Práctica 11: Instrucciones de Repetición

PRÁCTICA
INSTRUCCIONES DE REPETICIÓN
Objetivos
a) El alumno conocerá las tres formas básicas existentes en C para realizar
iteraciones y aprenderá a manejar las sentencias while, do-while y for.
b) El alumno comprenderá la importancia que tienen estas instrucciones para resolver
problemas de programación y podrá distinguir cuál instrucción es más apropiada
para enfrentar un problema específico.
Al final de esta práctica el alumno podrá:
1. Realizar exitosamente programas que involucren procesos que requieran
iteraciones.
Antecedentes
1. Conocer y manejar los diversos tipos de datos.
2. Saber realizar un programa básico en C.
Introducción
Un número considerable de programas requieren efectuar iteraciones o ciclos que
permiten repetir un bloque de instrucciones mientras se conserve verdadera alguna
condición de continuación. Las instrucciones que se repiten forman lo que se llama el
cuerpo del ciclo.
Para elaborar un bloque de código iterativo se requieren cuatro elementos, el
primero es una instrucción de repetición que delimita la sección repetitiva de código y
controla su ejecución. Existen tres formas de instrucción de repetición que son permitidas
en la programación en C, que son: while, for y do-while.
Cada una de estas instrucciones requieren de una condición que debe evaluarse; esta
condición es el segundo elemento necesario para construir las secciones repetitivas de
código. Las condiciones válidas son semejantes a las utilizadas en las instrucciones de
selección, donde el código se ejecuta solamente si la condición es verdadera.
El tercer elemento requerido es una expresión que establece inicialmente la
condición y que debe colocarse antes de que ésta sea evaluada por primera vez para
asegurar la correcta ejecución del código iterativo la primera vez que se evalúa.
Finalmente, dentro de la sección de código iterativo debe existir una instrucción que
permita que la condición se vuelva falsa, esto es necesario para garantizar que en algún
momento la iteración se detenga.
Elaborada por:
M.C. Vicente Fuentes Gea [email protected]
M.C. Cintia Quezada Reyes [email protected]
Ing. Alejandra Vargas E. De los M. [email protected]
Con la colaboración de:
Ing. Aurelio Sánchez Vaca
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PRÁCTICA
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Cada uno de los ciclos mencionados requiere además de dos elementos básicos de
programación: un acumulador y un contador.
1. Contador: es una variable que permite incrementar y/o decrementar el índice
durante el ciclo. Un contador puede ser declarado de tipo int, float, long, etc.
2. Acumulador: es una variable que permite almacenar resultados parciales durante el
ciclo.
En C se manejan dos tipos de repeticiones, la repetición controlada por un contador
que se le conoce comúnmente como repetición definida, ya que antes de que inicie la
ejecución del ciclo, el número de iteraciones es conocido. Y la repetición controlada por un
centinela que se conoce a menudo como repetición indefinida, debido a que el número de
iteraciones no es conocido.
Ciclo while
La forma general de escribir una sentencia while es la siguiente:
while (expresión)
{
secuencia de instrucciones
}
El funcionamiento de la sentencia while se explica a continuación:
Mientras que la expresión tenga un valor verdadero, representado por un valor
numérico diferente de cero, se ejecutará repetidamente la secuencia de instrucciones,
evaluando en cada iteración el valor de la expresión.
Si la expresión toma un valor falso, representado por un valor numérico igual a
cero, la ejecución de la sentencia while finalizará.
Observar que la expresión asociada al while debe ir encerrada entre paréntesis.
La secuencia de instrucciones inicia con una llave que abre {, y termina con una llave que
cierra }.
/* Ejemplo 1: Programa que ilustra el uso del bucle while. */
# include <stdio.h>
int main(void)
{
int contador;
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M.C. Vicente Fuentes Gea [email protected]
M.C. Cintia Quezada Reyes [email protected]
Ing. Alejandra Vargas E. De los M. [email protected]
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contador = 0;
while (contador < 6)
{
printf ("El valor de contador es %d\n", contador);
contador = contador + 1;
}
return 0;
}
Este programa empieza con un comentario y el punto de entrada main(), después se
define una variable de tipo entero llamada contador dentro del cuerpo del programa. Esta
variable es inicializada en cero para después entrar en el bucle while. A la palabra clave
while le sigue una expresión entre paréntesis y luego una serie de enunciados encerrados
entre llaves.
Mientras la condición sea verdadera, los enunciados entre llaves se ejecutarán
repetidamente. En este caso, debido a que la variable contador es incrementada en 1 cada
que los enunciados entre llaves son ejecutados, eventualmente se alcanzará el valor de 6.
