Universidad Politcnica de Madrid - L.P.S.I.

Universidad Politécnica de Madrid
Escuela Universitaria de Informática
Departamento de Lenguajes, Proyectos y Sistemas Informáticos
Asignatura PROGRAMACIÓN II
EXAMEN DE LA CONVOCATORIA DE FEBRERO
Plan: 92 / Curso: 2003-2004
Madrid a 30 de Enero de 2004
APELLIDOS: ...................................NOMBRE: ..................................................
Nº DE MATRÍCULA: ....... DNI:.................GRUPO: ..........................................
CALIFICACIONES
TEORÍA
PROB_1
PROB_2
TOTAL
CUESTIONES TEÓRICAS
Valoración: 3 puntos.
Pregunta correcta:....................................0'2 puntos.
Pregunta no contestada o incorrecta: .... -0'15 puntos
I.
UTILICE EL REVÉS DE LAS
HOJAS DE PROBLEMAS COMO
BORRADOR
PROGRAMACIÓN CONCURRENTE.
1. ¿En qué arquitecturas no es directamente aplicable el modelo de variables compartidas?
En las arquitecturas distribuidas
2. Defina en qué consisten las propiedades de seguridad de un programa concurrente. Cite dos
propiedades de este tipo.
Aquéllas que deben ser ciertas en todo instante de la ejecución del programa. Por tanto, aseguran
que nada malo ocurrirá nunca durante una ejecución.
Dos propiedades de seguridad son Exclusión Mutua y Ausencia de Interbloqueo Pasivo.
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Programación II
Febrero 2004
3. Describa la política utilizada para liberar un proceso mediante RESUME en un Monitor de
PASCAL-FC.
La política seguida por Pascal-FC es la que se conoce con el nombre de REANUDAR Y ESPERA
URGENTE. Cuando un proceso ejecuta una operación RESUME sobre una variable de tipo
CONDITION del monitor pueden darse dos casos:
a) Si la cola de esa condición está vacía no tiene ningún efecto
b) Si hay algún proceso bloqueado en esa condición, libera al primero de ellos (FIFO) y cede la
exclusión mutua del monitor al proceso liberado, pasando el proceso que realiza el RESUME a
bloquearse en la cola urgente del monitor. Los procesos bloqueados en la cola urgente tienen
mayor prioridad para acceder al monitor que los de la cola exterior del monitor.
4. ¿Puede haber procesos bloqueados en la cola urgente de un monitor PASCAL FC, si ningún
proceso está ejecutando código del monitor? ¿y si existe un proceso bloqueado en una
CONDITION? Razone las respuestas.
A ) NO: porque los procesos que se bloquean en la cola urgente de un monitor han realizado una
operación RESUME sobre una de las “conditions” declaradas en él. Estos procesos tienen que salir
en orden de la cola urgente en cuanto el monitor queda libre. Por lo tanto, si en el monitor no hay
ningún proceso ejecutando código, y hay procesos bloqueados en la cola urgente el primer proceso
bloqueado entraría a ejecutar código del monitor.
B) NO: si se cumple también la condición anterior y por el mismo motivo
SI: si no se cumple la condición anterior y hay un proceso ejecutando código de monitor
5. Dado el siguiente código, qué tipo de interacción se produce entre los procesos P1 y P2? ¿En qué
estados pueden estar los procesos P1 y P2?
PROGRAM P;
VAR X: BOOLEAN;
PROCESS P1 (VAR X:BOOLEAN);
BEGIN
A1
X:=TRUE;
A2
END;
PROCESS P2 (VAR X:BOOLEAN);
BEGIN
B1
WHILE NOT X DO;
B2
END;
BEGIN
X:=FALSE;
COBEGIN
P1 (X);
P2 (X)
COEND
END.
a) La interacción es una Sincronización Condicional
b) Los procesos pueden estar en los estados Preparado y Ejecución
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II. PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS.
6. ¿Cómo se traduce en código una relación de uso con visibilidad privada?
Con los objetos locales definidos para la implantación de los métodos de la clase cliente.
