L4. Diseño de algunos programas elementales

Programación 1
Tema II. Diseño de los
primeros programas
Lección 4. Diseño de algunos
programas elementales
1
Objetivos de la lección:
• Aprender, paso a paso, una metodología de
programación descendente
• Aprender las nociones de ámbito o visibilidad y
duración o vida de los elementos definidos en un
programa
• Aprender técnicas para comunicar información
entre funciones:
– Mediante datos globales
– Mediante parámetros transmitidos por valor
– Mediante parámetros transmitidos por referencia
2
1. Metodología de diseño descendente de programas
Qué tabla desea escribir (0 para acabar) : 7
LA TABLA DEL 7
7 x 0 = 0
7 x 1 = 7
7 x 2 = 14
7 x 3 = 21
7 x 4 = 28
7 x 5 = 35
7 x 6 = 42
7 x 7 = 49
7 x 8 = 56
7 x 9 = 63
7 x 10 = 70
Qué tabla desea escribir (0 para acabar) : 4
. . .
3
. . .
Qué tabla desea escribir (0 para acabar) : 4
LA TABLA DEL 4
4 x 0 = 0
4 x 1 = 4
4 x 2 = 8
4 x 3 = 12
4 x 4 = 16
4 x 5 = 20
4 x 6 = 24
4 x 7 = 28
4 x 8 = 32
4 x 9 = 36
4 x 10 = 40
Qué tabla desea escribir (0 para acabar) : 0
4
Estructura del programa
El programa C++ a diseñar se estructura a dos niveles:
•
Nivel de abstracción superior. La función main() que
gestiona la interacción entre el computador y el usuario
(nivel de abstracción superior).
Qué tabla desea escribir (0 para acabar) : 7
… y muestra por pantalla la tabla del 7
•
Siguiente
nivel
de
abstracción.
La
función
presentarTabla(n) que gestiona la presentación por
pantalla de cualquier tabla de multiplicar.
LA TABLA DEL 7
7 x 0 = 0
7 x 1 = 7
. . .
7 x 10 = 70
5
. . .
Qué tabla desea escribir (0 para acabar) : 4
LA TABLA DEL 4
4 x 0 = 0
4 x 1 = 4
4 x 2 = 8
4 x 3 = 12
4 x 4 = 16
4 x 5 = 20
4 x 6 = 24
4 x 7 = 28
4 x 8 = 32
4 x 9 = 36
4 x 10 = 40
presentarTabla(4)
Qué tabla desea escribir (0 para acabar) : 0
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Código de programa (su estructura)
/*
* Autores: Miguel Angel Latre y Javier Martinez
* Ultima revisión: 20 de marzo de 2014
* Resumen: Programa interactivo que presenta por pantalla las tablas de
* multiplicar seleccionadas por el operador
*/
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
/* Pre: ‐‐‐
*/
/* Post: Presenta por pantalla la tabla de multiplicar del [n] … */
void presentarTabla (int n) { … }
/* Pre: ‐‐‐
*/
/* Post: Pregunta reiteradamente al operador qué tabla de … */
int main () { … }
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/*
* Pre: ‐‐‐
* Post: Pregunta reiteradamente al operador qué tabla de multiplicar desea * escribir y la escribe a continuación, salvo que su respuesta sea un 0,
* en cuyo caso el programa termina
*/
int main() {
// Plantea la primera pregunta al operador
cout << "Que tabla desea escribir (0 para acabar): " << flush;
// Asigna a [multiplicando] el primer valor escrito por el operador int multiplicando;
cin >> multiplicando; // Itera hasta que el operador responda con un valor cero
while (multiplicando != 0) {
presentarTabla(multiplicando);
// Plantea de nuevo la pregunta al operador
cout << endl << "Que tabla desea escribir (0 para acabar): " << flush;
// Asigna a [multiplicando] un nuevo valor escrito por el operador
cin >> multiplicando;
}
return 0;
}
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/*
* Pre: ‐‐‐
* Post: Presenta por pantalla la tabla de multiplicar del [n] de la forma:
*
* LA TABLA DEL n
* n x 0 = 0
* n x 1 = n
* n x 2 = …
* ...
* n x 9 = …
* n x 10 = …
*/
void presentarTabla (int n) {
// Escribe el encabezamiento de la tabla de multiplicar del [n]
cout << endl << "LA TABLA DEL " << n << endl;
// Escribe las 11 lineas de la tabla de multiplicar del [n] for (int i = 0; i <= 10; ++i) {
cout << setw(3) << n << " x " << setw(2) << i << " = “
<< setw(3) << n * i << endl;
}
}
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2. Nociones de ámbito o visibilidad y de duración o vida de los elementos definidos en un programa
Constantes, variables, funciones, etc. de un programa tienen asociado un
ámbito o visibilidad (scope) y una duración o vida (lifetime).
