.out.println("(Không đổi)");
            }
        }
    }
}

🧪 BÀI TẬP LỚN CUỐI PHẦN: Quản lý điểm sinh viên với mảng

Mô tả bài toán

Viết chương trình:

• Khai báo một mảng chứa thông tin điểm của sinh viên (3 môn học: Toán, Lý, Hóa).
• Tính toán điểm trung bình của từng sinh viên và xếp loại học lực.
• Hiển thị danh sách sinh viên và điểm trung bình của họ.

Các chức năng cần có:

• Hàm nhập điểm cho các sinh viên và lưu vào mảng.
• Hàm tính điểm trung bình của sinh viên.
• Hàm xếp loại học lực dựa trên điểm trung bình.
• Hàm hiển thị kết quả cho tất cả sinh viên.

Kết quả chạy chương trình (Ví dụ)

Nhập số lượng sinh viên: 3
Nhập tên sinh viên 1: Nguyễn Văn A
Nhập điểm Toán: 8.5
Nhập điểm Lý: 7.5
Nhập điểm Hóa: 9.0

Nhập tên sinh viên 2: Trần Thị B
Nhập điểm Toán: 6.5
Nhập điểm Lý: 7.0
Nhập điểm Hóa: 8.0

Nhập tên sinh viên 3: Lê Văn C
Nhập điểm Toán: 5.0
Nhập điểm Lý: 6.0
Nhập điểm Hóa: 7.0

-----------------------------------
Danh sách sinh viên và điểm trung bình:
Nguyễn Văn A - Điểm trung bình: 8.67 - Xếp loại: Giỏi
Trần Thị B - Điểm trung bình: 7.17 - Xếp loại: Khá
Lê Văn C - Điểm trung bình: 6.00 - Xếp loại: Trung bình