7. Atendiendo al siguiente diagrama de clases, codifique en PIIPOO los atributos y métodos de las
clases cA, cB necesarios para la implantación de sus relaciones.
cA
Composición
Composición
cB
cC
Asociación
CLASS INTERFACE cA;
PUBLIC METHODS
CONSTRUCTOR cA;
END CLASS INTERFACE cA;
CLASS INTERFACE cB;
PUBLIC METHODS
CONSTRUCTOR cB (pC: ^cC);
END CLASS INTERFACE cB;
CLASS IMPLEMENTATION cA;
ATTRIBUTES
mpC:^cC;
mpB: ^cB;
CLASS IMPLEMENTATION cB;
ATTRIBUTES
mpC:^cC;
METHODS DEFINITION
CONSTRUCTOR cA;
BEGIN
NEW (mpC, cC);
NEW (mpB, cB(mpC)
END;
END CLASS IMPLEMENTATION cA;
METHODS DEFINITION
CONSTRUCTOR cB (pC: ^cC);
BEGIN
mpC:=pC;
END;
END CLASS IMPLEMENTATION cB;
8. ¿Tiene sentido en la implantación de un método MetodoB de una clase cA, escribir el mensaje
SELF.MetodoA, cuando MetodoA es un método diferido de la clase cA? ¿y si el mensaje
SELF.MetodoA se escribe en la implantación de un método MetodoC de una clase cB, derivada
de cA? Razone su respuesta.
a) SI: porque el método MetodoA puede estar redefinido en una clase derivada, y cuando un objeto
de la clase derivada ejecute dicho código, SELF se referirá a dicho objeto de la clase derivada y se
ejecutará el método A tal como esté definido en esa clase derivada.
b) SI: si el método MetodoA está redefinido en la clase cB, SELF puede ser un objeto de la clase
derivada cB y pasaría lo mismo que en el caso a). Si el método MetodoA no está redefinido
quedará pendiente de definir en la descendencia de cB y también estaremos en el caso a)
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9. ¿Qué es necesario para la implantación del polimorfismo en PIIPOO?
Herencia e instanciación dinámica.
10. Dadas las vistas públicas de las siguientes clases en PIIPOO:
CLASS INTERFACE cA;
PUBLIC METHODS
FUNCTION f (A : cA) : cA;
OPERATOR := (A : cA);
END CLASS INTERFACE cA,
CLASS INTERFACE cB
INHERITS FROM cA;
PUBLIC METHODS
FUNCTION f (B : cB) : cB;
OPERATOR := (B : cB);
END CLASS INTERFACE cB,
Y las siguientes declaraciones de objetos:
A : cA;
B : cB;
¿Cuáles de las siguientes expresiones son correctas y cuáles no? Razone las respuestas.
a) B:= A . f(A); CORRECTA. 1) El objeto A puede recibir f(A) que está definido en cA y devuelve un
objeto de la clase cA 2) B recibe el mensaje := recibiendo un objeto de la clase cA, este operador
está definido en su clase base cA y es heredado de ella
b) B:= A . f(B); INCORRECTA. El objeto A no puede recibir f(B), ya que no está definido en su
clase
c) A:= B . f(A); CORRECTA. El objeto B puede recibir el mensaje f(A) porque lo ha heredado de cA,
y devuelve un objeto de la clase cA. 2) A también puede recibir el mensaje := (x : cA) porque lo
tiene definido en cA
d) A:= B . f(B); INCORRECTA: El objeto B puede recibir el mensaje f(B) definido en cB y devuelve
un objeto de la clase cB 2) A no puede recibir el mensaje := (x : cB) pues no lo tiene definido en su
interfaz
III. PROGRAMACIÓN FUNCIONAL.
11. ¿Qué es la transparencia referencial?
El valor de una expresión compuesta depende únicamente de sus componentes y de nada más, no
de la historia del programa en ejecución o de otros componentes que no estén inmersos en la
expresión.
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12. ¿Qué elementos pueden intervenir en un patrón en la definición de una función? Ponga un
ejemplo de cada uno.
