capitulo 6

Programación de Computadores
6 Funciones
Prof. Javier Cañas R.
Universidad Técnica Federico Santa María
Departamento de Informática
Contenido
1 Introducción
2 Construcción de Funciones
3 Paso de Argumentos
4 Retorno de Valores
5 Prototipos
6 Recursividad
7 Sobrecarga de Funciones
8 Funciones Inline
9 Almacenamiento y Visibilidad de Variables
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1 Introducción
• Las Funciones constituyen el elemento
clave de lo que se denomina
abstracción en la construcción de
programas
• ¿Qué se entiende por abstracción?
– Es una función de la mente del ser
humano que permite concentrarse en
aspectos fundamentales postergando
detalles
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Abstracción
• En la forma de solucionar problemas
cotidianos y por supuesto de ingeniería
aplicamos el principio de abstracción.
• Por ejemplo supongamos que nos
enfrentamos al problema de hacer un
programa para generar remuneraciones de
una empresa. El principio de abstracción nos
dice que los pasos que se deben dar son:
– Leer horas trabajadas en el mes
– Hacer cálculos
– Generar cheques
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...Abstracción
• Cada uno de los pasos:
– Leer horas trabajadas en el mes
– Hacer cálculos
– Generar cheques
Corresponde a una función que a su vez se
puede seguir descomponiendo en otras
funciones
• En síntesis: las funciones permiten agrupar
lógicamente un conjunto de sentencias
mediante un nombre.
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Introducción a las Funciones
• Tanto la llamada programación estructurada
como orientada a objetos, se basan en
funciones.
• Otros objetivos de las funciones, aunque
menos importante, es generar código más
eficiente evitando la repetición de sentencias
que se encuentran en distintas partes de un
programa.
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2 Construcción de Funciones
• Para visualizar en forma simple la
construcción de funciones
consideremos el siguiente ejemplo:
– En varias partes de un programa se desea
generar una línea para dar formato a datos
de salida. Para esto se usa el código:
for ( int j= 0; j< 45 ; j++)
cout << ‘*’ ; cout << endl ;
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Construcción de Funciones
for ( int j= 0; j< 45 ; j++)
cout << ‘*’ ; cout << endl ;
• Como este código se usa repetidas veces,
hemos decidido encapsularlo en una
función.
• ¿Qué nombre le pondremos?
– Como se trata de repetir el carácter ‘*’ (estrella)
le pondremos starline (línea de estrellas)
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La Función starline
void starline( ); //prototipo o declaración
void main ( )
{starline ( ); // invocación
}
void starline ( ) // definición
{for ( int j= 0; j< 45 ; j++)
cout << ‘*’ ; cout << endl ;}
La 1ª línea de la definición se denomina declarador
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3 Paso de Argumentos
• La función anterior es útil porque cada
vez que quisiéramos generar en la
pantalla una línea basta con invocar su
nombre.
• ¿Si quisiéramos escribir el carácter ‘+’
en vez de ‘*’?
– Habría que generar una nueva función,
posiblemente la llamaríamos plusline
– ¿Hay una forma más fácil? Si: argumentos
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Ejemplo de Paso de Argumentos
Invocación con constantes
void repchar( char, int ); // prototipo
repchar (‘-’ , 43 ); //invocación
Parámetros
void repchar( char ch, int n )
{ for (int j= 0 ; j< n ; j++)
cout << ch; cout << endl; }
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También es posible pasar variables:
void main ( )
{
char car ; int nc;
cout<< “Ingrese carácter :” ; cin>> car;
cout<< “ Ingrese número a repetir :” ;
cin >> nc;
repchar ( car, nc );
}
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Conceptos : Paso por valor
• La forma de pasar argumentos vista se
llama paso por valor.
• Las características relevantes de esta
forma son:
– Los argumentos pueden ser constantes o
variables.
– Si son variables se crea una copia en la
función. Si el parámetro se cambia dentro
de la función, no afecta la variable
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Conceptos : Paso por valor
car
nc
void repchar ( char ch , int n)
•
la función crea nuevas variables, las cuales
son accesadas igual que cualquier variable
dentro del cuerpo de la función
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Paso de Estructuras
• Los objetos que se pasan a una función
pueden ser más complejos que los tipos
simples.