• Ámbito o visibilidad de un elemento: parte o zona del código del
programa en la que el elemento es accesible y, por lo tanto, el
programador puede hacer uso de él.
– Ámbito local de los elementos definidos dentro de un bloque. Son visibles
desde el punto en que se han definido hasta el final del bloque.
– Ámbito global de las funciones definidas en el fichero y de los elementos
definidos en el fichero fuera de las funciones. Son visibles desde el punto en
que se han definido hasta el final del fichero.
•
Duración o vida de un elemento: tiempo en el que el elemento está
disponible durante la ejecución del programa.
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/* Ejemplo ilustrativo sobre ámbitos locales de datos */
{
. . .
int i = 10; // A partir de aquí es visible i
. . . // Aquí solo es visible i
{
double r = 1.47; // Desde aquí es visible r y sigue siéndolo i
. . . // Aquí son visibles i y r
} // Fin de la visibilidad de r
. . . // Aquí solo es visible i
char c = 'J'; // Desde aquí es visible c y sigue siéndolo i
. . . // Aquí son visibles i y c
} // Fin de la visibilidad de i y c
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/* Visibilidad de los parámetros de una función */
void f (int i, double r, double c) { . . . // Aquí son visibles i, r y c {
. . . // Aquí son visibles i, r y c
}
. . . // Aquí son visibles i, r y c
} // Fin de la visibilidad de i, r y c
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/* Ejemplo ilustrativo sobre ámbitos locales y globales de datos */
#include <iostream> // Desde aquí son visibles los elementos // definidos en la biblioteca "iostream"
using namespace std;
int fechaAmerica = 1492; // Desde aquí es visible fechaAmerica
void mostrarFechas () { // Desde aquí es visible mostrarFechas()
int fechaLuna = 1969; // Desde aquí es visible fechaLuna
cout << "America fue descubierta en " << fechaAmerica
<< " y el hombre llego a la Luna en " << fechaLuna << endl;
} // Fin de la visibilidad de fechaLuna
/* Se limita a invocar la función mostrarFechas() */
int main() { // Desde aquí es visible main
mostrarFechas();
return 0;
} // Fin de la visibilidad de fechaAmerica, mostrarFechas() y main()
13
/* Enmascaramiento de nombres */
#include <iostream> // Desde aquí son visibles los elementos // definidos en la biblioteca "iostream"
using namespace std;
int fecha = 1492; // Desde aquí es visible fecha (var. global)
void mostrarFechas () { // Desde aquí es visible mostrarFechas()
int fecha = 1969; // Desde aquí es visible fecha (var. local)
cout << "America fue descubierta en " << ::fecha
<< " y el hombre llego a la Luna en " << fecha << endl;
} // Fin visibilidad de fecha (var. local)
/* Se limita a invocar la función mostrarFechas() */
int main() { // Desde aquí es visible main
mostrarFechas();
return 0;
} // Fin de la visibilidad de fecha (v. global), mostrarFechas() y main()
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3. Técnicas de comunicación entre funciones
Vamos a presentar tres técnicas:
•
•
•
Mediante variables globales [técnica prohibida en este curso]
Mediante parámetros transmitidos por valor
Mediante parámetros transmitidos por referencia
Un primer problema. Diseñar un programa C++ que mantenga el
siguiente diálogo con el operador:
Escriba los extremos de un intervalo entero [a,b]
siendo a<=b:
100 150
Los enteros del intervalo [100,150] suman 6375
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#include <iostream>
using namespace std;
Comunicación de datos mediante
variables globales
int desde, hasta; // datos globales: extremos del un intervalo
/* Pre: … Post: … */
int sumarDatos () { … }
/* Pre: … Post: … */
void mostrarResultado () { … }
/* Pre: … Post: … */
int main() { … }
16
#include <iostream>
using namespace std;
Comunicación de datos mediante
variables globales
int desde, hasta; // datos globales: extremos del un intervalo
...
/*
* Pre: ‐‐
* Post: Pide al operador que defina los extremos de un intervalo entero y
* ordena presentar por pantalla el valor de la suma de todos los * enteros de dicho intervalo
*/
int main() {
cout << "Escriba los extremos de un intervalo entero [a,b] siendo a<=b: " << flush; cin >> desde >> hasta;
mostrarResultado();
return 0;
}
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#include <iostream>
using namespace std;
Comunicación de datos mediante
variables globales
int desde, hasta; // datos globales: extremos del un intervalo
...
/*
* Pre: desde <= hasta
* Post: Infoma por pantalla de la suma de los datos del intervalo entero * [desde,hasta] del siguiente modo, por ejemplo:
* Los enteros del intervalo [100,150] suman 6375
*/
void mostrarResultado () {
cout << "Los enteros del intervalo [" << desde << "," << hasta
<< "] suman " << sumarDatos() << endl;
}
...