Valores:
Comodín:
Identificadores:
Tuplas con ()
Listas con []
Listas con ::
1 `a`
_
a
(5.1, `b`) (_, `b`) (b, c)
[-1; 5] [_; `a`] [a; b]
a :: b
13. Codifique en CAML una nueva definición de F utilizando patrones para evitar el uso de hd, tl, fst
y snd. Defina su tipo.
let rec F = function
x- > if fst (x) = [] then 0
else if hd (fst x) = snd (x) then 1 + F (tl (fst(x)), snd(x))
else F (tl (fst(x)), snd(x));;
let rec F = function
[],_ -> 0
| cab::cola, ele -> if cab=ele then 1 + F (cola,ele)
else F(cola,ele);;
F: `a list * `a -> int = <fun>
14. Son correctas las siguientes expresiones, en caso incorrecto razone la respuesta, en caso
correcto escriba en notación CAML su tipo.
a) [[1;2];[true;false];[’a’;’b’]]
b) ([1;2],(true,false),[‘a’;’b’])
c) [(1,true)=(2,false);true]
d) [(`a`,[3],1);(`b`,[1;2;3],2);(`c`,[],3)]
a) NO: Los elementos de una lista han de ser del mismo tipo. Los tipos de [ `a`;`b`] y [true;flase] son
distintos
b) SI int list * (bool*bool) * char list
c) SI bool list
d) SI (char * int list * int) list
15. ¿Son válidos los siguientes patrones? En caso afirmativo describa los valores que satisfacen el
patrón; en caso negativo justifique su respuesta.
a) _::_::L
b) (v * false) :: L
c) []::L::[(1,2)]
d) _::0::int list
a) SI Lista de cualquier tipo con al menos dos valores
b) NO v * false no puede formar parte de un patrón
c) NO la lista que se construye ha de tener los elementos del mismo tipo. (1,2) es una tupla y [] es
una lista
d) NO int list no puede formar parte de un patrón
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Asignatura PROGRAMACIÓN II
ENUNCIADOS DE LOS PROBLEMAS DEL
EXAMEN DE LA CONVOCATORIA DE FEBRERO
Plan: 92 / Curso: 2003-2004
Madrid a 30 de Enero de 2004
Fechas de Publicación de Notas y de Revisión de Exámenes
Publicación de Notas Miércoles 18 de Febrero de 2004
Revisión de Examen y Prácticas: Lunes 23 de Febrero de 2004 en horario que será publicado en el tablón de
la Asignatura a la publicación de las notas
Puede consultar sus notas en: www.lpsi.eui.upm.es/ProgramacionII/Notas.htm
PROBLEMA 1: PROGRAMACIÓN CONCURRENTE
Puntuación: 2'5 puntos
En una carrera de relevos de atletismo compiten NumEquipos equipos, cada uno formado por
NumCorredores corredores. El cuerpo de los procesos que simulan a los corredores tiene la
siguiente estructura:
PROCESS TYPE TCorredor (Equipo, Corredor : INTEGER);
BEGIN
Correr;
RecogerPremio;
END;
donde Equipo representa el número del equipo de cada corredor (comprendido entre 1 y
NumEquipos), y Corredor representa el número de orden del corredor dentro del equipo
(comprendido entre 1 y NumCorredores).
Los procedimientos Correr y RecogerPremio ya están codificados, y sólo se sabe de ellos que duran
un tiempo aleatorio finito.
SE PIDE:
Escribir todo el código de sincronización necesario en los procesos para garantizar que se cumplan
las siguientes condiciones:
1) Los corredores de equipos distintos pueden correr concurrentemente.
2) Dentro de un mismo equipo, primero debe correr el corredor 1. Hasta que éste no termina de
correr, no puede comenzar a correr el corredor 2, y así sucesivamente hasta el último corredor del
equipo.
3) La posición de un equipo al terminar la carrera viene determinada por el orden en el que finaliza
de correr su último corredor.
4) Ningún corredor puede recoger su premio hasta que todos los corredores de todos los equipos
hayan terminado de correr.