En este punto los enunciados no se ejecutarán más porque la variable contador ya no es
menor que 6, finalizando así el bucle.
El programa continuará entonces con los enunciados que siguen a las llaves. Es
importante notar que si la variable contador es inicializada con un valor mayor que 5, los
enunciados dentro de las llaves podrían no ejecutarse, por lo que es posible tener un bucle
que jamás se ejecute. También obsérvese que si la variable no se incrementa dentro del
bucle, éste jamás terminaría y por ende tampoco el programa.
Ciclo do-while
La forma general de un ciclo do-while es la siguiente:
do
{
secuencia de instrucciones
}
while (expresión);
Los enunciados entre llaves se ejecutan iterativamente en tanto que la expresión
entre paréntesis sea verdadera. Cuando la expresión es falsa, la ejecución del bucle termina
y el control del programa pasa a los enunciados siguientes. Conviene notar que en el bucle
do-while debido a que la condición verdadero-falso se hace al final del bucle, los
enunciados dentro de las llaves se ejecutan al menos una vez. Es importante observar la
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existencia de un punto y coma al finalizar la condición impuesta después de la palabra
clave while.
El siguiente ejemplo es una variación del ciclo while, para este caso, el programa es
casi idéntico al anterior, excepto que el bucle inicia con la palabra clave do seguida por una
serie de enunciados compuestos entre llaves, después viene la palabra clave while y
finalmente la expresión de evaluación entre paréntesis.
/*Ejemplo 2: Programa que ilustra el uso del bucle do-while.*/
# include <stdio.h>
int main(void)
{
int i;
i = 0;
do
{
printf ( "El valor de i es ahora %d\n", i );
i = i + 1;
}
while (i < 5);
return 0;
}
Ciclo for
El bucle for consiste de la palabra clave for seguida de un conjunto de expresiones
entre paréntesis. Estas expresiones se componen de tres campos, cada uno separado por un
punto y coma, así como se observa a continuación:
for (valor inicial; expresión; incremento/decremento)
{
secuencia de instrucciones
}
Al igual que en los ciclos anteriores, la secuencia de instrucciones a iterar se
encuentran encerradas entre llaves lo que permite determinar dónde inicia y dónde termina
el ciclo.
/*Ejemplo 3. Programa que ilustra el uso del bucle for */
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int indice;
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for(indice = 0 ; indice < 6 ; indice = indice + 1)
{
printf ( "El valor de indice es %d\n", indice);
}
return 0;
}
El primer campo contiene la expresión indice = 0 y se le llama campo de
inicialización. Cualquier expresión en este campo se ejecuta antes del inicio del bucle. En
términos generales se puede decir que no existe límite en el contenido del primer campo, ya
que es posible contener varios enunciados separados por comas. El segundo campo, que en
este caso contiene la expresión indice<6 es la prueba que se hace al principio de cada ciclo
del bucle y puede ser cualquier expresión que resulte en un valor verdadero o falso. La
expresión del tercer campo se utiliza para incrementar el valor del índice en una unidad
cada vez que se ejecute el cuerpo del for.
Es importante notar como el ejemplo anterior, proporciona los mismos resultados
que los dos primeros ejemplos.
Errores más comunes que se pueden cometer al programar ciclos:
1. Colocar después del paréntesis del ciclo while o del ciclo for un punto y coma.
2. Olvidar encerrar entre llaves las sentencias que contiene el ciclo cuando se tiene
más de una.
3. Olvidar declarar la variable que se utiliza dentro del ciclo.
4. Suposiciones erróneas en los valores de las variables utilizadas dentro del ciclo.
5. Ciclos infinitos, donde no se controla bien la condición de paro del ciclo.
6. Confusiones en el criterio de comparación al momento de indicar la condición
en el ciclo.
7. Suponer que el compilador asignará un valor de inicio a la variable utilizada
para controlar el ciclo.
8. Utilizar la misma variable para diferentes fines dentro de un mismo ciclo.
9. Intentar utilizar anidamientos muy complicados dentro de un ciclo, es mejor
hacer varios ciclos.
10. Usar mal las condiciones compuestas para controlar un ciclo.
Ejercicios propuestos
Nota: No olvidar realizar el algoritmo antes de elaborar el programa
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1. Desarrollar un programa que calcule el interés compuesto anual desde 1 a 30 años.
El usuario debe introducir el capital invertido y la tasa de interés. La relación
matemática es la siguiente:
Y = A (1 + N )T
donde
Y = Interés compuesto anual.
