Tema_1-El_lenguaje_de_programacion_C

Lenguaje y Programación II
Unidad I
Tema 1: El Lenguaje de
Programación C
Ing. Luis E. Padilla M.
[email protected]
Introducción



Características generales de C
Origen del lenguaje C
Un primer programa
Características generales de C

Ventajas
 C es un lenguaje de programación de propósito
general
 Permite la recursividad.
 Utilización simple de las primitivas del SO
 Intimamente relacionado con UNIX
 Juego de operadores muy rico
 Concisión de los programas
 Alta expresividad
 Compilador y código generado son rápidos y
compactos
 Portabilidad: estandar ANSI
Características generales de C

Inconvenientes




Lenguaje debilmente tipado
Tipos demasiado próximos a la máquina
Control de tipo poco severo
No dispone de gestor de memoria integrado
ni de instrucciones de E/S


Se usan funciones de biblioteca
Es fácil escribir programas poco legibles
Origen del lenguaje C
• Los acontecimientos claves:
Un primer programa
Editar, compilar y ejecutar un
programa
Editar fichero fuente con nombre terminado en .c, usando un
editor de textos (vi, emacs, jed, joe, textedit, ...)
vi programa.c

Compilar el programa con cc:
cc programa .c
cc -o programa programa.c

Ejecutar:
a.out
programa

El modelo de compilación de C
Editor
Preprocesador
Compilador
Enlazador
Disco
Disco
Disco
Disco
Memoria principal
El programa se crea en el editor y se
almacena en disco
El programa preprocesador procesa el
código
El compilador crea el código objeto y lo
almacena en disco
El enlazador relaciona el código objeto
con la bibliotecas, crea a.out y lo
almacena en disco
Cargador
El cargador coloca el programa en
memoria
Disco
CPU
Memoria principal
La CPU toma cada instrucción y la
ejecuta, posiblemente almacena nuevos
valores de datos mientras el programa se
ejecuta
Ejemplo: roman.c
... y hablando de programas poco legible...
Elementos fundamentales del
lenguaje






Identificadores
Tipos de datos
Constantes y variables
Operadores, expresiones y sentencias
Procedencia y asociatividad
Conversión de tipos
Identificadores


Identificador: combinación de letras, números y
guiones de subrayado que no empiezan por
número.
 Como en UNIX, las mayúsculas minúsculas
son distintas.
Palabras claves en minúscula.
Tipos de datos




Tipos fundamentales:

char, int, float, double, void
Modificadores:

short, long, unsigned, signed
Rango dependiente de implementación:

Consultar limits.h y float.h
Definición de tipos:

typedef tipo nombre_de_tipo,
typedef unsigned short int UNSHORT;
Constantes y Variables


Constantes

Enteras:

Reales:

Carácter:

Cadena:
19, -213, 3, 023, 0xA, 0xff
.7, 4.7, -5.65, 4e3, -7.5E-2
'a', 'Z', '\n', '\32'
“Cadena”, “Fin\n\n”
Las variables pueden ser declaradas...

Fuera de funciones: variables globales

Dentro de una función: variables locales

En la cabecera de una función: parámetros
formales de la función (también son
variables locales)
Constantes y Variables
Declaración de variables:
tipo var1, var2, ... , ;
int i, j, k;
unsigned char a;
unsigned long int m,n;



Inicialización en la declaración
int a = 0, k = 100;
Modificador de acceso const (ANSI)
const int x = 20;
const char a = 'A';
Operadores, expresiones y
sentencias




Una expresión se construye mediante la
combinación de expresiones y operadores.
La expresión más simple puede ser una
constante, una variable o una función.
Una expresión acabada en ; se convierte en
sentencia.
Una secuencia de sentencias dentro de llaves {}
forma una sentencia.
Operadores

Operadores aritméticos
+
*
/
%
-++
Sustracción y signo unario
Adición
Multiplicación
División (entera o real)
Modulo (resto de la división entera)
Pre o Post decremento
Pre o Post incremento
Operadores
Operadores relacionales


>
Mayor que
>=
<
<=
Mayor o igual que
Menor que
Menor o igual que
==
Igual
!=
Distinto
Operadores relacionales
Falso:
0 (cero)
Cierto:
distinto de 0
Operadores

Operadores lógicos
&&
||
!
Y lógico
O lógico
Negación
Operadores

Operadores de manejo de bits
&
|
^
~
<<
>>
AND bit a bit
OR Inclusivo bit a bit
OR exclusio (XOR) bit a bit
Complemento a 1 unario
Desplazamiento a la izquierda
Desplazamiento a la derecha
Operadores

Operador de asignación
=
operador=
Asignación
Asignación especial
Operadores

Operador condicional
exp1 ? exp2 : exp3
 Se evalúa como exp2 si exp1 es cierto o
como exp3 en caso contrario.
Operadores
Otros operadores

&
*
[]
sizeof()
'
.
->
Dirección de un objeto (unario)
Direccionamiento indirecto (unario)
Direccionamiento indexado
Da la talla de la variable o el tipo entre paréntesis
Sirve para reunir varias expresiones en una
instrucción
Da acceso a los campos de las estructuras
Idem de estructuras accedidas por punteros
Precedencia y asociatividad