5) Una vez que todos los corredores hayan terminado de correr, primero recogen sus premios
concurrentemente todos los corredores del equipo que ha quedado en la última posición. Cuando
todos ellos han terminado de recoger su premio, pasan a recoger el suyo los corredores del equipo
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Programación II
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que ha quedado en la penúltima posición, y así sucesivamente hasta el equipo que quedó en la
primera posición.
NOTA:
Para guardar las posiciones de los equipos al terminar la carrera y recuperar esas posiciones en
orden inverso para que cada equipo recoja su premio se dispone de la siguiente estructura de datos
y de los siguientes procedimientos y funciones:
(* Pila donde se guardan y se recuperan las posiciones
de los equipos en la carrera *)
TYPE
TPilaEquipos = RECORD
........
END;
(* Inicia la pila sin ningun equipo *)
PROCEDURE Iniciar (VAR Pila : TPilaEquipos);
........
(* Guarda un equipo en la pila *)
PROCEDURE MeterEquipo (VAR Pila : TPilaEquipos; Equipo : INTEGER);
........
(* Recupera un equipo de la pila *)
PROCEDURE SacarEquipo (VAR Pila : TPilaEquipos; VAR Equipo : INTEGER);
........
(* Devuelve cuantos equipos hay en la pila *)
FUNCTION Ocupacion (Pila : TPilaEquipos) : INTEGER;
........
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Solución Problema 1
MONITOR Carrera;
EXPORT PreCorrer, PostCorrer, PostPremio;
VAR
(* Turno de los corredores de cada equipo *)
iTurnoCorrer : ARRAY [1..NumEquipos] OF INTEGER;
i : INTEGER;
(* Colas donde cada corredor espera para correr *)
qCorrer : ARRAY [1..NumEquipos] OF ARRAY [1..NumCorredores] OF CONDITION;
(* Pila de las posiciones de los equipos *)
PilaEquipos : TPilaEquipos;
(* Colas donde los corredores de cada equipo esperan para recoger el premio *)
qPremio : ARRAY [1..NumEquipos] OF CONDITION;
(* Numero de corredores del equipo que han recogido su premio *)
iFinPremio : INTEGER;
(* ---------------------------------------------------------------------- *)
PROCEDURE PreCorrer (Equipo, Corredor : INTEGER);
BEGIN
(* Esperar si no es el turno del corredor *)
IF iTurnoCorrer[Equipo] <> Corredor THEN
DELAY(qCorrer[Equipo][Corredor])
END;
(* ---------------------------------------------------------------------- *)
PROCEDURE PostCorrer (Equipo, Corredor : INTEGER);
BEGIN
(* Si no es el ultimo corredor del equipo *)
IF Corredor < NumCorredores THEN
BEGIN
(* Avanzar el turno al siguiente corredor del equipo *)
iTurnoCorrer[Equipo] := iTurnoCorrer[Equipo] + 1;
RESUME(qCorrer[Equipo][iTurnoCorrer[Equipo]]);
(* Esperar a recoger el premio *)
DELAY(qPremio[Equipo])
END
(* Si es el ultimo corredor del equipo *)
ELSE
BEGIN
(* Si es el ultimo corredor del ultimo equipo *)
IF Ocupacion(PilaEquipos) = NumEquipos - 1 THEN
(* Despertar a todos los corredores del ultimo equipo *)
WHILE NOT EMPTY(qPremio[Equipo]) DO
RESUME(qPremio[Equipo])
(* Si no es el ultimo corredor del ultimo equipo *)
ELSE
BEGIN
(* Guardar equipo en la pila *)
MeterEquipo(PilaEquipos, Equipo);
(* Esperar a recoger el premio *)
DELAY(qPremio[Equipo])
END
END
END;
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(* ---------------------------------------------------------------------- *)
PROCEDURE PostPremio;
VAR
Equipo : INTEGER;
BEGIN
(* Aumentar el numero de corredores del equipo que han recogido el premio *)