A = El capital invertido.
N = La tasa de interés.
T = El número de años.
2. Desarrollar un programa que eleve un número a cualquier potencia sin utilizar la
biblioteca math.h. El usuario debe introducir la base y la potencia.
3. Escribir un programa que reciba como dato de entrada un número, el cual será el
que indique hasta qué número se desea calcular la serie de Fibonacci. La serie de
Fibonacci se calcula mediante la suma de 1 + 1 + 2 + 3 + 5 + 8 + 13 + 21 +
...
4. Escribir un programa que calcule y muestre los valores de un intervalo de
temperatura en grados Fahrenheit y grados Centígrados. El usuario seleccionará la
temperatura más baja y más alta así como el incremento de temperatura. La relación
matemática es
F = ( 9/5 ) C + 32
donde
F = Temperatura en grados Fahrenheit.
C = Temperatura en grados Centígrados.
5. Una compañía de agua está implantando un nuevo sistema de cobro. Para cada casa
realiza la siguiente consideración para elaborar la factura:
• Los primeros 50 litros son gratis.
• Entre 50 y 200 litros se cobra el litro a 10 pesos.
• A partir de 200 litros se cobra el litro a 30 pesos.
• La cuota mínima es de 1000 pesos, es decir, si el dinero a pagar resulta menor de
1000 pesos, entonces el pago será de 1000 pesos.
Realizar un programa que calcule el gasto de agua de una familia en un mes dada la
cantidad de litros gastada.
6. Escribir un programa que reciba un número entero y diga si éste es primo o no.
7. La siguiente historia es la del poderoso sultán que quería recompensar a un
estudiante que le había prestado un gran servicio: cuando el sultán le preguntó la
recompensa que deseaba, éste le señaló un tablero de ajedrez y solicitó simplemente
1 grano de trigo por la primera casilla, 2 por la segunda, 4 por la tercera, 8 por la
siguiente, y así sucesivamente. El sultán, que no debía andar muy fuerte en
matemáticas, quedó sorprendido por la modestia de la petición, porque estaba
dispuesto a otorgarle riquezas mucho mayores: al menos, eso pensaba él. Con base
en la historia anterior, realizar el programa que calcule el número total de granos de
trigo que corresponden a cada casilla y mostrar la cantidad total.
8. Realizar un programa que obtenga la siguiente numeración y la siguiente posición.
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M.C. Cintia Quezada Reyes [email protected]
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9. Realizar un programa que imprima los n primeros números y sus respectivos
cuadrados.
10. Escribir un programa que calcule y muestre los valores que se obtienen al realizar
sen(x) en un intervalo de valores para x. El usuario deberá introducir seleccionará el
valor inicial, el valor final, así como el incremento de la x.
11. Escribir un programa que calcule y muestre los valores que se obtienen al realizar
cos(x) en un intervalo de valores para x. El usuario deberá introducir seleccionará el
valor inicial, el valor final, así como el incremento de la x.
12. Escribir un programa que calcule y muestre los valores que se obtienen al realizar
log(x) en un intervalo de valores para x. El usuario deberá introducir seleccionará el
valor inicial, el valor final, así como el incremento de la x.
13. Escribir un programa que calcule y muestre los valores que se obtienen al realizar
ln(x) en un intervalo de valores para x. El usuario deberá introducir seleccionará el
valor inicial, el valor final, así como el incremento de la x.
14. Escribir un programa que obtenga la siguiente numeración y en la siguiente posición.
1 6 15 20 15 6 1
1 5 10 10 5 1
1 4 6 4 1
1 3 3 1
1 2 1
1
15. Realizar un programa que calcule las potencias de la 2 a la 10 del número π y la raíz
cuadrada de dicha potencia.
16. Hacer un programa que calcule el factorial de un número mayor a cero.
17. Según la fórmula de Taylor, es posible expresar la función exponencial ex mediante
la siguiente serie:
x x2 x3 x4
ex = 1+ +
+
+
+ .....
1! 2! 3! 4!
Realizar un programa que permita calcularla.
18. Escribir un programa para calcular sen(x), cuyo desarrollo en serie es:
sen( x) = x −
x3 x5 x7
+
−
+ .....
3! 5! 7!
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19. Realizar un programa que pida al usuario un carácter y con éste dibujar un marco en
la pantalla.
20. Elaborar un programa que permita sumar del 1 hasta el 100.
21. Plantear un programa que sume y multiplique los n primeros números enteros.
Elaborada por:
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M.C. Cintia Quezada Reyes [email protected]
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