• El siguiente ejemplo muestra el paso de
estructuras por valor
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Ejemplo de Paso de Estructuras
struct Distancia
{ int pie;
float pulgada;};
void mostrar ( Distancia ); // prototipo
void main ( )
{ Distancia d1;
..........
mostrar ( d1);}
void mostrar ( Distancia dd)
{cout<< dd.pie << “\’-” <<dd.pulgada
<<“\””
}
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Paso de Argumentos por Referencia
• Referencia: alias o nombre diferente para una
variable
• Cuando el argumento es pasado por valor, la
función no tiene acceso a la variable original:
sólo a una copia de ella
• Cuando el argumento pasa por referencia la
función tiene acceso a la variable original
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Ejemplo de Paso de Argumentos por
Referencia
void ejemplo(int&); // prototipo
int x;
x=7;
ejemplo (x); //x cambia a 3
cout <<x; //escribe 3
void ejemplo (int& a )
{ a= 3;}
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Alias
• El operador & identifica una referencia
int actual;
int& otro = actual;
• El compilador sabe que actual tiene otro
nombre: otro. Cualquier operación en
cualquiera de los dos nombres tiene el
mismo resultado
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Observación
• El paso por referencia se puede usar en
PASCAL
• En C se usan punteros para este
propósito
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4 Retorno de valores
• Intuitivamente las funciones que utilizamos en
matemáticas tienen un valor. Por ejemplo:
– sen(x)
– cos(3.56);
• En C++ las funciones también pueden retornar un
valor. Para esto se debe declarar el tipo que
retorna y agregar la sentencia return en el cuerpo
de la función
• Veremos un ejemplo de una función que
convierte pulgadas en centímetros
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Ejemplo de Retorno de Valores
float convertir (float pulg);
float convertir (float in)
{
float cm = 2.53 * in;
return cm;
}
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Retorno de estructuras
struct Punto
{
float x,y;
}
Punto suma (Punto
P1, Punto P2)
{ Punto p;
p.x = P1.x + P2.x;
p.y = P1.y + P2.y;
return p;}
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Síntesis de mecanismos de comunicación
Paso por
valor
Paso por
referencia
Argumentos
return
Función
Retorno
de valor
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Efecto
lateral
se modifican
variables
externas
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5 Prototipos
• ¿Por qué usar prototipos?
– Permiten comprender sin entrar en detalles
lo que hacen las distintas funciones que
componen un programa
• Por esto, los prototipos tienen gran
importancia en el desarrollo de grandes
programas
• Para mayor claridad es bueno usar
nombres de parámetros en los
prototipos
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Ejemplo de Prototipos
void muestre_punto(int, int ); // prototipo
void muestre_punto(int horiz,int vert ) ;
pueden ser diferentes
void muestre_punto ( int x, int y )
{
......
}
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6 Recursividad
• C y C++ permite que una función pueda
llamarse a si misma.
• Una función que se invoca a si misma se
denomina función recursiva
• La Recursividad permite solucionar
problemas complejos que de otra manera
serían casi imposibles. Un ejemplo es el
problea de las “Torres de Hanoi”
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Recurrencias
• La recursividad permite en forma muy simple
transformar a código expresiones que estén
definidas por relaciones de recurrencias.
• Por ejemplo, el factorial, números de
Fibonacci, potencias, series etc...
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Ejemplo: Cálculo de n!