iFinPremio := iFinPremio + 1;
(* Si es el ultimo corredor del equipo en recoger el premio *)
IF iFinPremio = NumCorredores THEN
BEGIN
(* Reiniciar numero de corredores que han recogido el premio *)
iFinPremio := 0;
(* Si faltan equipos por recoger el premio *)
IF Ocupacion(PilaEquipos) > 0 THEN
BEGIN
(* Sacar siguiente equipo de la pila *)
SacarEquipo(PilaEquipos, Equipo);
(* Despertar a todos los corredores del siguiente equipo *)
WHILE NOT EMPTY(qPremio[Equipo]) DO
RESUME(qPremio[Equipo])
END;
END
END;
(* ---------------------------------------------------------------------- *)
(* Iniciar el monitor *)
BEGIN
(* Iniciar el turno de los equipos *)
FOR i := 1 TO NumEquipos DO
iTurnoCorrer[i] := 1;
(* Iniciar las posiciones de los equipos *)
Iniciar(PilaEquipos);
(* Iniciar numero de corredores del equipo que han recogido el premio *)
iFinPremio := 0
END;
(* ********************************************************************** *)
(* Procesos de los corredores *)
PROCESS TYPE TCorredor (Equipo, Corredor : INTEGER);
BEGIN
Carrera.PreCorrer(Equipo, Corredor);
Correr;
Carrera.PostCorrer(Equipo, Corredor);
RecogerPremio;
Carrera.PostPremio
END;
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PROBLEMA 2: PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS
Puntuación: 2'5 puntos
Una empresa de construcción levanta muros con piezas de dos tipos que, por su analogía con la
grafía de los caracteres, denominaremos eles (L) y eses (S).
a) Pieza L
b) Pieza S
Estas piezas pueden colocarse en distintas orientaciones con giros de 90º a partir de la posición
original de la figura anterior.
a) Pieza L
1) Orientación 0º 2) Orientación 90º
3) Orientación 180º
4) Orientación 270º
b) Pieza S
1) Orientación 0º 2) Orientación 90º 3) Orientación 180º
4) Orientación 270º
Los muros de construcción, que en todo momento deben quedar compactos sin posibles huecos,
tienen un ancho de 20 columnas. En un momento dado de la construcción se desea saber
automáticamente si se puede ensamblar una pieza con una cierta orientación en algún lugar de la
parte superior del muro.
¿se puede
ensamblar?
SI SE PUEDE
¿se puede
ensamblar?
NO SE PUEDE
Para la solución de este problema se ha decidido el siguiente diseño de clases:
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Programación II
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CLASS INTERFACE cPieza;
PUBLIC METHODS
...
CLASS INTERFACE cPieza;
CLASS IMPLEMENTATION cPieza;
ATTRIBUTES
(* con unicamente valores 0, 90, 180 y 270 grados *)
Orientacion:INTEGER;
...
END CLASS IMPLEMENTATION cPieza;
CLASS INTERFACE cPiezaS;
INHERITS FROM
cPieza;
PUBLIC METHODS
...
CLASS INTERFACE cPiezaS;
CLASS IMPLEMENTATION cPiezaS;
...
END CLASS IMPLEMENTATION cPiezaS;
CLASS INTERFACE cPiezaL;
INHERITS FROM
cPieza;
PUBLIC METHODS
...
CLASS INTERFACE cPiezaL;
CLASS IMPLEMENTATION cPiezaL;
...
END CLASS IMPLEMENTATION cPiezaL;
CLASS INTERFACE cMuro;
PUBLIC METHODS
...
CLASS INTERFACE cMuro;
CLASS IMPLEMENTATION cMuro;
ATTRIBUTES
(* almacena la altura de cada una de las columnas
del muro compacto *)
Columnas:ARRAY [1..20] OF INTEGER;
...
END CLASS IMPLEMENTATION cMuro;
SE PIDE
Codificar el método sePuedeEnsamblar de la clase cMuro, y todo lo necesario en las clases dadas,
para que, recibiendo una pieza de cualquier tipo, devuelva si dicha pieza tiene cabida en la parte
superior del muro sin dejar huecos.