18
#include <iostream>
using namespace std;
Comunicación de datos mediante
variables globales
int desde, hasta; // datos globales: extremos del un intervalo
/*
* Pre: desde <= hasta
* Post Devuelve la suma de los datos del intervalo entero [desde,hasta]
*/
int sumarDatos () {
return (desde + hasta) * (hasta – desde + 1) / 2;
}
...
19
#include <iostream>
using namespace std;
Comunicación de datos mediante
parámetros por valor
/* Pre: … Post: … */
int sumarDatos (int desde, int hasta) { … }
/* Pre: … Post: … */
void mostrarResultado (int principio, int fin) { … }
/* Pre: … Post: … */
int main() { … }
20
#include <iostream>
using namespace std;
Comunicación de datos mediante
parámetros por valor
. . .
/*
* Pre: ‐‐
* Post: Pide al operador que defina los extremos de un intervalo entero
* y ordena presentar por pantalla el valor de la suma de todos los * enteros de dicho intervalo
*/
int main() {
int minimo, maximo;
cout << "Escriba los extremos de un intervalo entero [a,b] siendo a<=b: "
<< flush;
cin >> minimo >> maximo;
mostrarResultado(minimo, maximo);
return 0;
}
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#include <iostream>
using namespace std;
Comunicación de datos mediante
parámetros por valor
. . .
/*
* Pre: principio <= fin
* Post: Informa por pantalla de la suma de los datos del intervalo
* entero [principio,fin] del siguiente modo. Ejemplo:
* Los enteros del intervalo [100,150] suman 6375
*/
void mostrarResultado (int principio, int fin) {
cout << "Los enteros del intervalo [" << principio << "," << fin
<< "] suman " << sumaDatos(principio,fin) << endl;
}
. . .
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#include <iostream>
using namespace std;
Comunicación de datos mediante
parámetros por valor
/*
* Pre: desde <= hasta
* Post: Devuelve la suma de los datos comprendidos en el intervalo entero
* [desde,hasta]
*/
int sumaDatos (int desde, int hasta) {
return (desde + hasta) * (hasta – desde + 1) / 2;
}
. . .
23
Las tres técnicas de comunicación consideradas:
•
•
•
Mediante variables globales [técnica prohibida en este curso]
Mediante parámetros transmitidos por valor
Mediante parámetros transmitidos por referencia
Un segundo problema. Diseñar una función C++ que intercambie
los valores de dos variables:
int a, b;
. . .
/* Si ahora: a = X y b = Y */
intercambiar(a,b);
/* Entonces ahora: a = Y y b = X */
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Intento fallido: comunicación de datos
/*
mediante parámetros por valor
* Pre: uno = X y otro = Y
* Post: uno = Y y otro = X
*/
void intercambiar (int uno, int otro) {
int aux = uno;
uno = otro; otro = aux;
}
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Intento fallido: comunicación de datos
/*
mediante parámetros por valor
* Pre: uno = X y otro = Y
* Post: uno = Y y otro = X
*/
void intercambiar (int uno, int otro) {
int aux = uno;
uno = otro; otro = aux;
}
/*
Intento válido: comunicación de datos
* Pre: uno = X y otro = Y
mediante parámetros por referencia
* Post: uno = Y y otro = X
*/
void intercambiar (int& uno, int& otro) {
int aux = uno;
uno = otro; otro = aux;
}
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Comunicación de datos mediante
/*
parámetros por referencia
* Pre: a = X y b = Y
* Post: a almacena el menor de los valores {X,Y} y b almacena el mayor
* de los valores {X,Y}
*/
void ordenar (int& a, int& b) {
if (a > b) { intercambiar(a,b); }
}
/*
* Pre: a = X, b = Y y c = Z
* Post: a almacena el menor de los valores {X,Y,Z}, c almacena el mayor
* de los valores {X,Y,Z} y b almacena el valor intermedio de {X,Y,Z}
*/
void ordenar (int& a, int& b, int& c) {
if (a >= b && a >= c) { intercambiar(a,c); }
else if (b >= a && b >= c) { intercambiar(b,c); }
ordenar(a,b);
}
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/*
Comunicación de datos mediante parámetros por referencia
* Pre: ‐‐‐
* Post: Asigna a nombre, nacimiento, estatura y peso los valores
* determinados por el operador como respuesta a cuatro
* preguntas que le son formuladas:
* Su nombre:
* Su anyo de nacimiento:
* Su estatura:
* Su peso:
*/
void preguntar (string& nombre, int& nacimiento, double& estatura, double& peso) {
cout << "Su nombre: " << flush; // 1ª pregunta
cin >> nombre; // lee la respuesta
cout << "Su anyo de nacimiento: " << flush; // 2ª pregunta
cin >> nacimiento; // lee la respuesta
cout << "Su estatura: " << flush; // 3ª pregunta
cin >> estatura; // lee la respuesta
cout << "Su peso: " << flush; // 4ª pregunta
cin >> peso; // lee la respuesta
}
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