1 n=0

n!= 
n × (n − 1)! n > 0
long int factorial(int n)
{ if (n==0)
return 1;
else return n*factorial(n-1)}
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Ejercicio
Calcular en forma recursiva:
n
1
Hn = ∑
i =1 i
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7 Sobrecarga de Funciones
• Una función sobrecargada realiza acciones
diferentes dependiendo de los argumentos que
se le enteguen
En otros lenguajes se
// prototipos
requiere 3 nombres
distintos
void repchar ( );
void repchar ( char );
void repchar ( char, int );
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Sobrecarga de Funciones
void main ( )
{
repchar ( );
repchar ( ‘=‘ );
repchar ( ‘+’, 25);
}
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Sobrecarga de Funciones
void repchar ( )
{for (int j= 0; j< 45; j++) cout <<
‘*’; cout << endl; }
void repchar (char ch )
{for (int j= 0; j<45; j++) cout<< ch;
cout<< endl;}
void repchar (char ch, int n)
{for (int j= 0; j< n ; j++) cout <<
ch; cout <<endl;}
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Argumentos por defecto
• En el prototipo se pueden especificar los
argumentos por defecto
void repchar( char=‘*’,int=45);
main ( )
{repchar ( ) ; // 45*
repchar ( ‘=‘);
// 45 signos =
repchar ( ‘+’ , 30);
// 30 +
}
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Argumentos por defecto
• También es posible incluir nombres de
parámetros en el prototipo
void repchar( char c= ‘x’, int
n= 45); // prototipo
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Sobrecarga con tipos diferentes
• El compilador puede distinguir también
entre funciones sobrecargadas con el
mismo número de argumentos siempre
que sus tipos sean diferentes
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Sobrecarga con tipos diferentes
struct Punto
{float x, y;}
void sumar (Punto&, Punto&);
void sumar (float &, float&)
void sumar (Punto& P1, Punto& P2)
{ P1.x += P2.x;
P1. Y +=P2.y;}
void sumar (float &x, float &y )
{ x+= y;}
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8 Funciones Inline
• Similar a las macros de C (# define ).
Proporcionan un mejor chequeo de tipos
• Para programas cortos es más eficiente. Una
llamada normal tiene un costo en tiempo
• La función inline ocupa mayor espacio
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Funciones Normales
main()
...
func1();
....
func1();
....
func1();
....
El código que se
repite es puesto
en una función
func1();
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Funciones Inline
main()
func1();
func1();
El código que se
repite es puesto
en una función
llamada inline
func1();
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Ejemplo de Funciones Inline
• Debe ir antes de su invocación
inline float convertir (float in )
{
return 2.53 * in ;
}
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9 Almacenamiento y Visibilidad de
Variables
• C++ define distintas clases de
almacenamiento
• Cada clase de almacenamiento determina
reglas de alcance y visibilidad
• Las clases de almacenamiento son:
– automática: auto
– externa: extern
– estática: static
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Almacenamiento Automático
•
•
•
•
Se crean sólo cuando la función es llamada
Se destruyen cuando la función termina
¡ Se ahorra memoria!
Cuando las variables se crean el compilador
no trata de iniciarlas
• ¡Pueden contener basura!
• ¡Limitar la visibilidad ayuda a organizar y
modularizar el programa!
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Ejemplo de Almacenamiento Automático
void funcion ( )
{
auto int x ;
auto float y ;
..........
}
void f1 ( )
{
int x;
......
}
void f2 ( )
{
int y;
...
x= 3; /* ilegal
x no es visible
aquí */
.
}
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Observaciones
• La palabra reservada auto se puede
omitir. Se asume por defecto que las
variables que se definen dentro de una
función son automáticas
• Limitar la visibilidad ayuda a organizar y
modularizar el programa. También
ayuda a prevenir errores
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Almacenamiento Externo
• Las variables externas se denominan
también globales
• Se inicializan automáticamente en cero
• Se definen fuera de cualquier función
• La Visibilidad de la variable es el archivo
fuente completo
• Es mejor usar restringídamente este tipo de
variables ya que crea problemas en la
organización de programas grandes
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Ejemplo de Almacenamiento externo
#include < iostream. h >
int extint = 99;//var.ext.
//Se inicializa en cero
void f ( );
void main ( )
{....
extint = 100; /*Se
tiene acceso a la
variable externa*/
....}
void f ( )
{
.....
extint = 3;
/*también
desde aquí
se tiene
acceso a la
variable
externa*/
}
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Almacenamiento Estático
• Existen variables estáticas externas y
estáticas automáticas
• Variables estáticas automáticas
– visibilidad de variables automática
– duración de variable externa
• El siguiente ejemplo muestra la utilización de
este almacenamiento en una función que
permite acumular el promedio
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Ejemplo de Almacenamiento Estático
float getprom ( float nuevo_dato)
{static float total= 0,
static int cuenta= 0;
/* Sólo se inicializan una vez
por programa*/
cuenta ++;
total += nuevo_dato;
return total/ cuenta;}
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FIN
Funciones
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