Solución Problema 2
CLASS INTERFACE cMuro;
PUBLIC METHODS
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Programación II
FUNCTION sePuedeEnsamblar (pPieza:POLYMORPHIC ^cPieza):BOOLEAN;
END CLASS INTERFACE cMuro;
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CLASS IMPLEMENTATION cMuro;
ATTRIBUTES
Columnas:ARRAY [1..20] OF INTEGER;
MERTHODS DEFINITION
FUNCTION sePuedeEnsamblar(pPieza:POLYMORPHIC ^cPieza):BOOLEAN;
BEGIN
sePuedeEnsamblar:=pPieza^.Encaja(Columnas)
END;
END CLASS IMPLEMENTATION cMuro;
CLASS INTERFACE cPieza;
PUBLIC METHODS
DEFERRED FUNCTION Encaja (Columnas:ARRAY [1..20] OF INTEGER):BOOLEAN;
END CLASS INTERFACE cPieza;
CLASS IMPLEMENTATION cPieza;
ATTRIBUTES
Orientacion:INTEGER;
END CLASS IMPLEMENTATION cPieza;
CLASS INTERFACE cPiezaS;
INHERITS FROM cPieza;
PUBLIC METHODS
REDEFINED FUNCTION Encaja(Columnas:ARRAY [1..20] OF INTEGER):BOOLEAN;
END CLASS INTERFACE cPiezaS;
CLASS IMPLEMENTATION cPiezaS;
METHODS DEFINITION
FUNCTION Encaja(Columnas:ARRAY [1..20] OF INTEGER):BOOLEAN;
LOCALS
I:INTEGER;
BEGIN
IF (Orientacion=0) OR (Orientacion=180) THEN
BEGIN
WHILE ((I<18) AND NOT(
(Columnas[I]=Columnas[I+1]) AND
(Columnas[I+1]+1=Columnas[I+2]))) DO
I:=I+1;
Encaja:= ((Columnas[I]=Columnas[I+1]) AND
(Columnas[I+1]+1=Columnas[I+2]))
END
ELSE
BEGIN
WHILE ((I<19) AND NOT((Columnas[I]-1= Columnas[I+1]))) DO
I:=I+1;
Encaja:= (Columnas[I]-1 = Columnas[I+1])
END;
END;
END CLASS IMPLEMENTATION cPiezaS;
CLASS INTERFACE cPiezaL;
INHERITS FROM cPieza;
PUBLIC METHODS
REDEFINED FUNCTION Encaja(Columnas:ARRAY [1..20] OF INTEGER):BOOLEAN;
END CLASS INTERFACE cPiezaL;
CLASS IMPLEMENTATION cPiezaL;
METHODS DEFINITION
FUNCTION Encaja(Columnas:ARRAY [1..20] OF INTEGER):BOOLEAN;
LOCALS
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Programación II
I:INTEGER;
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BEGIN
IF (Orientacion=0) OR (Orientacion=180) THEN
BEGIN
WHILE ((I<19) AND NOT(
((Orientacion=0) AND (Columnas[I]=Columnas[I+1])) OR
((Orientacion=180) AND (Columnas[I]-2=Columnas[I+1])))) DO
I:=I+1;
Encaja:= ((Orientacion=0) AND (Columnas[I]=Columnas[I+1])) OR
((Orientacion=180) AND (Columnas[I]-2=Columnas[I+1]))
END
ELSE
BEGIN
WHILE ((I<18) AND NOT(
((Orientacion=90) AND (Columnas[I]=Columnas[I+1]) AND
(Columnas[I+1]=Columnas[I+2]))
OR
((Orientacion=270) AND (Columnas[I]=Columnas[I+1]+1) AND
(Columnas[I+1]=Columnas[I+2]))))) DO
I:=I+1;
Encaja:=((Orientacion=90) AND (Columnas[I]=Columnas[I+1]) AND
(Columnas[I+1]=Columnas[I+2]))
OR
((Orientacion=270) AND (Columnas[I]=Columnas[I+1]+1) AND
(Columnas[I+1]=Columnas[I+2]))
END;
END;
END CLASS IMPLEMENTATION cPiezaL;
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