Precedencia (mayor arriba) y asociatividad
Conversión de tipos

Cuando en una expresión aparecen operandos de distintos tipos...
 Conversión automática sin perdida de información.
 Los datos se convierte al más general (char a int, int a float,
etc)
 int i = 20; float f;
 f = i * 3.1416;

Conversión explícita o type casting
 Obligamos a una expresión a evaluarse con un tipo concreto
 x = (unsigned int) (y/65536) % 32768;
Estructuras de control



Estructuras de selección
Estructuras de repetición
Control en las estructuras de repetición
Estructuras de selección
Estructuras de selección
Estructuras de repetición
Estructuras de repetición
Estructuras de repetición
Control en las estructuras de
repetición

break


Finaliza el bucle (o bloque switch)
continue

Salta una iteracción del bucle
Ejemplo
2.- Escriba un programa en C que imprima
la tabla correspondiente Fahrenheit a
Celsius.
Formula: °C = (5/9) (°F-32)
La tabla resultante debe ser parecida a la
siguiente:
Ejemplo
0
-17
20
-6
40
4
60
15
80
26
100
37
120
48
140
60
160
71
180
82
200
93
220
104
240
115
260
126
280
137
300
148
Ejercicio
1.- Escriba un programa que imprima la
tabla correspondiente Celsius a
Fahrenheit.
2.- Modifique el programa de temperatura
resuelto en clase de manera que escriba
la tabla en orden inverso, esto es, desde
300 grados hasta 0. Tip: Use la estructura
repetitiva for.
Investigar:

Estructura de un programa en C

Componentes de un programa C.

Subprogramación.

Validez de las variables.

El preprocesador.
Estructura de un programa en C




Componentes de un programa C
Subprogramación
Validez de las variables
El preprocesador
Componentes de un programa C
Un programa está formado por:


Comandos del preprocesador (líneas que
comienzan por #)

Definiciones de tipos

Prototipos de funciones

Declaración de variables

Funciones
Subprogramación


A nivel de tratamiento, un programa está
compuesto por un grupo de funciones, todas
ellas en el mismo nivel. La ejecución de un
programa empieza por la función main().
La comunicación entre funciones se efectúa:

Mediante el acceso a variables globales.

Mediante el paso de parámetros
(siempre
por valor).

Mediante el valor de retorno de la
función.
Declaración de funciones

Declaración clásica (K & R) (evitar su
uso)
Declaración de funciones

Declaración moderna (ANSI):

Protótipo de una función:
Llamada a una función
Llamada a una función

El paso de parametros en C es siempre por valor.
 Los valores 5 y 15 son copiados en el instante de la
invocación de la función media().
 El valor 10 es devuelto como resultado de la invocación al
finalizar la ejecución de la función media(). Por tanto, la
expresión media (a,b) se evalúa con el valor 10.
Funciones void


Las funciones void permiten definir funciones que no
devuelven nada.
El tipo void también permite declarar funciones que
no admiten nada como argumento.
Validez de las variables




Variables externas (extern)
 El compilador no asigna espacio de almacenamiento para las
variables declaradas como extern., permitiendo así utilizar en un
fichero variables declaradas en otro:
 Fichero 1: long costeTotal;
 Fichero 2: extern long costeTotal;
Variables automáticas (auto)
 Las variables locales son auto por defecto. Dejan de existir cuando acaba
la función donde están definidas.
Variables estáticas (static)
 Son variables locales que no dejan de existir cuando acaba la ejecución
de la función en la que están definidas y , por tanto, recuerdan el valor
que tenían en la anterior invocación.
Variables registro (register)
 Se almacenan en registros internos de la CPU.
Tareas del preprocesador

Sustitución simbólica

Inclusión de ficheros

Compilación condicional
Tareas del preprocesador
#if !defined (HDR)
#define HDR
/* el contenido de
hdr.h va aquí */
#endif
#if SYSTEM == SYSV
#define HDR “sysv.h”
#elif SYSTEM == BSD
#define HDR “bsd.h”
#elif SYSTEM == MSDOS
#define HDR “msdos.h”
#else
#define HDR “msdos.h”
#endif
#include HDR
#ifndef HDR
#define HDR
/* contenido de hdr.h
va aquí */
#endif
La compilación separada

Resulta conveniente, en general, escribir un programa en varios
ficheros. Un único fichero es considerado como principal y en él se
implementa la función main(). Los demás ficheros deben ir en parejas
de fichero-cabecera / fichero-implementación. En el ejemplo,
principal.c es el fichero principal, biblioteca.h es un fichero de
cabecera y biblioteca.c es un fichero de implementación.
La compilación separada: un
ejemplo
La compilación separada:
generación del fichero ejecutable

Para conseguir el fichero ejecutabledel ejemplo anterior, podemos
invocar en UNIX el comando gcc:
Investigar:

Tipos estructurados de datos en C:

Arrays y strings.

Estructuras y uniones.

Tipos enumerados.
Investigar:

Punteros o Apuntadores en C:

¿Qué es un puntero?

Punteros y funciones

Punteros y arrays

Punteros y estructuras

Memoria dinámica

Arrays de punteros

Errores típicos

Ejemplo: estrcutura dinámica pila de
enteros